Гидропривод бурового станка Советский патент 1984 года по МПК F15B15/00 

о:

О5 4;

СО

Изобретение относится к объемному гидронриводу, а именно к гидроприводу подачи бурового станка.

Известен гидропривод бурового станка, содержащий гидроцилиндр подачи, поршневая и штоковая полости которого сообщены с напорной и сливной гидролиниями через четырехлинейный трехпозиционный распределитель, клапан давления, вход которого соединен с одной из полостей гидроцилиндра подачи, а выход - с одной из линий распределителя 1.

Известный гидропривод характеризуется недостаточной надежностью работы при спуске колонны труб и остановках трубозахватного органа: колонна бурильных труб не предохраняется от перегрузки при выдаче в скважине с препятствием, например с пуском породы, выпавшим из стенки скважины и перекрывшим сечение скважины, или при попадании колонны на уступ скважины. Кроме того, колонна и тросы, связывающие гидроцилиндр подачи с трубозахватным органом, не предохраняются от перегрузки при остановках трубозахватного органа в процессе спуско-подъемных операций.

Цель изобретения - повышение надежности гидропривода.

Указанная цель достигается тем, что гидропривод бурового станка, содержащий гидроцилиндр подачи, поршневая и штоковая полости которого сообщены с напорной и сливной гидролиниями через четырехлинейный трехпозиционный распределитель, клапан давления, вход которого соединен с одной из полостей гидроцилиндра подачи, а выход - с одной из линий распределителя, снабжен дополнительным клапаном давления, вход и полость управления которого соединены с напорной гидролинией, а выход подключен к входу основного клапана давления, сообщенного своим выходом с напорной гидролинией, причем распределитель выполнен с возможностью соединения в одной из позиций поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра подачи с напорной гидролинией.

На чертеже представлена схема гидропривода бурового станка.

Гидропривод бурового станка содержит гидроцилиндр 1 подачи, поршневая 2 и штоковая 3 полости которого сообщены с напорной 4 и сливной 5 гидролиниями через четырехлинейный трехпозиционный распределитель 6, клапан 7 давления, вход 8 которого сооединен с полостью 2 гидроцилиндра 1 подачи, а выход 9 - с линией 10 распределителя 6. Распределитель 6 снабжен также линиями 11 -13. Гидропривод снабжен дополнительным клапаном 14 давления, вход 15 и полость 16 управления которого соединены с напорной гидролинией 4, а выход 17 подключен к входу 8 основного клапана 7 давления, сообщенного своим выходом 9 напорной гидролинией 4, причем распределитель 6 выполнен с возможностью соединения в позиции 18 порщневой 2 и щтоковой 3 полостей гидроцилиндра 1 подачи с напорной гидролинией 4.

Распределитель 6 имеет также позиции 19 и 20. Гидролиния 4 -связывает распределитель 6 через ообратный клапан 21 с насосом 22. Выход 9 клапана 7 давления

0 соединен гидролиниями 23 и 24 с напорной гидролинией 4 и через распределитель 25 с рабочими позициями 26 и 27 с дополнительным насосом 28. Штоковая полость 3 гидроцилиндра 1 отделена от поршневой полости 2 поршнем 29 со штоком 30 и связана со сливной гидролинией 5 через обратный клапан 31. Поршневая полость 2 гидроцилиндра 1 соединена с распределителем 6 через тормозной клапан 32, связанный с гидролинией 33, к которой гидроли0 нией 34 подключен выход 17 клапана 14 давления. Гидропривод имеет предохранительный клапан 35.

Корпус 36 гидроцилиндра 1 закреплен на ферме 37, а шток 30 через тросы 38 и звездочки 39 связан с трубозахватным ор ганом, установленным на ферме 37 с возможностью перемещения. Трубозахватный орган 40 выполнен, например, в виде вращателя с гидропатроном для взаимодействия с колонной 41 бурильных труб. Связь трубозахватного органа 40 с гидроцилиндром 1 через трос 38 обеспечивает удвоение хода трубозахватного органа 40.

Колонна 41 удерживается трубодержателем 42.

Гидропривод бурового станка работает

5 следующим образом.

Трубозахватный орган 40 при спуске колонны бурильных труб захватывает колонну 41 при ходе вниз и освобождает при ходе вверх. При подъеме колонны бурильных труб трубозахва ный орган захваты0 вает колонну при ходе вверх и освобождает при ходе вниз. При освобождении колонны трубозахватным органом колонна удерживается трубодержател(м.

Управление гидроцилиндром 1 подачи при проведении спускоподъемных операций с колонной бурильных труб осуществляется распределителем 6, который в автоматическом режиме переключается на пути от конечных переключателей (не показаны). При этом дополнительный распределитель

0 25 находится в позиции 27. Для движения трубозахватного органа 40 вверх, распределитель 6 устанавливается в позиции 18 и масло от насоса 22 через распределитель 6 поступает в поршневую полость 2 гидроцилиндра 1, связанную с его щтоковой по5 лостью 3, вследствие чего щток 30 гидроцилиндра 1 перемещается вниз и через тросы 38 перемещает Трубозахватный орган 40 вверх. При этом усилие, развиваемое

гидроцилиндром 1, ограничено предохранительным клапаном 35, а клапаны 7 и 14 давления в этом режиме не влияют на работу устройства, так как их входы 8 и 15 и выходы 9 и 17 связаны с напорной гидролинией 4.

Для движения трубозахватного органа 40 вниз распределитель 6 переключается в позицию 20 и масло от насоса 22 через распределитель 6 поступает в штоковую полость 3 гидроцилиндра 1, а поршневая его полость 2 сообщена в это время со сливной гидролинией 5, вследствие чего шток 30 гидроцилиндра 1 движется вверх и через тросы 38 перемещает трубозахватный орган 40 вниз.

При этом усилие, развиваемое гидроцилиндром 1, ограничено клапаном 14 давления, вход 15 которого связан с напорной гидролинией 4 насоса 22, а выход 17 при этом режиме через гидролинию 34 и распределитель 6 в позиции 20 со сливной гидролинией 5.

При остановке трубозахватного органа 40, когда распределитель 6 перемещается из позиции 20 в позицию 19, или при его реверсе, когда распределитель 6 перемешается из позиции 18 в позицию 20 с задержкой позиции 19, давление в порщневой полости 9 гидроцилиндра 1 ограничено клапаном 7 давления, вход 8 которого связан с поршневой полостью 2 гидроцилиндра 1, а выход 9 на этом режиме через гидролинии 23 и 24 и распределитель 6 в позиции 19 со сливом.

Обратный клапан 31 обеспечивает подпитку штоковой полости 3 гидроцилиндра 1 во время работы клапана 7 давления, а тормозной клапан 32 устраняет влияние

веса трубозахватного органа 40 и колонны 41 бурильных труб на скорость их спуска.

При бурении насос 22 отключается или переключается на питание другого исполнительного органа, например вращателя, в виде которого выполнен трубозахватный орган 40, и гидроцилиндр питается от дополнительного насоса 28 через распределитель 25 в позиции 26, а управление им осуществляется распределителем 6.

Таким образоом, при подъеме колонны 41 бурильных труб усилие в гидроцилиндре 1 ограничено предохранительным клапаном 35 при остановке колонны бурильных труб - ограничено клапаном 7 давления, настроенным на давление меньшее, чем предохранительный клапан 35 во столько раз, во сколько рабочая площадь поршневой полости 2 гидроцилиндра 1 больше площади штока 30, а при спуске колонны 41 бурильных труб усилие ограничено клапаном 14 давления, настроенного на давление, необходимое для управления тормозным клапаном 32, примерно в 10 раз меньшее давления настройки предохранительного клапана 35.

Вследствие этого нагрузки на трос 38 и колонну 41 при остановке последней не превышают нагрузок при подъеме колонны, а при встрече колонной при спуске ее в скважину препятствия, например перекрывшего сечение скважины куска породы, выпавщего из стенки скважины или при попадании колонны на уступ скважины осевое усилие, передаваемое трубозахватным органом на колонну, находящуюся под действием динамических сил, значительно снижено, что повышает надежность предлагаемого гидроподъемника.

ГИДРОПРИВОД БУРОВОГО СТАНКА, содержащий гидроцилиндр подачи, поршневая и штоковая полости которого сообщены с напорной и сливной гидролиниями через четырехлинейный трехпозиционный распределитель, клапан давления, вход которого соединен с одной из полостей гидроцилиндра подачи, а выход - с одной из линий распределителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительным клапаном давления, вход и полость управления которого соединены с напорной гидролинией, а выход подключен к входу основного клапана давления, сообщенного своим выходом с напорной гидролинией, причем распределитель выполнен с возможностью соединения в одной из позиций поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра подачи с напорной гидролинией.