Бурильная машина Советский патент 1986 года по МПК E21B6/04 E21B3/00 E21B44/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидравлическим бурильным машинам для бурения шпуров и скважин, например, в подземных условиях.

Цель изобретения - повышение надежности работы бурильной машины за счет согласования частоты ударов с нагрузкой вра- ш.ателя и податчика.

На чертеже показана гидравлическая схема бурильной машины.

Бурильная машина состоит из гидромотора 1, вращателя 2, гидроударника 3, вращающегося распределителя 4, приводимого во вращение гидромотором 1, бойка 5 с полостями 6 рабочего и 7 холостого хода, гидроцилиндра 8 подачи, регулируемого дросселя 9, включенного в сливную магистраль 10 гидроударника 3, напорную магистраль 11, гидрораспределителя 12 в виде гидроклапана давления, управляемая полость 13 которого включена в напорную магистраль 11, а управляющая - в цепь дистанционного управления предохранительного клапана 14 гидроцилиндра 8 подачи, бурового инструмента 15. Бурильная машина имеет объединенный источник питания (не показан).

Бурильная машина работает следующим образом.

При полностью открытом дросселе 9 давление жидкости в напорной магистрали 11 определяется величиной вращающего момента гидромотора 1. В случае отсутствия контакта бурового инструмента 15 с породой вращающий момент гидромотора 1 минимален и давление жидкости в напорной магистрали 11 равно по величине давлению холостого хода. Это давление недостаточно для работы ударного механиза, и весь поток жидкости проходит через гидромотор 1, т.е. возникает безударный режим холостого хода.

При малых величинах усилия подачи, например при забуривании, момент на валу гидромотора 1 возрастает до некоторой величины, повыщается давление и в напорной магистрали 11. Вращающийся от вала гидромотора 1 распределитель 4 периодически соединяет полость 6 рабочего хода бойка 5 с напорной 11 или сливной 10 магистралью, осуществляя возвратно-поступательное движение бойка 5. Так как давление жидкости в напорной магистрали 11 меньше номинального, то гидроударник 3 развивает малую энергию при высокой частоте ударов, которая определяется частотой вращения гидромотора 1. В данном случае вращательное движение бурового инструмента 15 в сочетании с ударной нагрузкой малой энергии позволяет эффективно проводить процесс забуривания, уменьшая время забуриваВНИИПИ Заказ 1684/32 Тираж 470 Подписное Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ния и устраняя возможные поломки бурового инструмента .15.

С ростом усилия подачи вращающий

момент также увеличивается и давление в напорной магистрали 11 приближается к номинальному. Это приводит к увеличению энергии удара и росту потребления рабочей жидкости гидроударником 3. Поток рабочей жидкости делится автоматически на составляющие, соответствующие номинальному режиму гидромотора 1 и гидроударника 3. Для ограничения роста усилия подачи напорная магистраль 11 соединена с управляемой полостью гидрораспределителя 12,

, управляющая полость которого включена в цепь дистанционного управления предохранительного клапана 14 гидроцилиндра 8 подачи. При увеличении усилия подачи сверх максимального рабочего, например при заклинивании бурового инструмента 15, возрастает и вращающий момент гидромотора 1, давление в напорной магистрали также увеличивается сверх номинального, гидрораспределитель 12 срабатывает и соединяет цепь управления предохранительного клапана 14 со сливом. В момент срабатывания клапана

14 усилие подачи падает до нуля, уменьшаются вращающий момент гидромотора 1 и давление в напорной магистрали 11. При дальнейш ем росте усилия подачи бурильная машина плавно возвращается на рабочий

,, режим.

При изменении характеристик буримого массива, например при уменьшении крепости пород, дроссель 9 частично перекрывается, создавая подпор в полости 6 при обратном ходе бойка 5. В результате уменьша5 ется ход бойка 5, энергия ударов и расход рабочей жидкости, увеличивается частота вращения гидромотора 1 и частота ударов гидроударника 3, т.е. устанавливается режим работы бурильной машины, соответствующий новым условиям.

0 В случае бурения шпуров и скважин в мягких породах дроссель 9 перекрывается полностью, весь поток жидкости проходит через гидромотор 1 и осуществляется бурение вращательным способом. Таким обра- , зом, в зависимости от перекрытия проходного сечения дросселя 9 и величины усилия подачи бурильная машина автоматически производит настройку на соответствующий режим работы, перераспределяя поток жидкости между гидромотором 1 враща0 теля 2 и гидроударником 3, обеспечивая плавное регулирование энергии и частоты ударов, защиту от холостых ударрв при отсутствии контакта бурового инструмента 15 с породой и защиту от перегрузок и заклинивания бурового инструмента 15.