ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ ПОДАЮЩАЯ БАЛКА ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2008 года по МПК E21B19/86 

Изобретение относится к телескопической подающей балке для бурильной машины.

Известна телескопическая подающая балка, содержащая нижнюю балку и верхнюю балку, расположенные одна над другой и параллельные друг другу в продольном направлении, причем бурильная машина установлена с возможностью перемещения в верхней балке в ее продольном направлении, и первый передаточный цилиндр, расположенный с возможностью действия между верхней балкой и нижней балкой для перемещения верхней балки и нижней балки относительно друг друга в продольном направлении, причем нижняя балка имеет поперечное сечение, содержащее желобообразную полость в нижней части нижней балки, а передаточный цилиндр между нижней балкой и верхней балкой установлен в этой полости таким образом, что он защищен от материала, падающего сверху и с боков подающей балки и от ударов по подающей балке, люльку, соединенную с нижней балкой с возможностью скольжения относительно нее в ее продольном направлении, второй передаточный цилиндр, расположенный с возможностью действия между люлькой и нижней балкой для перемещения люльки и нижней балки относительно друг друга.

Установки для бурения по коренным породам часто используют в различных ситуациях бурения. Так, иногда необходимо бурить мелкие скважины в ограниченных пространствах и более длинные скважины при наличии места. Это нельзя сделать с помощью обычных подающих балок, вследствие чего для различных целей обычно используют разные машины. Вместе с тем, иногда необходимо использовать одну и ту же бурильную машину для бурения скважин в разных условиях. Для этой цели разработаны различные телескопические балки, в которых подающая балка образована двумя секциями, перемещающимися относительно друг друга в продольном направлении, т.е. верхней балкой, вдоль по которой движется бурильная машина, и нижней балкой. В этом случае верхняя балка и нижняя балка обычно соединены посредством направляющих рельсов и ползунов для движения относительно друг друга в продольном направлении. При проведении бурения в ограниченных пространствах секции подающей балки располагают так, чтобы они перекрывались как можно больше для достижения наименьшей суммарной длины. С другой стороны, при бурении скважин большей длины секции подающей балки перемещают относительно друг друга для получения как можно более длинной подающей балки. В этом случае при бурении естественно используют более длинные буровые штанги. В процессе бурения буровая штанга проникает в породу, и длина подающей балки сначала сокращается за счет движения дальней секции подающей балки в направлении бурения. После того, как эта секция подающей балки переместилась и расположилась поверх другой секции подающей балки таким образом, что подающая балка оказалась в своем наикратчайшем состоянии, бурильная машина движется вдоль секции подающей балки, обеспечивая использование всей длины буровой штанги. Передаточный цилиндр, приводимый в действие рабочей средой, довольно часто используется для обеспечения относительного движения подающих балок, причем этот цилиндр подсоединен между секциями подающей балки таким образом, что когда поршень передаточного цилиндра движется относительно цилиндра, секции подающей балки движутся друг относительно друга. Такое решение известно, например, из финского патента № 97253.

Известные решения, связанные с подающими балками, приводят к тому, что на практике приходится сталкиваться с различными проблемами. Например, если передаточный цилиндр установлен в пространстве между секциями подающей балки для защиты его от грязи и воздействия механического напряжения, а подающая балка установлена на конце стрелы установки для бурения по коренным породам, то обслуживание и, если потребуется, ремонт или замена передаточного цилиндра могут оказаться делом непростым. В частности, в настоящее время большее внимание уделяется быстроте и простоте обслуживания с целью минимизации потерь полезного времени установки для бурения по коренным породам. Таким образом, необходимо искать новые решения для достижения этой цели.

Краткое описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание подающей балки, в которой передаточный цилиндр, расположенный между секциями подающей балки, сравнительно хорошо защищен, с одной стороны, а с другой стороны, оказывается возможным сравнительно простое и быстрое проведение необходимых операций его обслуживания и ремонта.

Подающая балка согласно изобретению отличается тем, что она содержит соединительную деталь, соединенную с нижней балкой, при этом один конец первого передаточного цилиндра между нижней балкой и верхней балкой соединен с верхней балкой, а другой его конец - с соединительной деталью, и один конец второго передаточного цилиндра соответственно соединен с соединительной деталью, а другой конец - с люлькой.

Настоящее изобретение основано на той идее, что нижняя балка подающей балки снабжена поперечным сечением, имеющим открытое книзу пространство на нижней части нижней балки, где можно установить передаточный цилиндр между секциями подающей балки. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения подающая балка установлена с возможностью перемещения в ее продольном направлении относительно люльки, установленной на одном конце стрелы установки для бурения по коренным породам, а второй передаточный цилиндр - между люлькой и подающей балкой, при этом один конец передаточного цилиндра между подающими балками соединен с отдельной соединительной деталью, прикрепленной к нижней балке, так что силы, действующие на подающую балку, передаются через соединительную деталь.

Преимущество изобретения заключается в том, что и верхняя, и нижняя стороны передаточного цилиндра хорошо защищены, а когда возникает потребность в обслуживании или проверке передаточного цилиндра, доступ к нему легко осуществляется через проем, предусмотренный в нижней части подающей балки.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет описано подробнее со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 представляет схематический вид сбоку в сечении подающей балки, соответствующей изобретению;

фиг.2 схематически изображает сечение подающей балки по линии А-А, на фиг.1;

фиг.3 представляет схематический вид сбоку в частичном сечении подающей балки, соответствующей изобретению;

фиг.4 схематически иллюстрирует сечение подающей балки по линии В-В, на фиг.3.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 представлен схематический вид сбоку в сечении подающей балки, соответствующей изобретению. Подающая балка содержит две части, т.е. нижнюю балку 1 и верхнюю балку 2, которые перемещаются относительно друг друга в их продольном направлении. Нижняя балка соединена со стрелой установки для бурения по коренным породам непосредственно или с помощью различных соединений и/или люльки. Буровая каретка 3, с которой соединена бурильная машина, выполнена с возможностью скольжения относительно нижней балки 2 по направляющим рельсам 2а, предусмотренным на ней, как подробнее показано, например, на фиг.2. Бурильная машина 4 и буровая каретка 3 также могут образовывать единое целое, хотя это и несущественно для настоящего изобретения. Установка для бурения по коренным породам движется взад и вперед в продольном направлении верхней балки 2 посредством отдельного подающего механизма, который не показан. Различные такие подающие механизмы сами по себе известны специалисту в данной области техники, и по этой причине их подробное описание не приводится.

Верхняя балка 2 и нижняя балка 1 выполнены с возможностью скольжения относительно друг друга посредством вторых рельсов 2b, предусмотренных в верхней балке 2, и скользящих элементов 1а, прикрепленных к нижней балке 1, как подробнее показано на фиг.2. В открытом книзу желобе 1b нижней балки расположен первый передаточный цилиндр 5, который в случае, проиллюстрированном на фиг.1, неподвижно прикреплен к нижней балке 1. Один конец штока 5а передаточного цилиндра соединен неподвижно в продольном направлении с соединительной деталью 6, соединенной с концом верхней балки 2. Соединительная деталь 6 соединена с пластиной 7, прикрепленной к концу верхней балки 2 таким образом, что верхняя балка 2 и соединительная деталь 6, по существу, неподвижны относительно друг друга. Очевидно, что соединительную деталь 6 можно крепить непосредственно к верхней балке 2. Когда поршень передаточного цилиндра 5 движется внутри этого цилиндра 5 влево из положения, показанного на фиг.1, видимый шток 5а поршня укорачивается, а в результате этого верхняя балка 2 и нижняя балка 1 движутся относительно друг друга таким образом, что суммарная длина подающей балки уменьшается. Соответственно, когда рабочая среда подается с противоположного конца подающего цилиндра 5, поршень движется, попадая в ситуацию, показанную на фиг.1, и при этом длина подающей балки увеличивается.

На фиг.2, показывающей сечение подающей балки, по линии А-А на фиг.1, видно, что верхняя балка 2 выполнена из профиля, верхнее и нижнее сечения которого снабжены направляющими рельсами 2а и 2b, соответственно. Верхняя балка 2 в наиболее предпочтительном варианте осуществления выполнена из легкого металлического профиля, при этом направляющие рельсы 2а и 2b выполнены после экструзии профиля. Поверхность направляющих рельсов 2а и 2b можно снабдить отдельными поверхностями скольжения, выполненными из более твердого материала способом, который сам по себе известен, но эти поверхности не показаны из соображений ясности изображения. Ползунные рамы 8, входящие в состав скользящих элементов 3а, прикреплены к буровой каретке 3 бурильной машины 4 болтами 9. Между ползунными рамами 8 и направляющими рельсами 2а расположены ползуны 10, выполненные из подходящего материала, такого, как полиуретан, на которых буровая каретка движется по верхней балке 2. Нижняя балка 1 соединена с возможностью движения вдоль направляющих рельсов 2b верхней балки 2, предпочтительно с помощью тех же конструкций скользящего элемента, что и буровая каретка бурильной машины. Таким образом, все скользящие конструкции подающей балки можно воплотить, воспользовавшись одними и теми же запасными частями. Такие конструкции скользящих элементов и их функция сами по себе известны, например, из патента США № 5704716, и по этой причине их более подробное описание не требуется.

Таким образом, нижняя балка 1 и верхняя балка 2 могут двигаться относительно друг друга в своем продольном направлении. Как показано на фиг.1, первый передаточный цилиндр 5 действует между нижней балкой 1 и верхней балкой 2. Этот цилиндр 5 установлен в открытом книзу желобе 1b, предусмотренном в нижней балке 1, так что его верх и боковые стороны закрыты, что не дает материалу, падающему на верх подающей балки, попасть на верх передаточного цилиндра 5 и повредить его каким-либо образом. В варианте осуществления, показанном на фиг.1 и 2, передаточный цилиндр 5 соединен неподвижно с нижней балкой 1, а один конец штока 5а цилиндра соединен с соединительной деталью 6 на конце верхней балки 2 так, что конец штока 5а цилиндра неподвижен относительно верхней балки 2 в ее продольном направлении и поэтому может перемещать верхнюю балку 2 относительно нижней балки 1.

На фиг.3 представлен схематический вид сбоку в частичном сечении подающей балки, соответствующей изобретению. Этот вариант осуществления соответствует тому, который показан на фиг.1 и 2, за исключением того, что в дополнение к нижней балке 1 и верхней балке 2 он включает в себя люльку 11, при этом нижняя балка 1 выполнена с возможностью движения относительно этой люльки в продольном направлении. Для обеспечения движения нижней балки 1 относительно люльки 11 нижняя балка 1 также снабжена направляющими рельсами 1b, которые предпочтительно выполнены в нижней балке 1 после экструзии профиля таким же образом, как направляющие рельсы 2а и 2b в верхней балке 2. Люлька 11 в наиболее предпочтительном варианте соединена с нижней балкой 1 так же, как буровая каретка 3 соединена с верхней балкой 2 и как нижняя балка 1 и верхняя балка 2 соединены друг с другом, то есть посредством отдельных ползунных рам и ползунов, образующих скользящие элементы 11, показанные на фиг.4.

Второй передаточный цилиндр 12 расположен между люлькой 11 и нижней балкой 1. В случае, представленном на фиг.3, один конец штока 12а поршня передаточного цилиндра 12 соединен с салазками 11 посредством шарнирного пальца или подобной ему детали. Другой конец цилиндра 12 соединен с отдельной соединительной детали 14 посредством шарнирного пальца 15 или подобной ему детали. Передаточный цилиндр 5 между нижней балкой и верхней балкой также соединен таким образом, что шток 5а цилиндра соединен с соединительной деталью 6 посредством шарнирного пальца 16, а один конец передаточного цилиндра 5 соединен с соединительной деталью 14 посредством шарнирного пальца 17. В таком случае нижняя балка 1 может перемещаться относительно люльки 11, а верхняя балка 2 - относительно нижней балки 1 за счет увеличения или уменьшения длины передаточных цилиндров, вследствие чего силы передаются от этих цилиндров через соединительную деталь 14, вследствие чего они не нагружают, а значит, и не изгибают нижнюю балку 1 во время работы. В этом варианте осуществления соединительная деталь 6 крепится непосредственно к верхней балке 2.

Стрела установки для бурения по коренным породам соединена с бобышкой 18, предусмотренной в люльке. Соответственно, цилиндр, один конец которого соединен со стрелой (не показана) и который должен направлять подающую балку, соединен со второй бобышкой 19. Такие стрелы, установки и соединения между люлькой и установкой для бурения по коренным породам сами по себе полностью известны, и поэтому нет нужды описывать их здесь.

На фиг.4, схематически показывающей сечение подающей балки по линии В-В на фиг.3, видно, что люлька 11 соединена с возможностью перемещения относительно направляющих рельсов 1b нижней балки посредством ползунных рам 8 и ползунов 9, которые образуют скользящие элементы 11а. Передаточный цилиндр 5 между нижней балкой 1 и верхней балкой 2 по-прежнему находится в открытом книзу желобе нижней балки 1 и поэтому защищен от материала, падающего сверху и с боков, а также от ударов. Второй передаточный цилиндр 12 закрыт в трубном пространстве 11b внутри люльки 11.

Хотя изобретение описано выше со ссылками на пример, соответствующий прилагаемым чертежам, ясно, что изобретение ни в коей мере не ограничивается этим примером. Важно, что нижняя балка содержит желобообразную полость с открытым низом, но закрытым верхом и боками, и что в этой полости можно установить передаточный цилиндр, чтобы как можно лучше защитить его, помимо этого такой цилиндр легко доступен во время обслуживания и ремонта. Идея, заложенная в основу предпочтительного варианта осуществления изобретения, заключается в том, что первый передаточный цилиндр между нижней балкой и верхней балкой и второй передаточный цилиндр между нижней балкой и люлькой, соединенной с возможностью скольжения с нижней балкой в ее продольном направлении, расположены так, что могут действовать на нижнюю балку посредством дополнительной соединительной детали, за счет чего все силы передаются на нижнюю балку, а от нижней балки - на передаточные цилиндры.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к телескопической подающей балке для бурильной машины. Подающая балка содержит нижнюю и верхнюю балку, расположенные одна над другой и параллельные друг другу, причем бурильная машина установлена с возможностью перемещения в верхней балке в ее продольном направлении, первый передаточный цилиндр, расположенный с возможностью действия между верхней и нижней балками для их перемещения относительно друг друга, при этом нижняя балка имеет поперечное сечение, содержащее желобообразную полость в нижней части нижней балки, и первый передаточный цилиндр между нижней и верхней балкой, установленный в полости таким образом, что он защищен от материала, падающего сверху и с боков подающей балки, и от ударов по подающей балке, люльку, соединенную с нижней балкой с возможностью скольжения относительно нее, второй передаточный цилиндр, расположенный с возможностью действия между люлькой и нижней балкой для перемещения люльки и нижней балки относительно друг друга. Подающая балка содержит соединительную деталь, соединенную с нижней балкой. Один конец первого передаточного цилиндра соединен с верхней балкой, а другой конец - с соединительной деталью, и один конец второго передаточного цилиндра соответственно соединен с соединительной деталью, а другой - с люлькой. Обеспечивает быстроту и простоту обслуживания с целью минимизации потерь полезного времени установки для бурения по коренным породам. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Телескопическая подающая балка для бурильной машины, содержащая нижнюю балку (1) и верхнюю балку (2), расположенные одна над другой и параллельные друг другу в продольном направлении, причем бурильная машина установлена с возможностью перемещения в верхней балке в ее продольном направлении, первый передаточный цилиндр (5), расположенный с возможностью действия между верхней балкой (2) и нижней балкой (1) для перемещения верхней балки (2) и нижней балки относительно друг друга в продольном направлении, при этом нижняя балка имеет поперечное сечение, содержащее желобообразную полость (lb) в нижней части нижней балки, и первый передаточный цилиндр (5) между нижней балкой (1) и верхней балкой (2) установлен в полости таким образом, что он защищен от материала, падающего сверху и с боков подающей балки, и от ударов по подающей балке, люльку (11), соединенную с нижней балкой (1) с возможностью скольжения относительно нее в ее продольном направлении, второй передаточный цилиндр (12), расположенный с возможностью действия между люлькой и нижней балкой (1) для перемещения люльки и нижней балки относительно друг друга, отличающаяся тем, что содержит соединительную деталь (14), соединенную с нижней балкой (1), при этом один конец первого передаточного цилиндра (5) между нижней балкой (1) и верхней балкой (2) соединен с верхней балкой (2), а другой конец - с соединительной деталью (14), и один конец второго передаточного цилиндра (12) соответственно соединен с соединительной деталью (14), а другой конец - с люлькой (11).2. Подающая балка по п.1, отличающаяся тем, что верхняя балка (2) содержит направляющие рельсы (2b), а нижняя балка (1) содержит скользящие элементы для направляющих рельсов (2b), такие как ползуны (1а).

Приоритет по пунктам: