Вращатель бурильной машины Советский патент 1983 года по МПК E21B3/02 

Hso iaremie относится к горной про мышпенностИ| в частности к вращатепам бурильных машин, нспопъ&уемык 6 переносны к и стационарных бзфовых Йсч$земных установках. Известен вращатель бурильной маши ны, включающий корпус с шестеренчатым сщигател ем, волновой редуктор с внешним генератором волн гибкого колеса н соединенную со шпинделем зубчатую муфту 1 . Нецостатком вращателя является то, что увеличение его мощности за счет повышепоня объема рабочих камер, приводит к возрастанию радиальных размеров, допопнитёзшным потерям мощности на двухступенчатой волновой передаче. Нанбопее близким техническим реш& кяём к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вращатель бурильной машины, включающий корпус с двумя после до ватеяьно расположенными шевтеренчатыми делителями, каждый из которых вы110}51ен в. виде неподвижного колеса с внутренними зубьями, находящегося в зацеплении с зубчатым Сателлитом с генератором волн в зубчатой муфтой, соединенной со шпинделем, и торцовые золотники ,2 J , Недостатком вращателя бурильной машины является то, что при последовательной энергоносителя от одного двигателя к 1фугому происходят потери мощности (наиболее значительные - на двигателе работающем на обработанном энергоносителе) и снижений коэффициента полезного действия /,...-,-, (КПД) в сравнении с суммарной проект ной мощностью двигателей. Кроме того, наличие в конструкции двух отдельных зубчатых .|уфт и двух шпиндепей гфиьодит к увеличению габаритных размеров вращателя, Цеяью изобретения яытяется повышение мощности вращателя и его КПД при одноьремениом обеспечении- компакт Hociii конструкции. Зта цепь достигается тем, что враща1 впь бугйяьной машины, включающий корпус с двумй последовательно распол женными шестеренчатыкф пвигателямв, каждый вз которых выполнен в виде непосшижного колеса с внутренними зубьями накодящегося в зацеплении с зубчатым сателлитом с генёраторсм всшв я зубчатой муфтой, соешненной со нпшндепем, И торцовьте. aortoriancH, снабжен синхронизирующим кольцом, которым генераторы вош1 связаны между собой, причем сатеппиты в ос& веял направлении соеоииены цруг с другом зубчатой , а последняя на шпинделе размещена в сересише промежутка между сатетштами. На фиг. 1 показан вращатель (золотниковые винтовые каналы показаны в плоскости разреза), разрез} на фиг. 2 . разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 . узел i на фиг. 1 (развертка винтовых золотниковых каналов). Вращатель бурильной машины вращательного действия имеет шпиндель 1, соединенный подвижно через щгшпы 2 с зубчатой муфтой 3. Зубчатая муфТа 3 через гибкие венцы 4 и 5 и гибкие ободы 6 и 7 связана с волновыми зубчатыми сателлитами 8 и 9, которые находятся в зацеплении с неподвижными зубчатыми колесами It) и 11, закрепленными в общем корпусе 12 штифтами 13 и 14. Гибкие обоцы 6 ;и 7, имеют завупканизированные рези« новые слои 15 и 16 и защитные металлические гибкие слои 17 и 18, т.е. обоцы 6 и 7. многоспойивю. Снаружи гибких ободов 6 и 7 устаноБпены эгашптичные (или кулачковые) г&нераторы 19 и 20 вопи на рогашах 21 и 22, Эллиптичньтй профиль механкчеоких генераторов 19 н 20 волн переаается гибким зубчатым сателлитам 8к 9 через ролики 21 и 22. Механические генераторы 19 и 20 вопн соединены между собой синхронизирующим кольцом 285 обеспечивающим их симметричную уста новку. В многослойных гибких зубчатых сателлитах 8 к 9 имеются винтовые золот1даковые каналы 24 и 265 сообщаю щиеся с кольцевыми канапакш 26 - 29. выполненными в крышках 30 и 31, И с отверстиями 32 и 33 в сатеа питах 8 и 9. В крышках 30 и 31 ю-леют ся выступьт с пазами, в котпрых уста ровлены лопатки 34 и 35, Пазы с по- патками 34 и 35 сообщаются с кодьце выми каналами 36 и 37 в крышках 30 И 31. Гибтше зубчатые сателлиты 8 и 9 снабжены резиновыми (или, например, капроновыми) насадками 38 и 39 улуч шаюшими герметичность золотниковых каналов 24 и 25 по торцу. Шпиндель 1 устанавливается на радиально-упорных

подшшшиках 40 и 41 (с втулкой 42), закрытых: крышкаьш 43 и 44. Зопот. виковые винтовые канапы 24 и 25 обеспечивают вращение гибких зубчатых сатеппитов 8 и 9 в оцну сугорону. Все трущиеся торцовые резиновые поверхности устройства вьшопнены с антифрикщщнными элементами {могут быть применены также элементы из фтороппаста, капрона и рругих антифрикциоинык ппастяков вместо резвновых элементов).

Стрелки В, С, 15 , Е, указывают I направление движения 1энергсяаосителя в опрецепенный момент . Beifrторы р , В обозначают срответственно давпение эпектроноситепя и резупьт рующухо сэгау от этого давления. Симмет ричный aKcneHTpHCJrreT даждого эллияртачного гибкого зубчатсягр колеса обо начен через е. Зубчатая му4йга 3 с гибкими 4 и 5 iaieet равное чиоло зубьев, -ifepeдаточное «шспо есцшице, и она передает только крутящий момент.

Вращатель бурильной мавданы работае следующим образом. ..

При подаче энергчжоситепя но стрея кам В в кольцевые канапы 26 и 28 крышек 30 и 31 и далее 6 винтовые золотниковые канаяы 24 и 25 и отвфсгия 32 и 33 гибких мнохчюяойных обЬдов 6 и 7 в секторах третьего квадрантов возникают движ шие результирующие силы Р от цавлекия энергонсзсителя Р (фиг, 2). Гибкие зубчатые сателлиты 8 и 9 начинают поворачиваться относительно неподвиж ных зубчатых колес 10| и 11, и за :один цикл они синхронно поворачиваются на угол, соответствующий разНиие /чисел зубьев зацепляющихся пар. На , этот же угол поворачЮЕ(аетсн зубчатая ; муфта 3 я шлицами 2 пове чвюает на тот же угол шпиндель 1 вместе с-присоедЕшенным к нему на резьбе буровым шютрументом {не по|Еазаи). Подача энергоносителя в скважину для выноса щпама показана стрелкой Е,.

За один цикл вопнообраэдого двйжекия гибких зубчатых сателлитов 8 и 9 их генераторы 19 и 2О волн делают синхронно один полный оборот. Синхронизация их движений обеспечивается жесткой связью синхрониай5 Ук Щего

кольца 23.

При этом все винтрмле золотниковые каналы 24 и 25 зубчатых сеталлитов 8 и 9 9О°. щаются с кольцевыми каналвмк 26 в 2д я с копьцввы1иш каналами 27 в 2д, чтр обеспечивает поочередное наповве нве рабочвх кам межпу лрпаткамв 34 в 35 зн гояоситепем с nociieciyiotQ8M вбыхл(Я1ом. Части гибких обедов 6 в 7 b секторах (- квадрантов первого в. третье го действуют как . прв peXSfneu ходе {фиг, 2), а части ободов 6 В 7 JB сектсфах кващ антов второго и четв ртого действуют как ni холостомходе {на выхлРп).

Отработанный энергЧшосвтепь Э секторов ква1фантов второго, четверн того направляется по соответствук швм винтовым золотниковым кшшпам 24 я 25 в кольцевые каналы 27 в 29 в далее:{д6 )елкам С) В атмрсферу

Вшивые дрлотншсовые кавалы 24 и 25 раавсрачивают поток зв-чтонре - / теля относительно входа на 45®{i ir, 3J, ; что в обеспечивает показанную дваграм му сил на 4яг 2. .. .

Вр время работы лрпапгкв 34 В 35 цействуют как уплотшпошве элёмеигы эабочвх камс|, офаэрваввых между . йвмв в габккмв ободамв 6 в 7. OJOB mtoTBo постоявно првжаты к оСночхвй :6 в 7 энер1чдао яв:телем,/пос уяй1рш1Ы : их пазы звэ краьцевых канале 26 li 37 (по шправяёшио стрешся 1) ). 3 4 в 35 оовершвклг врв аи женив обРдетв 6 в 7 врэчра «0г«кх 3рупательвое в ве . Г1|Ш этом скоррста. екольженвя оботгив ; н 7 относигейыар аопаток 34 в 3S негвачнтет ьва.

Реверс бураотьяой машины осущеЬФВляется взмененвем натфавпеввя прда sHeproBocsFreiisr в кРш цевые каналы

т.е. подача эн гонос1иреля осуществляется в 1ФОТВВОПОПОЖВОМ направленш . стрелок С в каналы 27 в 29, а выхя нройсхрднт чере« кольцевые каиапы 2:6 в 28 в атмосферу {вап равп1 ше, пропввшоложное стрелкши В). Прв этом под рабочим давлшш л рказываются

рабочие камерЕЛ в. секторах квадрантов торогР в четвертогР, а с выхлопом

связаны рабочие камеры в секторах 1Ш%ЕО}автрв первого в третьего. По&«

TPp loompBk обеспечивает вращевве шлвв цеия : внст|1умевт л.

атов зацеплеаие двигателей о аждается & работе энергоносвтелем

npoxoaflifeiM ь зоне зацеппениэ через винтовые золотниковые каналы. При исягользованйи изобретения Dioo-;го окпажцения цвигатепей энергоносите

тигвется повышение мощности врашателя 5 пем..

10337256

при относительно компактной констру. 1ЩИ и постоянство КПД при цтггепъной работе устройства за счет эффективно-

1033726 А-А

ф(ъ.2