Буровой станок Советский патент 1984 года по МПК E21B3/02 E21B17/03 

11 Изс)бретеиие относится к геопого)а:изед(зчнпму бурению, а именно к бурению на твердые полезные ископаемые Известен буровой станок, имеющий вращателг), в патроне которого гидравлические цилиндры спязаны с корпу сом, соедииенньм через подшипник с обоймой, снабже}Н5ой наклонными пазами, взаимодействующими с тыльной поверхностью зажимных кулачков. Межд кулачками установлены возвратные пружины, подачи масла из гидросистемы в гидроцилиндры имеется 2-по зиционный гидрораспредвлитель с ручным управлением С 1 1Однако при исчезновении давления в гидросистеме кулачки перестают удерживать бурильную трубу, падение которой может привести к травмирова ниго работающих. Кроме того, подшипни при работе постоянно находится под нагрузкой, и при бурении с высокими частотами вращения происходит его быстрый нагрев и износ. Известен также буровой станок, содержащий вращатель, моханимм пере ключения скоростей вращения, патрон с механизмом зажима трубы, гидроцилиндры, взаимодействующие с последним посредством траверсы и упорного подшипника, гидрораспредей литель управления патроном 21. Недостатком известного устройств является ограниченность усилия зажим трубы, определяемая количеством и размером зажимных пружин механизма зажима трубы, например, если патрон вращающийся узел, имеет высокую частоту вращения,(например до 1500 об/ /мин, то его размеры ограничены). Цель изобретения - повышение надежности зажима бурильных труб. Указанная цель достигается тем, что в буровом станке, содержащем вращатель, механизм переключения скоростей вращения, патрон с механизмом зажима трубы, гидроцилиндрь, взаимодействующие с последним посредством траверсы и упорного подшипника, гидрораспределитель управления патроном, патрон снабжен дополнительным подшипником и проставкой, размещенной между основным и до полнительны подшипниками, причем штоки гидроцилиндров жестко связан) с траверсой, а на корпусе механизма переключения скоростей вращения с возможностью взаимодействия с рукояткой переключения скоростей установлен конечный выключатель, который связан с гидрораспределителем управления патроном. На фиг.1 изображен вращатель и патрон; на фиг.2 - гидравлическая схема привода патрона; на фиг.З электрическая схема управления патроном. Буровой станок содержит вращатель 1 со щпинделем 2 и механизм переключения скоростей враг,ения. Патрон 3, установленный в шпинделе 2, включает обойму 4, взаимодействующую через ролики 5 с зажимными кулачками 6, разме);1енными в прорезях шпинделя 2. С обоймой 4 скреплена шайба 7, на которую опираются силовые пружины 8, осу1чествляю|Цие пружинный зажим. Другим -торцом пр окины 8 опираются на щазтбу 9, прилегающую к заплечику па 1чпинделе 2. На корпусе враща еля 1 установлены гидроцилиндры 10 двустороннего действия, штоки 11 которых закреплены в траверсе 12, соединенной с простав кой 13, размещенной между подшипниками 14 и 15. Подшипники 14 и 15 установлены между корпусом 16 и крышкой 17, которые стянуты болтами 18 с шайбой 7, причем между крышкой 17 и шайбой 7 расположены дистанционные втулки 19. В станке имеется 3-позиционный гидрораспределптель 20 (фиг.2) с электромагнитным управлением для соединения соответствующих полостей гидроцилиндров 10 с напором или сливом. На корпусе механизма переключения скоростей закреплен конечный выключатель 21, включенный в цепь управления электромагнитами 22 и 23 гид,рораспределителя и взаимодействующий с рукояткой переключения скоростей При ее установке в поло)р;ение, соответствующее пониженной частоте вращен я. |Устройство работает следующим образом. При вкл очении гидрораспределителя 20 в Положение, соответствующее раскрытию патрона 3, масло поступает в штоковую полость гидроцилиндров 10 и сливается из поршневой. Втягиваяс.ь, штоки 1 1 тянут за собой траверсу 2 с проставкой 13, которая через подшипник 4, корпус 16, болты 8 и шайбу 7 сжимает пружины 8 и переме310

щает обойму 4. При этом кулачки 6 расходятся.

Переключая распределитель 20 в другое .крайнее положение, штоковую тсолость гидроцилиндров 10 соединяют со сливом, а поршневую с напором. Штоки 11 выдвигаются, нажимая на траверсу 12 с проставкой 13 и через подшипник 15, крьшку 17, втулки 19 и шайбу 7 на обойму 4. Смещаясь, обойма прижимает кулачки к бурильной трубе 24. Одновременно пружины через шайбу 7 передают свое усилие на обойму 4 в том же направлении.

При установке рукоятки переключения скоростей в положение, соответствующее повьш1енной частоте вращения, она перестает взаимодействовать .с конечным выключателем 21, цепь электро.магнита 22 гидрораспределйтеля 20 разрывается, и распределитель перемещается в сред1 ее, нейтральное положение, соединяя обе полости гнлроцилиндров 10 со сливом. Вследствие этого нагрузка с под111ипника 5 снима ется, а кулачки 6 прижимаются к тпубе 24 только усилием пружин.

14

Для попьпиения надежности передачн рутяще1 о момента на бурильную трубу, зажатую в патроне станка, необходимо овысить усилие прижатия к ней зажимых кулачков. В предлагаемом станке это достигается благодаря тому, что к усилию пружин добавляется усилие, развиваемое гидроцилиндрами. Т.е. на гзажимные кулачки действует суммарное усилие пружин и гидроцилиндров. При бурении же с высокими частотами вращения, когда крутящий момент мал (при заданной мощности привода крутящий момент обратно пропорционален частоте вращения), гццроцилиндры отключаются, предотвращая нагрев и износ подшипника.

Повьш ение надежности зажима позволяет исключить пробуксовку патрона по трубе, сопровождающуюся повреждением трубы, дает возможность вести бурение в тяжелых геологических ус ловиях (сильно трещиноватые, вязкие породы и др.) и эффективно ликвидировать случающиеся осложнения в скважине (прихват снаряда, прижег коронки и т . п .).

БУРОВОЙ СТАНОК, содержащий вращатель, механизм переключения скоростей вращения, патрон с механиз.мом зажима трубы,гидроцилиндры, взаимодействующие с последним посредством траверсы и упорного подшипника, гидрораспределитель управления патроном, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зажима бурильных , патрон снабжен дополнительным подшипником и проставкой, размещенной между основным и дополнительным подшипниками, причем штоки гидроцилиндров жестко связаны с траверсой, а на корпусе механизма переключения скоростей вращения с возможностью Е заимедействия с рукояткой переключения скоростей установлен конечный выключатель, которъгй связан с гидрораспределителем управления патроном.

Н

22

23

Риг.З