SU604903A1 - Виброгрейфер дл станка ударно-канатного бурени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области строительства и может быть использовано при бурении скважин различного назначени  с номощыо ударно-канатных станков.

Известны вибраторы, включающие дебалансы и зубчатую передачу, которые позвол ют интенсифицировать процесс разрушени  крепких пород 1J.

Недостаток таких вибраторов в том, что они не могут быть использованы дл  разработкн грунта в скважинах.

Известны также виброгрейферы, включающие вибратор с дебалапсами, зубчатую передачу и трубчатый корпус, которые могут быть эффективно применены при проходке скважин незначительной глубины (до 10-15 м) 2.

Недостаток таких виброгрейферов состоит в том, что при ударно-канатном бурении скважин глубиной до 150 м их использование практически исключаетс  из-за необходимости снуска в ствол скважины в процессе ее нроходки гидропровода или электрического кабел  дл  привода механизма виброгрейфера, что усложн ет конструкцию.

Цель изобретени  - упрощение конструкции виброгрейфера.

Эта цель достигаетс  тем, что виброгрейфер снабжен кривошипно-шатзнным механизмом с маховиком и односторонней муфтой обгона, установленными в корпусе, причем

кривошипно-шатунный механизм соединен с канатом станка, а муфта обгона через маховик- с зубчатой передачей.

На фиг. 1 показан внброгрейфер, подвещенный на канате станка, в разрезе; на фиг. 2 - привод виброгрейфера в момент, когда его трубчатый корпус стоит на забое, в разрезе; на фиг. 3 - узел преобразовани  качаний кривошина во вращательное движение маховика , разрез А-А па фиг. 1.

Виброгрейфер выполнен в виде трубчатого корпуса 1, нижн   часть которого представл ет собой полую грунтозаборную трубу 2. В верхней герметичной части корпуса смонтированы вибратор 3 с дебалансами и система его привода.

Спускаетс  виброгрейфер в скважину на канате 4, сматываемом с лебедки ударного механизма бурового станка.

Во врем  колебаний вибратор 3 скользит направл ющими роликами 5 по внутренней поверхности корпуса 1 и периодически удар ет бойком 6 по наковальне 7 корпуса 1.

Система привода вибратора 3 включает шток 8, ползун 9, кривошиппо-шатунный механизм 10, повыщающую зубчатую передачу И, св занную носредством подвижного шлицевого соединени  12 с приводной шестерней

13вибратора. Шток 8 снабжен двум  упорами

14и 15 и проушиной, с помощью которой он

подвешиваетс  на канате 4. Шток может совершать возвратно-поступательные движени  относительно корпуса 1. Эти движени  ограничиваютс  перегородками 16 и 17 корпуса, взаимодействуюш;ими с упорами 14 и 15 штока . Между штоком 8 и жестко св занным с ним ползуном 9 предусмотрена пружина 18 дл  обеспечени  ускоренного движени  штока вниз до соприкосновени  упора 15 с перегородкой 17.

Ползун 9 через кривошипно-шатунный механизм 10 и одностороннюю муфту обгона 19 приводит во врашение маховик 20.

Муфта обгона дает возможность кривошипу вращать маховик по часовой стрелке при перемеш ,ении штока вверх и обеспечивает в следуюш ,ем цикле работы обратное движение ползуна и кривошипа вниз при прежнем направлении враш,ени  маховика.

Пружина 21, установленна  между верхним торцом вибратора 3 и перегородкой 22 кориуса 1, предназначена дл  поддержани  наиболее зффективиого и устойчивого ииброударного режима колебаний вибратора.

При работе виброгрейфер, закрепленный на канате 4 станка, сбрасываетс  в скважину. После удара грунтозаборной трубы 2 по забою шток 8 перемеш,аетс  в нижнее положение . Затем в работу включаетс  ударный механизм бурового станка, который с частотой 50 раз в минуту ноднимает шток на величину его рабочего хода, ограниченную упорами 14 и 15. При каждом подъеме штока 8 ползун 9 посредством шатуна разворачивает кривошип на определенный угол и приводит таким образом во врашение маховик 20, который, в свою очередь, передает вращение через повышающую зубчатую передачу И приводной шестерне 13 вибратора.

После каждого подъема штока 8 его движение вииз осуществл етс  под действием собственного веса и силы, аккумулированной в пружине 18 при ходе штока вверх. При этом односторонн   муфта обгона 19 обеспечивает обратный поворот кривошипа без торможени  вращени  маховика 20, который обеспечивает относительно равномерное вращение приводной шестерни 13 вибратора.

Передаточное отношение шестерен зубчатой передачи 11 выбираетс  таким образом, чтобы повысить число оборотов приводной щеС1ерни 13 вибратора и добитьс  таким образом частоты ударов бойка 6 но наковальне 7 в пределах 400-600 ударов в минуту.

В зависимости от соотношени  величины рабочего хода штока 8 и высоты подъема каната 4 ударным механизмом бурового станка возможны два режима работы виброгрейфера.

В том случае, если величина рабочего штока 8 соответствует установленной высоте подъема каната 4, виброгрейфер при каждом подъеме каната не будет отрыватьс  от забо . При таком режиме работы грунтозабориа  труба погружаетс  лишь за счет виброударного воздействи  бойка 6 вибратора 3 на

наковальню 7. Этот режим работы наиболее эффективен при проходке относительно слабых пород.

В случае, если величина рабочего хода штока 8 меньше установленной высоты подъема каната 4, виброгрейфер при каждом рывке каиата будет отрыватьс  от забо  и подниматьс  над ним на величину разности между высотой подъема каната 4 и ходом штока 8.

При таком режиме работы порода набираетс  грунтозабориой трубой 2 как за счет ударов всей массы виброгрейфера о забой, так и за счет виброударного воздействи  бойка 6 на наковальню 7, осуществл емого в момент

контакта грунтозаборной трубы с забоем.

Описанный режим работы  вл етс  наиболее рациональным ири проходке крепких пород . Следует отметить, что и ири первом и нри

втором режимах работы виброгрейфера высокочастотное ударное воздействие позвол ет не только интенсифицировать процесс разработки породы, но и дает возможность избежать нрихвата грунтозаборной трубы, что также

весьма важно.

Кроме основного назначени  виброгрейфер может примен тьс  дл  предварительного рыхлени  забо . В этом случае вместо грунтозаборной трубы к корпусу 1 присоедин етс 

долото, а виброгрейфер настраиваетс  на второй режим работы.

Виброгрейфер может примен тьс  также и дл  ликвидации аварий в скважинах, св занных с прихватом инструмента. В этом случае

вместо грунтозаборной трубы к корпусу 1 присоедин етс  захватное приспособление, а виброгрейфер настраиваетс  на первый режим работы.

Из описани  видно, что внброгрейфер обеснечивает в процессе проходки скважины комбинированное воздействие на породу (традиционные лл  -ударно-каиатного бурени  низкочастотные удары и высокочастотное ударное воздействие дополнительной массы) без привлечени  каких-либо несвойственных буровому станку внешних энергопроводов.

Claims (2)

1.АвторскоесвидетельствоСССР ДСо 487205, кл. Е 02D 7/18, 1973.

2.АвторскоесвидетельствоСССР АЬ 403812, кл. Е 02D 9/02, 1972,

It/5iB- .

17

I Щ

Sz22Z2I2bcZ Zii-.;

3

Фиг. i

/J - и noeepHtjmo

W

Риг.З