Гидропривод бурильной машины Советский патент 1983 года по МПК E21B19/86 E21B3/02 E21B44/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидроприводам бурильных машин для вращательного бурения скважин. Известен гидропривод бурильной машины, включающий гидроцилиндр подачи рабочего инструмента, полости которого связаны через распределитель режима работ с маслобаком, гидроцилиндр переключения муфты вращателя и клапаны давления, сообщающие полосы гидроцилиндра подачи с дросселем слива и замедлительным клапаном Tl 3. Недостатком гидропривода является то, что скорость подвода инструмента к забою лишь незначительно выше скорости бурения. Наиболее бл гзким.к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидропривод бурильной машины, включающий насос, распределитель режима работ, гидроцилиндр подачи со штокозой и поршневой полостями, подсоединенный к ним клапан давления с управляющей полостью, гидроцилиндр управления муфтой вращателя с полостями включения и выключения, дроссели, один из которых подсоединен к сливу, и обрат ный клапан, выход которого подсоединен к штоковой полости гидроцилиндра подачи, а вход - к распределителю режима работ. Гидропривод обеспечивает дифферен циальное соединение полостей гидроцилиндра подачи и ускоренный подвод бурового инструмента к скважине при вспомогательной операции - опускании С2. Недостатком известного гидропривода бурильной машины является то, что момент переключения распределите ля режима работ с ускоренного движения рабочего инструмента на режим бу рения выбирается оператором визуально, что в итоге приводит к потерям вспомогательного времени, преждевременному выходу из строя гидропривода Ограничены также функциональные возможности гидропривода. Целью изобретения является уменьше ние потерь вспомогательного времени при бурении и увеличение степени авт матизации его работы. Цель достигается тем, что в гидроприводе бурильной машины, включающем насос, распределитель режима работ, гидроцилиндр подачи со штоковой и поршневой полостями, подсоединенный к ним клапан давления с управляющей полостью, гидроцилиндр управления муфтой вращателя с полостями включения и выключения, дроссели,оди из которых подсоединен к сливу, и об ратный .клапан, выход которого подсое динен к штоковой полости гидроцилинд ра подачи, а вход - к распределителю режима работ, гидроцилиндр упрабления муфтой -вращателя снабжен дополнительными клапаном давления с управляющей полостью и распределителем с камерой гидроуправления, причем вход дополнительного распределителя сообщен с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а один из выходов - параллельно с управляющей полостью клапана давления и полостью выключения гидроцилиндра управления муфтой, полость включения которого сообщена со сливом через другой из выходов дополнительного распределителя, при зтом вход дополнительного клапана давления сообщен с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а выход - параллельно с камерой гидроуправления дополнительного распределителя и дросселем слива, причем другой дроссель установлен параллельно обратному клапану. На чертеже показана принципиальная гидравлическая схема бурильной машины. Гидропривод бурильной машины содержит насос 1, распределитель режима работ в виде распределителей 2-4, гидроцилиндр 5 подачи со штоковой б и поршневой 7 полостями, клапаны 8 и 9 давления, распределитель 10с гидроуправлением и позициями 11и 12 включения, вращатель 13, дроссель 14, дроссель 15 с обратным клапаном, гидроцилиндр 16 с полостями включения 17 и выключения 18, ма-гистрали 19 - 26 и пружину 27. Гидроцилиндр 5 предназначен для управления буровым оборудованием. Шток его закреплен неподвижно. В нем имеются два канала для прохода рабочей жидкости. Бур установлен на торце гильзы, которая имеет по наружному периметру квадратное сечение и пропущена через шестерню вращателя 13 для передачи крутящего момента. Гидроцилиндр 16 управления кинематически связан с муфтой вращателя. Клапан 8 давления настроен на давление, превышающее давление холостого хода гильзы гидроцилиндра 5 (510 кгс/см2). Распределитель 4 в нейтральной позиции соединяет полость 17 со .сливом, а в рабочей позиции - с выходным отверстием распределителя 3, А, Б, В, Г, Д - рабочие позиции распределителей 2,-4, Дроссель 15 с обратным клапаном имеет настройку на давление, превышающее рехулировку 9 давления при полном насосном расходе, что гарантирует его открытие., При бурении из штоковой полости вытесняется на слив небольшой объем рабочей жидкости, соответствующий подаче бура. Этот расход свободно, почти без потерь, проходит через дроссель 15, не создавая перепада давления. Клапан 9 давления закрывается. Гидроцилиндр 16 управляет муфтой При подаче рабочей жидкости в полость -17 происходит включение муфты в полость 18 - отключение муфты. Распределитель 10 в нейтральном положении занимает позицию 12. Распределители 2 и 3 соединены параллельно напорными и сливными магистралями. Разгрузка насоса происходит через перепускной клапан предохранительного устройства. Клапан 9 имеет управляющую полость 28, вход 29 и выход 30, связанный с камерой 31 гидроуправления распределителя 10, который имеет входы 32 и 33 и выходы 34 и 35. Работа гидропривода бурильной ма шины осуществляется следующим образом. 1. Режим подачи к забою и буре- ние. Распределитель 2 устанавливается в позициюБ. Рабочая жидкость посту пает по магистралям 19 и 23 в полос ти 7 и 8. Происходит подвод бура к забою. Рабочая жидкость из полости б вытесняется по магистрали 20. Перед дросселем 15 с обратным клапаном создается сопротивление, которо открывает клапан 9 давления и пропу кает рабочую жидкость в полость 7. ПЕЮИСХОДИТ дифференциальное соедине ние полостей 7 и б и ускоренное дви Iжение гильзы. i При контакте бура грунтом возрас ;тает давление в магистрали 19. Происходит открытие клапана 8 давления и проход рабочей жидкости по магистрали 22 к распределителю 10 и дросселю 14, Для перевода распределителя 10 в позицию 11 требуется малое давление, которое обеспечивается дросселем 14. С началом бурения распределитель : 10 в позиции 11 пропускае т поток ра бочей жидкости из магистрали 23 в полость 17 и включает вращатель.Полость 18 также соединяется со сливо в результате чего прекращается уско ренная подача и осуществляется процесс бурения. Скорость подачи регул руется дросселем 14. Дрюссель 15 с обратным клапаном создает подпор на сливе штоковой полости. 2.Режим подъема бура с грунтом. Распределитель 2 устанавливается в позицию А. Рабочая жидкость поступает через обратный клапан дросселя 15 и магистраль 20 в полость б, из полости 7 .по магистрали 19 - на слив. Распределитель 10 переводится в позицию 12. По магистрали 23 рабочая жидкость поступает в полость 18. Происходит подъем бура и выключение муфты вращателя 13. В магистралях 19 и 23 устанавливается сливное давление, величина которого мала и клапан 9 давления закрыт. На штоке гидроцнлиндра 16 имеется пружина, которая втягивает шток,выключая вращатель 13. 3.Режим разброса грунта. Распределитель 4 переводится в позицию Д, а распределитель 3 - в позицию Г. Поток рабочей жидкости посту. паёт по магистрали 25 в полость 17. Происходит включение муфты редуктора 13 и центробежный разброс вынутого из ямы грунта. При переводе распределителя 3 в позицию В муфта отключается и вращение прекращается. При использовании муфты, не имеквдей фиксированных элементов в рабочей жидкости, в которой отключение щюисходит от действия пружины 27, осуществляющей втягивание штока, гидропривод бурильной машины может быть упрощён: распределители 3 и 4 и магистрали 25 и 26 могут не устанавливаться. Полость 18 в этом случае должна быть соединена с атмосферой. Включение муфты осуществляется распределителем 2 в поэ.иции Б при полностью закрытом дросселе 15 с обратным клапаном. Магистраль 24 соединена с баком. При использовании изобретения, кроме дополнительных функций гидропривода в качестве следящего элемента при бурении мягких и глинистых пород повышается надежность работы гидропривода, улучшаются условия работы оператора бурильной машины.

ГИДРОПРЦ.ВОД БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ, включающий насос, распределитель режима работ, гидроцилиндр подачи со штоковой и поршневой полостями, подсоединенный к ним клапан давления с управляющей полостью, гидроцилиндр управления муфтой вращателя с полостями включения и выключения, дроссели, один из которых подсоединен к сливу, и обратный клапан, выход которого подсоединен к штоковой полости гидроцилиндра подачи, а вход - к распределителю режима работ, о т лича-ющийся тем, что, с целью уменьшенияпотерь вспомогательного времени при бурении и увеличения степени автоматизации его работы, гидроцапиндр управления йуфтой вращателя снабжен дополнительными клапаном давления с управляющей полостью и распределителем с камерой гидроуправления, причем вход дополнительного распределителя сообщен с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а один из выходов - параллельно с управляющей полостью клапана давления и полостью выключения гидроцилиндра управления муфтой, полость включения которого сообщена со сливом через другой из выходов дополнительного распределителя, при этом вход дополнительного клапана давления сообщай с магистралью поршневой полости гидроцилиндра подачи, а выход - параллельно с камерой гидроуправления дополнительного pacпpeдej лителя и дросселем слива, причем з другой дроссель установлен параллельно обратному клапану. 00 оо