Гидросистема бурильной машины Советский патент 1984 года по МПК E21B19/86 E21B44/02 

00

05

а

Изобретение относится к горной промышленности, в частности, к гидросистемам бурильных машин враш,ательного и врашательно-ударного действия.

Известна гидросистема бурильной машины, включающая насосы, гидродвигатели, вращателя, ударника и подачи, установленные в магистралях последних золотники включения гидродвигателей и предохранительно-регулирующая аппаратура 1.

Однако в данной гидросистеме переход от вращательно-ударного к вращательному способу бурения и наоборот может осуществляться оператором лишь визуально, что приводит к снижению производительности бурения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидросистема бурильной машины, включающая насосы и гидродвигатели вращателя, подачи и ударника, в напорных магистралях которых соответственно установлены золотники включения гидродвигателей с входными каналами и камерами управления, предохранительно-регулирующая гидроаппаратура в виде гидроклапана давления, дросселя и обратного клапана 2.

Однако в известной гидросистеме бурильной мащины отсутствует возможность автоматического варьирования способами бурения, несмотря на обеспечение изменения энергетических параметров ударного механизма за счет увеличения давления в напорной магистрали вращателя путем перемычки части жидкости от насоса ударника в линию вращателя через управляемый клапан. В целом функциональные возможности гидросистемы достаточно узкие.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей гидросистемы за счет автоматического варьирования способами бурения при изменении нагрузки на забое.

Цель достигается тем, что в гидросистеме бурильной машины, включающей насосы и гидродвигатели вращателя, подачи и ударника, в напорных магистралях которых соответственно установлены золотники включения гидродвигателей с входными каналами и камерами управления, предохранительно-регулирующая гидроаппаратура в виде гидроклапана давления, дросселя и обратного клапана, один из входных каналов золотника включения гидродвигателя ударника сообщен с напорной магистралью 1;идродвигателя вращателя через обратный клапан, причем камера управления золотника включения гидродвигателя ударника сообщена через гидроклапан давления с магистралью гидродвигателя подачи и параллельно через дроссель - со сливом.

На чертеже показана принципиальная схема гидросистемы.

Гидросистема бурильной машины содержит насосы вращателя 1, ударника 2, подачи 3,предохранительные клапаны 4, 5 и б, золотник 7 включения вращателя, золотник 8 заключения гидродвигателя ударника с камерой управления 9 и пружиной 10, золотник включения подачи 11, дроссель 12, гидроклапан давления 13, связанный с линией подачи, регулятор потока 14, обратный клапан 15, гидродвигатели, вращателя 16, ударника 17, подачи 18, а также обратные клапаны 19 и 20. Обратный клапан 15 установлен в напорной магистрали 21 насоса 2. Золотники 7 и 8 и.меют входные каналы 22 и 23, сообщенные между собой. Камера управления 9 золотника 8 сообщена через дроссель 12 со сливом 24 и параллельно через гидроклапан 13 - с магистралью 25 гидродвигателя 18 подачи.

Гидросистема бурильной машины работает следующим образом.

При включении гидрораспределителя 7 в позицию а поток жидкости от насосов I и 2 поступает к гидродвигателю 16 вращателя, при этом поток от насоса 2, проходя через золотник 8 включения гидродвигателя 17 ударника и обратный клапан 15, суммируется с потоком жидкости от насоса 1.

Давление настройки предохранительного клапана 4 ниже настройки клапана 5, поэтому максимальное давление на вращателе определяется предохранительным клапаном 4. Включением распределителя 11 в позицию а поток жидкостей от насоса подачи 3 направляется в гидродвигатель 18 подачи (ход вперед) и начинается процесс вращательного бурения, при котором частота вращения инструмента определяется суммарной производительностью насосов 1 и 2, а скорость подачи - регулятором потока 14, при этом усилие подачи определяется сопротивлением разбуриваемой породы.

При встрече инструмента с более твердыми породами, которые целесообразно разбуривать вращательно-ударным способом, сопротивление возрастает, что влечет за собой рост давления магистрали 18 подачи, и при его значении, превышаюш.ем значение настройки гидроклапана давления 13, часть потока из магистрали 18 поступает через гидроклапан 13 и дроссель 12 на слив 24, благодаря чему в камере управления 9 золотника 8 включения гидродвигателя 17 ударника создаётся избыточное давление, которое переключает золотник 8, а следовательно, и насос 2 с гидродвигателя 16 вращателя на гидродвигатель 17 ударника. Таким образом, при росте давления в магистрали 18 подачи автоматически включается ударник, при этом в режиме вращательно-ударного бурения насос 2 переключается на питание ударника, а частота вращения инструмента определяется производительностью насоса 1.

При понижении твердости породы давление в магистрали 18 подачи понижается, гидроклапан 13 закрывается и прекращается расход жидкости через дроссель 12, в результате чего пружина 10 золотника 8 удаляет жидкость из камеры управления 9 через дроссель 12 в слив 24 и золотник 8 возвращается в исходное состояние, благодаря чему насос 2 подключается к магистрали вращателя и начинается процесс вращательного .бурения.

При окончании бурения гидрораспределители 7 и 11 включаются в позицию б, благодаря чему насосы 1 и 2 переключаются на гидродвигатель 18 подачи на реверс, а насос 3 через обратный клапан 19 - на гидродвигатель 16 вращателя. .

Предлагаемое изобретение за счет оптимизации процесса бурения в зависимости от свойств разбуриваемых пород позволяет увеличить эксплуатационную производительность бурильной мащины.

ГИДРОСИСТЕМА БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ, включающая насосы и гидродвигатели вращателя, подачи и ударника, в напорных магистралях которых соответственно установлены золотники включения гидродвигателей с входными каналами и камерами управления, предохранительно - регулирующая гидроаппаратура в виде гидроклапана давления, дросселя и обратного клапана, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей гидросистемы за счет автоматического варьирования способами бурения при изменении нагрузки на забое, один из входных каналов золотника включения гидродвигателя ударника сообщен с напорной магистралью гидродвигателя вращателя через обратный клапан, причем камера управления золотника включения гидродвигателя ударника сообщена через гидроклапан давления с магистралью гйдродвигателя пода чи и параллельно через дроссель - со сливом. (Л