Манипулятор для наращивания шнековых секций буровой установки Советский патент 1986 года по МПК E21B19/14 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к манипуляторам наращивания шнековых секций буровых установок, в частности, применяемых для выбуривания полезных ископаемых из топких пластов при подземной разработке.

Цель изобретения - повышение производительности буровой установки путем сокра- шения времени вспомогательных операций.

На фиг. 1 схематически изображен манипулятор для наращивания шнековых секций буровой установки, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - сечение Б-Б на фиг. 2 при крайних положениях каретки манипулятора.

Устройство содержит кинематически связанную с приводами продольного и поперечного перемещений каретку 1 (фиг. 1 и 2) с направляющими 2, ложементами 3 (фиг. 3 и 4) для шнековых секций 4 и зубчатой рейкой 5, а также механизм подъема каретки 1.

Рама 6 буровой установки снабжена клиновым упором 7, установленным с возможностью взаимодействия с клиновым скосом 8, который выполнен в торцовой части каретки 1, а механизм подъема каретки связан посредством кронштейна 9 с приводом продольного перемещения и выполнен в виде параллельных стоек 10, щарнирно связанных с кронштейном 9 и люлькой 11, образуя с ними щарнирный параллелограмм. В ползунах 12 люльки свободно пропущены направляющие 2.

Привод продольного перемещения выполнен в виде гидроцилиндра 13, одним концом шарнирно прикрепленного к раме установки, а другим - к кронштейну, соединенному с рамой посредством скалок 14.

Привод поперечного перемещения выпол- нен в виде щестерни 15, взаимодействующей с рейкой 5 и укрепленной в люльке на валу 16 посредством подшипников 17, и двигателя (не показан).

Манипулятор укреплен на раме установки, имеющей вращатель 18 бурового става, монтируемого из щнековых секций 4.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода поперечного перемещения установленная на валу 16 шестерня 15 (направление вращения последней на фиг. 4 показано стрелками) взаимодействует с зубьями рейки 5 и перемещает каретку влево или вправо. При этом направляющие 2 каретки движутся в направляющих ползунах 12. В случае подачи шнековых секций 4 для наращивания бурового става (фиг. 3 и 4) включается привод поперечного перемещения и каретка 1 перемещается влево. При заходе скоса 8 каретки на ответный скос упора 7 стойки 10 отклоняются назад (на фиг. 3 одна из стоек показана тонкими линиями) на угол и каретка вместе с люлькой )1 параллельно первоначальному положению поднимается на

0

5

5

величину С (фиг. 3). Таким образом щнеко- вые секции 4 устанавливаются соосно буровому ставу и выходным валам вращателя 18.

Поворот стоек 10 (т.е. звеньев шарнирного параллелограмма) ограничивается упорами (не показаны). Отключение привода поперечных перемещений в конечных положениях каретки может производиться посредством конечных выключателей и других предохранительных элементов.

После подачи секций на бурошнековую установку производится их стыковка с буровым ставом. В случае необходимости каретка с помощью гидроцилиндра 13 в процессе стыковки может быть передвинута по 5 направляющим скалкам 14.

Затем включается с реверсом привод поперечного перемещения и каретка отводится в крайнее правое положение. В начале движения скос 8 скользит по ответному скосу упора 7 и каретка под действием силы тяжести параллельно смещается вниз на величину С. При этом звенья параллелограмма возвращаются в исходное положение. Это позволяет ложементам 3 свободно проходить под секциями, подсоединенными к буровому ставу. Величина С хода каретки конструктивно выбирается больше высоты ложементов.

В процессе разборки бурового става каретка поперечного хода аналогично подаче шнековых секций при наращивании с помощью привода поперечных перемещений подается в крайнее левое положение и ложементы устанавливаются под буровым ставом. После отсоединения шнековой секции от бурового става каретка подается назад в крайнее правое положение и секции снимаются подъемным устройством и складируются в контейнеры на штреке (не показан) .

Для исключения больших усилий, возникающих при трении наклонных поверхностей скоса и упора, каретка в крайнем левом положении устанавливается с некоторым зазором по отношению к вертикальной стенке рамы бурошнековой установки. Указанные поверхности могут быть снабжены роликами или смазаны антифрикционной смазкой.

Изгибающие усилия при взаимодействии скоса с упором и, соответственно, продольный изгиб каретки будут незначительны, так как в это время стойки параллелограмма отклоняются на угол у и каретка поднимается на величину С. Поворот каретки вокруг поперечной оси происходить не может, так как направляющие ползуны 12 на люльке разнесены. Поворот всей люльки компенсируется жесткостью параллелограмма, звенья-стойки которого попарно установлены с обеих сторон люльки и также разнесены.

Предлагаемый манипулятор позволяет придавать фиксированное положение шнеко0

0

5

0

5

вым секциям при стыковке и расстыковке. Кроме того, его использование позволяет совмещать процессы бурения скважины и извлечения из нее бурового става с перемещением щнековых секций в щтреке, где работает буровая установка. Обеспечение заданного фиксированного положения шнековых секций позволяет автоматизировать процесс наращивания и разборки бурового става, а также улучшить безопасное ведение работ. Каретка 1 в надвинутом на буро- шнековую установку положении может служить переходной площадкой, когда установка не работает.

-ЖЖЖЖжЖу /

Ж ЖЖЖЖЖ

в

11 5 9

фиг. 2

1

qt/ix

13 9 fO

7 2

77 1615

///////// /////////// /7////////// /////////////7

фиг.З

77////

/////// /// ////// ////////////////////////////// ////

риг.4