Гидравлическая бурильная машина Советский патент 1984 года по МПК E21B6/04 

П ujupeiciiiic О1НОСИТСЯ к горной промыш,1 ь)сти, в частности к гидравлическим 6,/ильным машинам ударно-вращательного бурения. Известна гидравлическая бурильная машина, включающая ударник, вращающийся распределительный золотник и вращатель инструмента с индивидуальными гидромоторами, причем вход и выход гидромотора золотника соединены между собой через регулируемый дроссель -1 . Недостатком гидравлической бурильной мащины является отсутствие автоматического регулирования частоты вращения золотника, что приводит к увеличению вероятности заклинивания инструмента. Наиболее близким техническим рещением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическая бурильная мащина, включающая гидромоторы вращения инструмента и распределительного золотника, установленного в магистрали ударника, гидрораспределитель включения последнего, сообщенный с золотниковым регулятором, управляющая полость которого сообщена с напорной магистралью гидромотора вращения инструмента и управляющий клапан 2. Однако вследствие дискретного изменения величины энергии и частоты ударов для различных по физико-механическим свойствам пород, эффективность бурения снижается. Кроме того, регулирование частоты ударов производится в относительно узком диапазоне для определенного типа буровых долот, что ограничивает функциональные возможности устройства. Цель изобретения - повышение эффективности бурения пород различной крепости. ..„- jf-- г-- зг Цель достигается тем, что в гидравлической бурильной машине, включающей гидромоторы вращения инструмента и распределительного золотника, установленного в магистрали ударника, гидрораспределитель включения последнего, сообщенный с зо- 40 лотниковым регулятором, управляющая по,лость которого сообщена с напорной магистралью гидромотора вращения инструмента, и управляющий клапан, вход управляющего клапана соединен с напорной магистралью гидромотора вращения распределительного золотника, а выход соединен с входом золотникового регулятора, выход которого соединен с рабочей полостью гидрораспределителя включения ударника. На чертеже показана принципиальная Q гидравлическая схема бурильной машины. Гидравлическая бурильная мащина (ГБМ) содержит ударник 1, гидромотор 2, вращающий распределительный золотник 3 ударника 1, гидромотор 4 вращения буро-55 вого инструмента 5. Управление ударником 1 осуществляется через гидрораспределитель 6 включения ударника. Питание гид25ромотора 2 осуществляется из напорной магистрали 7. Причем часть потока, подаваемого к гидромотору 2, через управляющий, например редукционный, клапан 8 отводится к золотниковому регулятору 9, с подпружиненным золотником 10, управляющая полость 11 которого соединена с напорной магистралью 12 гидромотора 4. Для обеспечения включения ударника 1 в режим забуривания схема управления имеет два обратных клапана 13 и 14. ГБМ работает следующим образом. На период забуривания скважины (щпура) гидрораспределитель 6 переводится в крайнее левое положение, при этом напорная магистраль 15 ударника 1 соединяется с каналами 16 и 17 золотникового регулятора 9. Поскольку настройка редукционного клапана 8 ниже давления в напорной магистрали 15, то он закрывается и весь поток масла, поступающий в напорную магистраль 7, попадает на гидромотор 2, который при этом развивает максимальные обороты, а ударник 1 работает на максимальной частоте, что соответствует минимальной энергии удара, необходимой при забуривании. После окончания процесса забуривания гидрораспределитель 6 переводят, в крайнее правое положение. При этом каналы 16 и 17 золотникового регулятора 9 соединяются со сливной магистралью 18. Часть масла, подаваемого в магистраль 7, при этом поступает к гидромотору 2, а часть масла через редукционный клапан 8 и золотниковый регулятор 9 уходит в слив. Обороты гидромотора 2 падают, частота ударов ударника 1 снижается, растет энергия ударов. Соотношение расходов, поступающих к гидромотору 2 и уходяшего в слив, зависит от размеров дроссельной щели 19, так как перепад давления на ней за счет установки редукционного клапана 8 остается постоянным. При работающем гидромоторе 4{ вращающем буровой инструмент 5, сигнал из напорной магистрали 12 поступает в полость 11 золотникового регулятора 9. При повышении давления в полости 11, что соответствует бурению более мягких пород, золотник 10 перемещается влево, уменьшая тем самым проходное сечение дроссельной щели 19, что приводит к увеличению потока масла, поступающего к гидромотору 2, в результате частота ударов ГБМ возрастает, а энергия единичного удара падает. При повышении давления в магистрали 12 выше допустимого (заклинивание бурового инструмента 5) золотник 10, перемещаясь влево, открывает канал 16 свободного слива масла из магистрали 7. Происходит остановка гидромотора 2, т.е. отключение ударника 1 ГБМ. Изменяя настройку редукционного клапана 8, можно задавать автоматически регулируемый диапазон частот, оптимальный для данных пород и буровой коронки. При использовании предлагаемого изобретения достигается обеспечение плавного автоматического регулирования частоть: и энергии ударов, в зависимости от нагрузки на гидромоторе вращения бурового инструмента, установление относительно широкого диапазона частот ударов, автоматическое отключение, ударника при заклинивакии бурового инструмента и возможность перевода ГБМ в режим забуривания.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая гидромоторы вращения инструмента и распределительного золотмика, установленного в магистрали ударника, гидрораспределитель включения последнего, сообшенный с золотниковым регулятором, управляющая полость которого сообщена с напорной магистралью гидромотора вращения инструмента, и управляюший клапан, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения пород различной крепости за счет автоматического плавного регулирования частоты и энергии ударов при одновременном расширении функциональных возможностей устройства, вход управляющего клапана соединен с напорной магистралью гидромотора вращения распределительного золотника, а выход соединен с входом золотникового регулятора, выход которого соединен с рабочей полостью гидрораспределителя включения ударника. С Г2 (Л с: со 4 СЛ