Буровое устройство Советский патент 1983 года по МПК E21B19/86 E21B3/02 E21B44/02 

INO

о:) со Изс бретение относится к горной промышленности, в частности, к устройствам для шнекового бурения скважин. Известно буровое устройство, включа нхцее насос,гидроцилиндры подачи и гидромотор вращения бура, гидроаппаратуру управления, редукционный; клапан, установленный последовательно в магистрали гидроцилиндра подачи и маслопровод 1. Недостатком устройства является то, что вследствие отстутствия доста точной информации о времени окончания цикла бурения происходит уменьшение эксплуатационной производитель ности из-за непроизводительных затрат времени. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является буровое устройство, включающее насос, гидроцилиндр подачи с полостью подъема и гидромотор вращения бура, управляющие золот ники с электромагнитами направления вращения и хода соответственно гидро мотора и гидроцилиндра, установленный в напорной магистрали последнего редукционный клапан, линия управлени которого соединена с напорной магист ралью гидромотора 2. Недостатком устройства является т что несмотря на относительно небольшую вероятность заклинивания бурового инструмента вследствие автоматической настройки напорного.золотника в магистрали гидромотора эксплуатационнг.я производительность устрой ства снижается из-за относительно малой информации о процессе бурения времени окончания цикла, т.е. качест во работы определялось оператором прс ле реверсирования подачи и полного подъема бура. Целью изобретения является повышение эксплуатационной производитель ности устройства за счет периодического реверса бура. Цель достигается тем, что буровое устройство, включающее насос, гидро подачи с полостью подъема и гидромотор вpaщc: ия бура, управляющие золотники с электромагнитами на правления вращения и хода соответст венно гидромотора и гидроцилиндра, установленный в напорной магистрали последнего редукционный клапан, линия управления которого соединена с напорной магистралью гидромотора, снабжено следящим блоком в виде рет ле времени, промежуточного реле и реле давления с электромагнитом, ко торый сблокирован с электромагнитом подъема бура, а реле давления сообщено с полостью подъема гидроцилинд ра подачи. На чертеже изображена принципиал ная гидравлическая схема устройства Буровое устройство для привода подачи и вращения бура состоит из масляного бака 1, насоса 2 постоянной производительности, клапана 3 предохранительно-разгрузочного с электромагнитом 4, редукционного клапана 5 с регулятором 6 мощности, управляющего золотника 7с электромагнитами 8 и 9 направления хода гидроцилиндра 10 подачи, управляющего золотника 11 с электромагнитами 12 и 13 направления вращения гидромотора 15 напорного золотника 14, золотника 16 с электромагнитом 17 и заглушкой 18, установленной в отводном отверстии, фильтра 19, клапана 20 обратного, магистрали 21 полости подъема 22 гидроцилиндра 10 подачи и следящего блока в виде реле 23 времени, промежуточного реле 24 с электромагнитом 25 и реле 26 Давление с электромагнитом 27. Редукционный клапан 5 установлен в напорной магистрали 28 гидроцилиндра подачи, а линия 29 управления редукционного клапана 5 соединена с напорной магистралью 30 гидромотора 15. . Клапан 20 обратный предназначен для пропуска потока масла параллельно редукционному клапану 5 при подъеме бура. Редукционный клапан 5 пропускает масло лишь в одном направлении, которое используется при опуска-. НИИ бура. Регулятор 6 мощности представляет собой подпружиненный гидроцилиндр, в штоковой полости которого установлена пружина, а поршневая полость соединена с напорной магистралью 2В. Электромагнитом 9 осуществляется управление подъемом бура и этот электромагнит сблокирован с электромагнитами 25 и 27. Реле .26 давления (РД ) настроено на наибольшее допустимое давление при подъеме. Реле 23 времени (РВ) настроено на кратковременное периодическое включение и отключение в период подачи и имеет программное управление. Промежуточное реле ПР) 24 осуществляет взаимосвязь между реле 23 времени и реле 26 дав-. ления. Шток гидроцилиндра 10 подачи закреплен неподвижно, а его гильза соiBepuaeT возвратно-поступательное и .вращательное движения. Бур установлен на торце гильзы, которая имеет квадратное сечение по наружному периметру и пропущена через шестерню редуктора для передачи ей крутящего момента от вала гидромотора 15 вращения, установленного на том же редукторе . Буровое устройство работает следующим образом. При обесточенных всех электромагнитах насос 2 разгружен, т.е. нагнетает поток масла через клапан 3 без давления на слив. ПРИ включенных

.|Электромагнитах 4,8 и 13 насос 2 подет масло через золотник 7, редукционный клапан 5 в поршневую полость гидроц1шиндра 10 подачи, в результате чего.бур подводится к забою. После контакта бура с породой давле мне масла под поршнем возрастает и открывает напорный золотник 14, в результате чего масло поступает к ГИДРСХ4ОТОРУ 15 вращения. Происходит процесс бурения сквгикины. При буреНИИ скважины лопастшями или шнекрвымй бурами происходит транспортировав ние грунта по винтовой линии.

В процессе бурения с заранее настроенным интервалом включается реле времени и по его ксманде включаются электромагниты 25 и 9. Проис-; ходит кратковременный пряпояъ&л Оу-г ра и если давление не достигает давления настройки реле 26 давления, процесс бурения продолжается.

При средней длительности единичного цикла бурения от 2 до 5 мин интервал между включениями реле времени может составлять, например,-от 10 до30 с при продолжительности от 0,1 до .0,5 с..

В тем случае, если ца ленйё при кратковременном реверсе бУДвт сравнимо с давлением настройки реле 26 давления, включаются электромагниты

27 и.9 и происходит автоматический пЬдъем бура с грунтом на поверх ность. Остановка бура происходит по команде оператора выключением электромагнитов 4,9, 27 и 24. При включенных электромагнитах 4.,13 и 17 проис- ходит только вращение бура, причем за счет ускоренного в шцения в том же, : что и при бурений -направлении осу- . ществляется центробежное разбрасывание вынутого из скважины грунта.

В устройстве предусмотрено перераспределение потока масла между ги4роцилиндрсм подачи и гидромоторсм вращения с автоматическим выбором оптимальных скоростей работы и с использованием Bdero насосного потока Iмасла на полезную работу. Так, например, при возрастании крутящего момента на вращателе и, соответственно, давления в системе происходит изменение редукционного клапана ,5 в сторону уменьшения усилия подачи.

При использовании изобретения возможно осуществление полуавтсмлатического цикла бурения при одновременнсм повьхиении эксплуатационной производительности бурового устройства за счет периодического сопоставления команды подъем бура с величиной нагрузки на него.

БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО, включающее насос, гидррцилиндр подачи с полостью подъема и гидромотор вращения бура, управляющие золотники с электромагнитами направления вращения и хода соответственно гидромотора и гидроцилиндра, установленный в напорной магистрали последнего редукционный клапан, линия управления которого соединена с напорной магистралью гидромотора, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатащ«енной производительности устройстч за счет периодического реверса бура, оно снабжено следящим блоком в виде реле времени, прсмежуточного реле и реле давления I с электромагните), который сблокирован с электромагнитом,подъема бура, ja реле давления с полостью ;подъема гидроцилиндра подачи. ,