Гидропривод бурового станка Советский патент 1986 года по МПК E21B19/00 F15B15/00 

Изобретение относится к гидроприводам, применяемым в буровой технике, и касается гидроприводов буровых станков, а именно гидроприводов их подъемников.

Цель изобретения - повышение производительности станка за счет сокращения времени на производство спускоподъемных операций.

На фиг. 1 представлена гидравлическая схема гидропривода; на фиг. 2 - элек- трическая принципиальная схема гидропривода.

Буровой станок содержит направляющую ферму 1, гидродвигатель 2, трубозахватный орган 3.

Гидродвигатель 2 выполнен в виде гидроцилиндра, корпус 4 которого закреплен на ферме 1, а щток 5 через цепи или тросы 6 и звездочки или ролики 7 связан с трубозахватным органом 3, установленным на ферме 1 с возможностью пе- ремещения. Трубозахватный орган 3 выполнен, например, в виде вращателя с гидроприводом для взаимодействия с колонной бурильных труб 8. Связь трубозахватного органа 3 с гидроцилиндром 2 через ка- натно-цепную передачу обеспечивает удвоение хода трубозахватного органа. Привод состоит из насоса 9 и дополнительного насоса 10, предохранительных клапанов 11, 12 и 13 и дополнительного предохранительного клапана 14, в качестве которых использованы напорные золотники, тормозного клапана 15, обратных клапанов 16 и 17, трехпозиционного распределителя 18 с позициями 19, 20 и 21, дополнительного распределителя 22 с позициями 23 и 24 и маслобака 25. Рабочие полости 26 и 27 гидродилиндра 2 соединены гидролиниями 28, 29 и 30 с выходами распределителя 18, связанного с напорной линией 31 насоса 9 и с маслобаком 25, причем порщневая полость 26 связана через тормозной клапан 15. Вход дополнительного предохранительного клапана 14 связан непосредственно с напорной магистралью 31 насоса 9, а выход магистралью 32 - с выходом распределителя 18 и порщневой полостью 26 гидроцилиндра 2.

. Вход предохранительного клапана 11 связан с порщневой полостью 26 гидроцилиндра 2, а выход - магистралью 33 с напорной магистралью 34 насоса 9. Трубодержатель 35 может быть установлен как на ферме 1, так и на раме буровой установки.

Рабочая полость 26 гидроцилиндра 2 связана с входом дросселирующего распределителя 36 линией 37, выход которого связан линиями 38 и 33 с напорной магистралью 34 перед распределителем 18. Распределитель 36 имеет позиции 39 и 40, обеспечивающие дросселирование. Распределители выполнены с элементами управ

5

0 0

5

0

5

5

0

ления, например с электромагнитами 41, 42, 43 и 44.

На ферме 1 закреплен конечный переключатель 45 вблизи нижнего положения трубозахватного органа.

Электрическая схема (фиг. 2) содержит тумблер 47 (пост 1), включающий цепи элементов управления основного распределителя (электромагнит 43 или электромагнит 42), и тумблер 46 (пост 2), включающий также электромагниты 43 и 42, но через нормально замкнутый контакт конечного переключателя 45. Электромагнит 41 (элемент управления дросселирующего распределителя) включается в цепь через нормально разомкнутый контакт конечного переключателя 45.

Устройство работает следующим образом.

При проведении спускоподъемных операций с колонной бурильных труб управление гидродвигателем осуществляется распределителем 18 при распределителе 22 в позиции 24.

П ри спуске колонны бурильных труб трубозахватный орган 3 захватывает колонну при ходе вниз и освобождает при ходе вверх.

При подъеме колонны бурильных труб трубозахватный орган захватывает колонну при ходе вверх и освобождает при ходе вниз.

При освобождении колонны трубозахватным органом последняя удерживается тру- бодержателем. Для движения трубозахватного органа 3 вверх распределитель 18 устанавливается в позицию 19, и масло от насоса 9 через распределитель 18 поступает в порщневую полость 26 гидроцилиндра, связанную с его щтоковой полостью 27, вследствие чего его щток 5 перемещается вниз и через тросы 6 перемещает трубозахватный орган 3 вверх. При этом усилие, развиваемое гидроцилиндром 2, ограничено предохранительным клапаном 12, а предохранительные клапаны 11 и 14 в этом режиме не влияют на работу устройства, так как их входы и выходы связаны с одной и той же гидролинией (с магистралью 31-30 и 28-34).

При движении трубозахватного органа вниз распределитель 18 переключается в позицию 21, и масло от насоса 9 через распределитель 18 поступает в щтоковую полость 27 гидроцилиндра 2, а поршневая полость 26 сообщена в это время с маслобаком, вследствие чего щток 5 гидроцилиндра 2 движется вверх и через тросы 6 перемещает трубозахватный орган 3 вниз. При этом усилие, развиваемое гидроцилиндром 2, ограничено предохранительным клапаном 14, вход которого связан с напорной магистралью 31 насоса 9, а выход при этом режиме через магистрали 32 и 30 и распределитель 18 в позиции 21 - с маслобаком.

При остановке трубозахватного органа, когда распределитель 18 перемещается из позиции 21 в позицию 20, или при его реверсе, когда распределитель 18 перемещается из позиции 19 в позицию 21 с задержкой в позиции 20, давление в порщ- невой полости 26 гидроцилиндра 2 ограничено предохранительным клапаном 11, вход которого связан с порщневой полйстью 26 гидроцилиндра 2, а выход при этом режиме через магистрали 33 и 34 и распределитель 18 в позиции 20 - с маслобаком.

При работе в автоматическом режиме перевод распределителя 18 из позиции 21 в позицию 20 осуществляется по команде от конечного переключателя 45, при этом от него же команда подается и на переключение распределителя 36 в позицию 40.

При переключении распределителя 36 в позицию 40 обеспечивается связь рабочей полости 26 гидроцилиндра 2 со сливной магистралью через линии 37, 38, 33 и 34, вследствие чего трубозахватный орган опускается с предостановочной скоростью до упора порщня гидроцилиидра в корпус. В реальных устройствах распределитель 36 переключается быстрее распределителя 18, который имеет большее проходное сечение и выполняется с золотником-пилотом. В этом случае распределитель 36 обеспечивает пред- остановочную скорость трубозахватного органа, сообщая в положении 40 напорную магистраль 34 со сливной магистралью при распределителе 18, находящемся еще в позиции 21.

Замедление переключения распределителя 18 может быть достигнуто и установкой реле времени в линии его управления.

Обратный клапан 17 обеспечивает подпитку щтоковой полости 27 гидроцилиндра 2 во время работы предохранительного клапана 11, а тормозной клапана 15 устраняет влияние веса трубозахватного органа 3 и колонны бурильных труб 8 на ско- рость их спуска.

При бурении насос 9 отключается или переключается на питание другого исполнительного органа, например вращателя, и гидроцилиндр питается от насоса 10 через распределитель 22 в позиции 23, а управление им осуществляется распределителем 18.

Управление согласно электрической схеме на фиг. 2 осуществляется с двух постов. С первого поста тумблером 47 вклю- чаются электромагниты 43 и 42 (подача вверх или вниз), при этом автоматическое отключение подачи отсутствует. С второго поста тумблером 46 включаются те же электромагниты 43 и 42, но в процессе работы подача вниз может быть отключена автоматически при срабатывании конечного переключателя 45, причем при подаче вниз, когда срабатывает конечный переключатель 45, происходит одновременно размыкание цепи питания электромагнита 42 и замыкание цепи электромагнита 41 (дроссель).

Таким образом в устройстве обеспечено постоянство хода трубозахватного органа при предохранении устройства от перегрузок.

-гив

Подача бйерл

Подаиа бниз