Гидравлическая система бурового станка Советский патент 1985 года по МПК E21B44/00 

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно к буровым станкам с гидравлической подачей шпинделя. Известна гидравлическая система бурового станка СБА-800 с гидравлической подачей шпинделя и автоперехватом бурильных труб во вращателе при бурении. Система включает гидро цилиндры подачи, два гидропатрона, маслостанцию, содержащую двухпоточн маслонасос, плиту распределительную патронов, распределитель патронов, распределитель подачи с дросселем, регулятор подачи, золотник быстрого подъема, предохранительную и контрольную аппаратуру Л . Однако такая система не предусма ривает экстренный подъем снаряда бе разрушения настройки гидросистемы на бурение, а также автоматического выполнения этой операции при осложнениях в скважине (поглощение промы вочной жидкости, рост крутящего момента, осевого усилия, выше допус тимого и т.д.), а при исчезновении осложнений - автоматический переход на продолжение бурения по начальной настройке гидросистемы. Известна гидравлическая система бурового станка СБК-7 с гидравлической подачей шпинделя и автоперехва том бурильных труб,которая содержит г роцилиндры подачи,нижний и верхний гидропатроны, маслостанцио, гидрораспределителй управления гидроцилиндрами подачи и гидропатронами, напорную магистраль, соединенную с помощью гидрораспределителя с регулятором подачи и с помощью дросселя со сливом, предохранительную и конт рольную аппаратуру . Однако в известном устройстве пр появлении предельных нагрузок на шпиндель в момент нахрядения его в крайнем верхнем положении подъем снаряда возможен только при выполне нии перехвата при ручном включении гидроуправления с нарушением настро ки дросселя на бурение. Цель изобретения - повышение надежности и производительности бурового станка за счет экстренного подъема бурового снаряда с осуществ лением операции перехвата при возни новении осложнений в скважине без нарушения гидравлической настройки на дальнейшее бурение. 742 Поставленная цель достигается тем, что в гидравлической системе, содержащей гидроцилиндры подачи, нижний и верхний гидропатроны, маслостанцию, гидрораспределители управления гидроцилиндрами подачи и гидропатронами, напорную магистраль, соединенную с помощью гидрораспределителя с регулятором подачи и с помощью дросселя - со сливом, предохранительную и контрольную аппаратуру, в линии, соединяющей напорную магистраль с дросселем слива, и грщрораспределитель регулятора подачи с регулятором подачи установлен гидрораспределитель экстренного подъема, причем регулятор подачи снабжен дополнительным клапаном, управляющая полость которого соединена с гидравлической линией верхнего гидропатрона, воздействующим на один из основных клапанов регулятора подачи для свободного пропуска масла из поршневых полостей гидроцилиндров подачи через регулятор подачи на слив. На чертеже изображена гидравличе кая система станка. Система состоит из маслостанции 1, осуществляющей подачу рабочей жидкости через гидрораспределитель 2 по напорной магистрали 3, через гидрораспределители 4 и 5 соответственно к гидроцилиндрам подачи 6 и перемеще- ния 7 и по магистрали 8 через гидрораспределитель 9 к гидроцилиндрам патронов верхнего 10 и нижнего 11. Предохранение гидросистемы от избыточного давления производится предохранительнь1м клапаном 12. Для поддержания давления в гидроцилиндрах 10 и 11 патронов параллельно гидрораспределителю 2 установлен клапан 13 давления. В линию между гидрораспределителем 4 управления подачей и поршневыми полостями цилиндров 6 подачи установлены регулятор 14 подачи и гидрораспределитель 15 экстренного подъема снаряда, соединяющий одновременно дроссель 16 с напорной магистралью 3. Регулятор 14 подачи включает клапан 17 веса, слив через который возможен только .при давлении, определяемом его настройкой клапана 18 обратного, обеспечивающего свободный проход жидкости от гидрораспределителя 15 в поршневые полости цилиндров 6 подачи и клапана 19, управляющая полость которого соединена с линией гидроцилиндра верхнего патрона 10. При создании давления в гидроцилиндр верхнего патрона 10 плунжер клапана 19 взаимодействует на шарик обратног клапана 18, обеспечивая свободный слив жидкости из поршневых полостей цилиндров 6 подачи. В напорной магис рали установлен манометр 20. В линию питания гидроцилиндра 7 перемещения уЬтановлен гидрозамок 21 .Гидрораспре- делители снабжены электромагнитами 22-28. Гидравлическая система бурового станка работает следующим образом. В процессе бурения гидрораспределитель 5 включением электромагнита 2 соединяет штоковые полости цилиндров подачи с напорной магистралью 3, а поршневые полости - через регулятор 1 подачи и гидрораспределитель 15 экст ренного подъема со сливной магистралью (не показано). На заданный режим гидросистема настраивается регулятором 14 подачи, создающим подпор в порщневых полостях цилиндров подачи необходимый для уде живания снаряда во взвешенном состоя нии, и дросселем 16. При возникновении осложнений в скважине нажатием на кнопку аварийного подъема или автоматически от подачи сигнала контрольно измерительной аппаратуры включаются электромагниты 23 и 24, переключив соответственно гидрораспределители 5 и 15, при этом гидрораспределитель 5 соединяет штоковые полости цилиндров 6 подачи со сливной магистралью, а гидрораспределитель 15 - напорную магистраль 3 с поршневой полостью цилиндров 6 подачи с отключением от ее дросселя 16. Происходит экстренный подъем снаряда После исчезновения осложнения по прекращению подачи сигнала гидросистему автоматически восстанавливается в первоначальное состояние (отключаются электромагниты 23 и 24 и включается электромагнит 22), бурение продолжается. Если шпиндель находится в крайнем верхнем положении, нижний конечный выключатель (не показан), установлен ный на вращателе (не показан), подготавливает электрическую схему таким образом, что при подаче сигнал осложнения включается электромагнит 28, переключив гидрораспределитель 2 который направляет поток жидкости по магистрали 8 через гидрораспределитель 9 к гидроцилиндрам патронов верхнего 10 и нижнего 11. Происходит закрепление ведущей трубы нижним патроном 11 и распределение ее верхним патроном 10. По достижении давления, на которое настроен клапан 13 давления, жидкость поступает в магистраль 3. По трубопроводу 29 жидкость из линии гидрои илиндра верхнего патрона 10 поступает в управляющую полость клапана 19, который, взаимодействуя с шариком обратного клапана 18, обеспечивает свободньй слив жидкости из поршневых полостей цилиндров 6 подачи. Под действием давления в штоковых полостях ципиндров 6 подачи, на которое настроен дроссель 16, происходит опускание щпинделя до срабатывания верхнего конечного выключателя, установленного на вращателе, который осуществляет выключение электромагнита 22 и 28 и включение электромагнитов 23 и 24 гидрораспределителей 5 и 15 на экстренный подъем. По прекращению подачи сигнала осложнения гидросистема автоматически восстанавливается, и бурение продолжается. При осуществлении перехвата или автоперехвата включением электромагнита 24гидрораспределитель 15 обеспечивает подъем шпинделя, когда обе полости цилиндров 6 подачи соединены с напорной магистралью 3. Такое выполнение гидросистемы станка упрощает ее устройство и обеспечивает осуществление подъема снаряда и перехвдт бурильных труб с по.г дачей их вверх без нарушения- настройки гидросистемы при подаче сигнала от кнопки (ручное управление) и автоматическое осуществление этох операций при возникновении осложнений в скважине по сигналу от контрольно-измерительной аппаратуры и при исчезновении осложнений (прекращение подачи сигнала) - автоматическое продолжение бурения по начальной настройке гидросистемы. Благодаря выполнению экстренного подъема и перехвата бурильных труб с обратной подачей без нарушения настройки гидросистемы при управлении от кнопки и автоматически при возникновении осложнений в скважине во время бурения сокращается время на выполнение вспомогательных операций на

5 - 11333746

переключение и ликвидируется аварий- счет упрощения конструкции гидросисность. Что позволяет повысить произ-1 темы станка повышается его надежводительность на 4-6%, а также за ность.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА БУРОВОГО СТАНКА, содержащая гидроцилиндры подачи, нижний и верхний гидрйпатроны, маслостанцию, гидрораспределители управления гидроцилиндрами подачи и гидропатронами, напорную магистраль, соединенную с помощью гидрораспределителя с регулятором подачи и с помощью дросселя - со сливом, предохранительную и контрольную аппаратуру, о-тличающая с я тем, что, с целью повышения надежности и производительности бурового станка за счет экстренного подъема бурового снаряда с осуществлением операции перехвата при возникновении осложнений в скважине без нарушения гидравлической настройки на дальнейшее бурение, в линии, соединяющей напорную магистраль с дросселем слива и гидрораспределитель регулятора подачи с регулято ом подачи , установлен гидрораспределйтель экстренного подъема, причем регулятор подачи снабжен дополнительным клапаном, управляющая полость которого соединена с гидравлической линией верхнего гидропатрона, воздействующим на один из основных клапанов регулятора подачи для свободного пропуска масла из поршневых полостей гидроцилиндров подачи через регулятор подачи на слив. Од Сдд ОЭ ч1 4

СП

м