Вращатель бурового станка Советский патент 1985 года по МПК E21B3/02 E21B17/03 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для соединения вращателя бурового станка со штангами. Известен вращатель бурового станка, который содержит корпус и щпиндель с патроном 1. Недостатком данного устройства является невозможность фиксированного поворо та шпинделя, что увеличивает затраты времени на спуско-подъемные операции. Наиболее близким техническим решением к изобретению является вращатель бурового станка, включающий корпус, щпиндель с патроном и установленный на корпусе механизм поворота щпинделя с гидроцилиндрами 2 . Однако известное устройство не обеспечивает фиксированной остановки шпинделя в заданном угловом положении, что требует непрерывного визуального контроля и тем самым увеличивает затраты времени на проведение спуско-подъемных операций. Целью изобретения является сокращение затрат времени на проведение спуско-подъемных операций при работе со щтангами безрезьбового соединения. Указанная цель достигается тем, что во вращателе, состоящем из корпуса, шпинделя с патроном и установленного на корпусе механизма поворота щпинделя с гидроцилиндрами, механизм поворота шпинделя снабжен траверсой и имеющими возможность взаимодействия между собой по торцовым поверхностям цилиндрическими кулачками, один из которых жестко связан с корпусом, а другой установлен на траверсе с возможностью вращения и имеет возможность осевого перемещения с передачей крутящего момента относительно щпинделя, причем траверса связана с корпусом посредством гидроцилиндров. При этом торцовые поверхности цилиндрических кулачков выполнены в форме двух полувитков винтовой поверхности правого и левого направлений. Такое выполнение устройства позволяет обеспечить фиксированную остановку щпинделя в зада1Н10м угловом положении, что сокращает затраты времени на проведение спуско-подъемных операции при работе со 111танга.ми безрезьбового соединения. На фиг. 1 изображено устройство в неходном положении, общий вид; на фиг, 2 - устройство после поворота шпинделя; на фиг. 3 - схема взаимного расположения кулачков (общий случай) и толкателя; на фиг. 4 - схема, соответствующая положению на фиг. 1; на фиг, 5 --- схе,ма возможных вариантов взаимного расположения толкателя и кулачков, Вращатель состоит из корпуса 1, шпинделя 2 и соединенногос ними механизма 2 -поворота шпинделя, содержащего гилроцилиндры 3. Шпиндель 2 имеет закрепленный на его конце патрон 4 с безрезьбовым замком 5, взаимодействующим с толкателем 6 для соединения и разъединения со штангой 7. Механизм поворота, кроме того, имеет цилиндрические кулачки 8 и 9 с торцовыми рабочими поверхностями, установленные соосно шпинделю 2, траверсу 10 с опорным подшипником 11, соединенную со щтоками 12. Торцовая рабочая поверхность кулачков 8 и 9 выполнена, например, в фор.ме двух полувитков винтовой поверхности правого и левого направлений, пересечение которых образует верщины а и в и впадины с и d. Кулачок 8 закреплен неподвижно на корпусе редуктора 1 в таком угловом положении, что впадина с его торцовой поверхности смещена в общем случае на угол oti относительно размыкающего устройства 13 с пятой 14. Кулачок 9 установлен на шпинделе 2 так, что верщина в его торцовой поверхности смещена на тот же угол ofj от толкателя 6 замка 5 патрона 4. На фиг. 1 и 4 показано .устройство, у которого угол расположения кулачков otj-0 и продольные оси торцовых поверхностей, проходящие через вершину и впадину, находятся в одной вертикальной плоскости с продольными осями толкателя 6 и размыкающего устройства 13. Посредством профилированного участка 15, например шлицевого, кулачок 9 может передавать шпинделю 2 крутящий момент и имеет возможность продольного перемеще.ния. Устройство работает следующим образом. В процессе бурения скважины штоки 12 гидроцилиндров 3 выдвинуты, кулачок 9 вращается вместе со шпинделем 2 относительно неподвижной траверсы 10. Когда скважина пробурена на длину очередной штанги 7 и вращатель опустился в нижнее положение, двигатель вращателя выключается и патрон 4 со штангой 7 останавливаются в случайном угловом положении (фиг. 5), например П 1, П 2, П 3 или любом другом, которое отличается от заданного., необходимого для размыкания замка положения ПО на угол рассогласования Pi, г или любой другой , После этого включается гидропривод 3, штоки 12 перемещают траверсу 10 и кулачок 9 вдоль шпинделя 2, при это.м верщина в вступает в контакт с левым или правым полувитком неподвижного кулачка 8. В результате их взаимодействия продольное перемещение кулачка 9 сопровождается его поворотом, а также поворотом шпинделя 2, патрона 4 и соединенной с ним штанги 7 бурового става. За один ход штоков 12 вершина е, скользя по винтовой поверхности неподвижного кулачка 8, перемещается в его впадину с, впадина d совмещается с вершиной а и кулачок 9 автоматически поворачивается в фиксированное положение относительно кулачка 8, Одновременно толкатель 6 замка 5 патрона 4 устанавливается в заданное угловое положение 10, необходимое для размыкания - напротив пяты 14 размыкающего устройства 13, при этом угол рассогласования i 0. После этого гидропривод .переключается на обратныйход, што ки 12 выдвигаются и возвращают кулачок 9 в исходное положение. Благодаря тому, что кулачки имеют торцовую поверхность в форме двух полувктков винтовой поверхности правого и левого направлений, обеспечивается фиксированная остановка шпинделя в заданном угловом положении, сокращаются затраты времени на проведение спуско-подъемных операций.

1. ВРАЩАТЕЛЬ БУРОВОГО СТАНКА, включающий корпус, шпиндель с патроном и установленный на корпусе механизм поворота шпинделя с гидроцилиндрами, отличающийся тем, что, с целью сокращения затрат времени на проведение спуско-подъемных операций при работе со штангами безрезьбового соединения, механизм роворота шпинделя снабжен траверсой и имеющими возможность взаимодействия между собой по торцовым поверхностям цилиндрическими кулачками, один из которых жестко связан с корпусом, а другой установлен на траверсе с возможностью вращения и имеет возможность осевого перемещения с передачей крутящего MOMeHta, относительно шпинделя, причем траверса связана с корпусом посредством гидроцилиндров. 2. Вращатель по п. 1, отличающийся тем, что торцовые поверхности цилиндрических кулачков выполнены в форме двух полувитков винтовой поверхности правого и левого направлений.

/7/

///////

6 /J