БУРОВОЙ СТАНОК Российский патент 2002 года по МПК E21B3/00 E21B7/02 E21B19/86 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровым станкам, и может быть использовано для бурения скважин и шпуров различного назначения.

Известен станок, включающий транспортную базу, мачту с направляющими, вращатель, установленный с возможностью осевого перемещения, подъемную лебедку, канат и канатные блоки (см. с.40, Катанов Б.А., Сафохин М.С. Станки вращательного бурения на угольных разрезах. - М.: Госгортехиздат. -1960.-147 с.).

Недостаток этого станка заключается в наличии свободной подачи бурового ставя с вращателем на забой под действием собственного веса, что снижает скорость бурения крепких пород ввиду отсутствия дополнительного осевого давления на забой.

Известен также буровой станок, включающий вращатель, установленный с возможностью осевого перемещения по направляющим, жестко соединенным с подвижными траверсами и охватывающим силовые цилиндры, связывающие подвижные траверсы с неподвижной ( а.с. СССР, 1073449, кл. E 21 В 3/02, 1984).

Недостаток данного станка заключается в низкой скорости бурения мягких пород из-за сдерживания подачи бурового ставя с вращателем, т.к. штоки силовых цилиндров подачи имеют постоянную кинематическую связь с мачтой станка и не обеспечивают свободной подачи при бурении мягких пород.

Наиболее близким является буровой станок, включающий транспортную базу, мачту с упорами в верхней связи, подвижной вращатель с направляющими, на которых посредством элементов крепления установлены параллельно продольной оси мачты и поверхности направляющих силовые цилиндры подачи, ориентированные своими штоками для взаимодействия с упорами верхней связи мачты, буровой став, подъемную лебедку, канат и канатные блоки (см. с. 22, М.С. Сафохин, Б. А. Катанов. Машинисты бурового станка на карьере. - М.: Недра, 1984. - 308 с. ). Станок позволяет одинаково успешно бурить разные по крепости породы, используя для этого свободную или принудительную (при помощи штоков силовых цилиндров-плунжиров подачи, выдвигающихся до упора в верхнюю связь мачты) подачу вращателя со ставом на забой. При этом расположение силовых цилиндров подачи параллельно продольной оси вертикальной мачты способствует более быстрому втягиванию штоков под собственным весом.

Недостаток этого решения заключается в низкой производительности при бурении крепких пород большой мощности в связи с использованием полного хода штоков силовых цилиндров, упирающихся в специальные упоры верхней связи мачты станка, что требует ожидания холостого хода штоков (втягивание) для осуществления процесса переподъема вращателя при наращивании звеньев става.

Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи - повышение производительности бурового станка путем снижения времени вспомогательных операции при наращивании бурового става.

Это достигается тем, что в буровом станке, включающем транспортную базу, мачту с упорами в верхней связи, подвижный вращатель с направляющими, на которых посредством элементов крепления установлены параллельно продольной оси мачты и поверхности направляющих силовые цилиндры подачи, ориентированные своими штоками для взаимодействия с упорами верхней связи мачты, буровой став, подъемную лебедку, канат и канатные блоки, силовые цилиндры подачи установлены с возможностью перемещения относительно направляющих вращателя и вывода штоков за упоры верхней связи мачты, при этом элементы крепления силовых цилиндров подачи и направляющие вращателя связаны между собой посредством осей, размещенных перпендикулярно поверхностям направляющих, а на самих направляющих выполнены кронштейны, на которых закреплены цилиндры управления, связанные своими штоками с силовыми цилиндрами подачи.

На фиг.1 показан общий вид бурового станка (момент окончания бурения на глубину одного звена става), на фиг.2 - то же, момент подъема вращателя при наращивании става; на фиг.3 - общий вид вращателя с механизмом управления силовыми цилиндрами подачи.

Буровой станок включает транспортную базу 1, мачту 2 с упорами 3 в верхней связи 4, подвижный вращатель 5 с направляющими G, на которых посредством элементов крепления 7 установлены параллельно продольной оси мачты и поверхности направляющих 6 силовые цилиндры подачи 8, ориентированные своими штоками 9 для взаимодействия с упорами 3 верхней связи 4 мачты 2, буровой став 10, подъемную лебедку 11, канат 12 и канатные блоки 13. Силовые цилиндры подачи 8 установлены с возможностью перемещения относительно направляющих 6 вращателя 5 и вывода штоков 9 за упоры 3 верхней связи 4 мачты 2, при этом элементы крепления 7 силовых цилиндров подачи 8 и направляющие 6 вращателя 5 связаны между собой посредством осей 14, размещенных перпендикулярно поверхностям направляющих 6, а на самих направляющих выполнены кронштейны 15, на которых закреплены цилиндры управления 16, связанные своими штоками 17 с силовыми цилиндрами подачи 8.

Станок работает следующим образом.

В начале бурения штоки 9 силовых цилиндров подачи 8 полностью втянуты, а сами цилиндры подачи 6 посредством элементов крепления 7 и осей 14 прижаты к поверхностям направляющих 6 подвижного вращателя 5 при помощи штоков 17 цилиндров управления 16. Подвижный вращатель 5 при помощи лебедки 11 и каната 12 через канатные блоки 13 поднят в крайнее верхнее положение. Втянутые штоки 9 силовых цилиндров подачи 8 находятся напротив упоров 3 верхней связи 4 мачты 2. После установки звена бурового става 10 во вращатель 5 осуществляется свободная подача вращающегося бурового става 10 с вращателем 5 на забой и производится собственно процесс бурения.

При бурении крепких пород штоки 9 силовых цилиндров подачи 8 выдвигаются и упираются своими торцами в упоры 3 верхней связи 4 мачты 2, создавая дополнительное осевое давление на забой. После бурения на полную длину одного звена става 10 полости силовых цилиндров подачи 8 соединяются со сливной магистралью и штоки 9 начинают втягиваться под собственным весом, при этом штоки 17 цилиндров управления 16 перемещают силовые цилиндры 8 посредством элементов крепления 7 по осям 14, отводя штоки 9 за упоры 3 верхней связи 4 по кратчайшему (перпендикулярно) пути, после чего осуществляется подъем вращателя 5 на полную длину звена става 10 и его последующее наращивание, в процессе которого штоки 9 силовых цилиндров подачи 6 успевают полностью втянуться, т.е. втягивающиеся штоки 9 не препятствуют перемещению вращателя 5 даже на полный ход.

Перед началом бурения следующего звона става 10 штоки 17 цилиндров управления 16 перемещают по осям 14 посредством элементов крепления 7 силовые цилиндры подачи 8 и прижимают последние элементами крепления 7 к направляющим 6 вращателя 5, после чего бурение возобновляется.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровым станкам. Станок включает транспортную базу, мачту с упорами в верхней связи, подвижный вращатель с направляющими, на которых посредством элементов крепления установлены параллельно продольной оси мачты и поверхности направляющих силовые цилиндры подачи, ориентированные своими штоками для взаимодействия с упорами в верхней связи, буровой став, подъемную лебедку, канат и канатные блоки. Силовые цилиндры подачи установлены с возможностью перемещения относительно направляющих подвижного вращателя и вывода штока за упоры в верхней связи. Элементы крепления силовых цилиндров подачи и направляющие подвижного вращателя связаны между собой посредством осей, размещенных перпендикулярно поверхностям направляющих. На направляющих выполнены кронштейны, на которых закреплены цилиндры управления, связанные своими штоками с силовыми цилиндрами подачи. Изобретение обеспечивает повышение производительности бурового станка, снижение времени на вспомогательные операции. 3 ил.

Буровой станок, включающий транспортную базу, мачту с упорами в верхней связи, подвижный вращатель с направляющими, на которых посредством элементов крепления установлены параллельно продольной оси мачты и поверхности направляющих силовые цилиндры подачи, ориентированные своими штоками для взаимодействия с упорами верхней связи мачты, буровой став, подъемную лебедку, канат и канатные блоки, отличающийся тем, что силовые цилиндры подачи установлены с возможностью перемещения относительно направляющих вращателя и вывода штоков за упоры верхней связи мачты, при этом элементы крепления силовых цилиндров подачи и направляющие вращателя связаны между собой посредством осей, размещенных перпендикулярно поверхностям направляющих, а на самих направляющих выполнены кронштейны, на которых закреплены цилиндры управления, связанные своими штоками с силовыми цилиндрами подачи.