Буросбоечная машина Советский патент 1983 года по МПК E21B19/14 

д) 4

QO

00 1 lo Изобретение относится к буросбоечным машинам вращательно-штангового типа и предназначено для бурения скважин передним ходом и разбуривани их обратным ходом, и может быть использовано в горной промышленности. Известна буровая машина, включающая неподвижную станину, привод с вращателем, гидроцилиндры подачи вра щателя в осевом направлении, манипулятор, подхват для удержания става при его сборке и разборке LlJ. Характерной особенностью этих машин является применение на вращателе резьбового патрона) применение штанг с лысками, применение кран-ба лок для завода штанг в захват манипулятора. Поэтому на машине для сборки и ра борки бурового става необходимооприменять два устройства: подхват для удержания става от проворачивания и выпадания из скважины; ключ для отвинчивания штанги от резьбового патрона. Недостатком данной машины являются потери времени на вспомогательные операции. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является буросбоечная машина, вклн2,чающая неподвижное основание, вращатель с приводом, манипулятор с захватом, подхват для буро вого става и кассету для штанг 2J. Недостато.к данной машины - потери рабочего времени при заводке штанги в захват манипулятора так как штангу надо взять тельфером, подвести ее в захват манипулятора и уложить в нужном положении. Целью изобретения является сокращение затрат времени на вспомогатель ные операции. Указанная цель достигается тем, что в буросбоечной машине, включающей неподвижное основание, вращатель с приводом, манипулятор с захватом, подхват для бурового става и кассету для штанг, манипулятор выполнен в виде неподвижного кронштейна с крестовиной, к одним из осей которой шарнирно присоединен подвижный корпус с захватом, а к другим - привод его перемещения в вертикальной плоскости, а также механизма поворота корпуса в плоскости, перпендикулярной оси машины, который выполнен из выступа, размещенного на корпусе. гидроцилиндра, установленного на неподвижном кронштейне манипулятора, и вилки, установленной на штоке, гидроцилиндра . Кроме того, кассета для штанг размещена на неподвижном основании и имеет штангоприемник, при этом продольная ось захвата и ось штангоприемника кассеты лежат в одной вертикальной плоскости. На фиг. 1 изображена предлагаемая машина, фронтальный вид; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - манипулятор; на фиг. k то же, вид сбоку. Буросбоечная машина состоит из неподвижного основания 1, к которому шарнирноприкреплена рама 2. На подвижной раме 2 попарно на одинаковом расстоянии друг от друга размещены параллели 3 и , на которых подвижно в осевом направлении размещена каретка 5. На каретке 5 неподвижно закреплен привод вращателя 6. На выходном валу вращателя 6 размещен патрон 7 с подвижной в осевом направлении планшайбой 8. Каретка 5 имеет кронштейны 9, на которых укреплены ролики 10, сопряженные с возможностью перекатывания по параллелям 3 и 4. К каретке 5 и подвижной раме 2 укреплены гидроцилиндры 11 подачи, На концах параллелей 3 и укреплен ключ-подхват 12. Открывание и закрывание ключа-подхвата 12 осуществляется гидроцилиндром 13. Ключ-подхват 12 необходим для захвата и удержания бурового става на оси бурения в период наращивания очередной штанги или ее отвинчивания от него. Неподвижное основание 1 имеет кронштейны I, на которых размещена кассета 15 с буровыми штангами 1б, Кассета 15 имеет штангоприемник 17, который укреплен к кассете 15 таким образом, что при расположении штанги на нем ее ось располагается в горизонтальной плоскости. Кассета 15 имеет возможность перемещения относительно машины в зависимости от угла наклона параллелей 5 и А машины к горизонту Выдача штанг из кассеты 15 осуществляется автоматически. На параллели 3 обращенной к кассете 15, закреплен манипулятор. Манипулятор состоит из неподвижного кронштейна 18, на котором размещен гидроцилиндр 19t и подвижного корпуса 20, В корпусе 20 размещен гидроцилиндр 21, один конец которого соединен с захватом 22, а другой сое динен с корпусом 20. Захват 22 приводится в действие гидроцилиндром 23 (т.е. захват выполнен силовым), Захват 22 снабжен упругими элементами 2k, Подвижный корпус 20 прикреплен к неподвижному кронштейну 18 посредством крестовины, имеющей взаимно перпендикулярные оси 25 и 26. Ось 25 размещается в неподвижном кронштейне 18 и соединена с приводом 27 пере мещения в вертикальной плоскости под вижного корпуса 20. Привод подъема представляет собой, например, гидромотор. К оси 26 шарнирно укреплен подвижный корпус 20. Такое крепление подвижного корпуса 20 обеспечивает его перемещение во взаимно пер пендикулярных плоскостях. Для того, чтобы исключить колеба ния под1вижного корпуса 20 относител но реи 26, в период его поворота пр водом 27 перемещения в вертикальной плоскости, на его корпусе выполнен упор 28, который перемещается по па зу, выполненному в неподвижном плече 18. Для поворота подвижного корпуса 20 с захваченной штангой к оси бурения {ось машины) манипулятор сна жен меха1Низмом поворота. Механизм поворота состоит из выступа 29, pai мещенного на корпусе 20, вилки 30 и гидроцилнндра 19 Вилка 30 соединена со штоком гидроцилиндра t9. ГидрЬцилиндр 19 осуществляет поворот подвижного корпуса 20 к оси бурения Окончательная установка штанги на ось бурения осуществляется гидроцилиндром 21 ,Исходное положение машины, БурО вая штанга находится на штангопрнемни ке 17 Подвижный кор пус 20 (фак тически это рука манипулятора)опу щен над штангой 16 таким образом, v что его ось перпендикулярна оси шта ги 16. Кроме того, необходимо заметить, что обе оси расположены в одной вертикальной плоскости. Захват 22 манипулятора раскрыт. Каретка 5 машины опущена в крайнее нижнее положение. Ключ-подхват 12 закрыт и удерживает буровой став в скважине. Машина при бурении передним хо,дом работает следующим образом. 84 включается гидроцилиндр 21. Шток гидроцилиндра 21 выдвигается на определенное расстояние,захват 22 обхватывает тело штанги 16. Включается гидроцилиндр 23, захват 22 зажимает штангу 1бо Гидроцилиндр 21 включается на сокращение, штанга 16 взята со штангоприемника 17., Включается привод 27 перемещения в вертикальной плоскости. Штанга 16 ориентируется параллельно оси бурения, но она еще не находится на ней. При окончании перемещения штанги 16 в вертикальной плоскости выступ 29 входит в вилку 30, а упор 28 в ходат из паза в плечо 18, Для вывода штанги 16 на ось бурения включается гидроципиндр 19 механизма поворота. Гидроцилиндр 19, сокращаясь, поворачивает подвижный корпус 20 со штангой 16 на ось бурения. Для окончательной доводки штанги 16 на ось бурения-включается гидроцилиндр 21 на раздвижку. Раздвигаясь, гидроцилиндр 21 фиксирует штан ГУ 16 на оси бурения. Теперь штанга 16 находится на оси бурения (оси машины) и удерживается в захвате 22 манипулятора. Для соединения штанги 16 с патроном 7 включаются гидроцилиндры подачи 11. Каретка 5, перемещаясь в осевом направлении, подходит патроном 7 к хвостовику штанги 16, находящейся на оси бурения. Включается привод вращателя 6 на вращение. В случае несовпадения граней хвостовика штанги 1б и зева патрона 7, планшайба 8 перемещается в осевом направлении (за счет сжатия упругих элементов, размещенных в корпусе пат рона). Прж ориентации хвостовика штан ги 16 относительно зева патрона 7-он сразу входит в патрон 7 и штанге 1б передается крутящий момент. При этом необходимо заметить, что для того, чтобы не выбрать свободный ход; осей захвата 22, жесткость упругих элементов на захвате 22 больше, чем у упругих элементов планшайбы В патрона 7 Процесс соединения штонги 16 с патроном 7 закончен. При дальнейшем поступательном, с одновременным вращением, движении патрона 7 со штангой 16 происходит его перемещение к штанге 16, которую удерживает ключподхват 12. Осевое перемещение штан ги 16 в захвате 22 возможно за счет подвижности его осей. При окончании осевого перемещения штанги 16, находящейся в патроне 7, происходит ее свинчивание со штангой, находящейся в ключе-подхвате 12, Точная ориентация свободного хвостовика штанги 16 относительно оси машины обеспечивается ключом-подхватом 12, Штанга 16, соединенная с патроном 7 ориентируется на оси машины посредством майипулятора , захват 22 которого выполняет роль центрирующей опоры прм соединении новой штанги 16 с бур.рвым ставом. После соединения штанги 16 с патроном 7 и буровым ставом манипулятор занимает первоначальное положение, т.е. захват 22 располагается над новой штангой, находящейся на приемной площадке. Штанга на прц мную плсчцадку выдается из кассеты 15 автоматически,. Далее про 1сходит раскрытие ключа-подхвата 12, освобождается буровой став, теперь вес бурового става действует через патрон 7 на механизмы буросбоечной машины. При бурении каретка 5 с врацателем 6 подается в осевом направлении При этом перемещении ролики 10 перекатываются по параллелям 3 и . При окончании цикла бурения на длину штанги привод вращателя 6 выключается. Включается гидроцилиндр 8 13 ключа-подхвата 12. Последний сводится, захватывая штангу 1б. При захвате штанги 16 ключом-подхватом 12 уже он удерживает-ее на оси бурения при отводе каретки 5 с вращателем 6 в крайнее заднее положение и, следовательно, при отсоединении штанги 16 от патрона 7. При бурении, обратным ходом (разбуривание пионерной скважины) машина работает следующим образом. При окончании цикла разбуривания на длину штанги буровой став штангой предыдущей штанги, находящейся в патроне, устанавливается в ключе-подхвате 12, который для этой операции СВОДИТСЯ (закрывается). Реверсируют направление вращения привода вращателя 6 Так как став от проворачивания удерживается ключом-подхватом 12, концевая штанга отвинчивается от него. После отвинчивания штанга захватывается манипулятором и убирается в кассету 15. Патрон 7 с вращателем 6 подводится к хвостовику штанги 16, находящейся в ключе-подхвате 12, соединяется с ней, раскрывается ключ-подхват 12 и цикл разбуривания продолжается, Изобретение позволяет уменьшить потери рабочего времени при сборке и демонтаже бурового става, что увеличивает машинное время и, следовательно,, ее производительность.

Йиг./

eifd

Фог.2

f4

A

1. БУРОСБОЕЧНАЯ МАШИНА, включаххцая неподвижное основание, вращатель с приводом, манипулятор с захва-« том, подхват для бурового става и кассету для штанг, отличающаяся тем, что, с целью сокрав(ения времени на вспомогательные операции, манипулятор выполнен в виде неподвижного кронштейна с крестовиной, к одним из осей которой шарнирно присоединен подвижный корпус с захватом, а к другим - привод его перемещения в вертикальной плоскости, а также механизма поворота корпуса в плоскости, перпендикулярной оси машины, который, выполнен ия выступа, размещенного на корпусе, гидроцилиндра, установленного на неподвижном кронштейне манипулятора, и вилки, установленной на штоке гидроцилиндра. 2, Машина по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что кассета для штанг размеиъена на неподвижном осно вании и имеет штангоприемник, при этом продольная ось захвата и ось штангоприемника кассеты лежат в одной вертикальной плоскости.

r

ts

to