Гидропривод бурильной машины Советский патент 1986 года по МПК E21B19/08 E21B3/00 

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к гидроприводам бурильных машин для вращательного бурения скважин цикличным методом. Целью изобретения является уменьшение потерь энергии на дросселирование жидкости при подъеме бурового инструмента при одновременном снижении утомляемости оператора за счет осуш,ествления управления лишь одной секцией распределителя при бурении. На чертеже показана схема гидропривода. Гидропривод бурильной машины включает насос 1, распределитель 2 с секциями 3-5, выходными отверстиями 6-11, напорными каналами 12 и 13 и позициями переключения секций 14-17, обратный клапан 18, гидроцилиндр 19 подачи с полостями опускания 20 и подъема 21, гидромуфту 22 с полостями включения 23 и выключения 24, манометр 25, гидроклапан 26 давления, дроссель 27 и магистрали 28-32. Магистраль 33 соединяет магистраль 30 полости 21 подъема с магистралью 31 полости 24 выключения гидромуфты вращателя. Дроссель 27 установлен параллельно магистрали полости 20 опускания и предназначен для слива потока рабочей жидкости, проходящего через него, т. е. регулирования тем самым потока, используемого на полезной работе. Гидроклапан 26 давления установлен в магистрали 29 последовательно перед дросселем 27 и предназначен для закрытия прохода рабочей жидкости к дросселю 27 при подводе бурового инструмента к грунту. Гидроклапан 26 давления настроен на давление несколько выще давления холостого хода гидроцилиндра 19 подачи. Распределитель 2 выполнен моноблочным с общими предохранительным и перепускным клапанами. Секции 3-5 имеют пружинный возврат золотников из рабочих позиций в нейтральную. Секция 4 предназначена для управления гидроцилиндром 19 подачи. Секция 5 предназначена для управления гидромуфтой 22. Дополнительная секция 3 используется при подводе инструмента к забою и в качестве крана для монометра 25, который подключен лишь к одному выходному отверстию 7. Второе выходное отверстие 6 секции 3 соединено магистралью 29 с полостью 20 опускания. Гидроцилиндр 19 подачи представляет собой гидроцилиндр двухстороннего деистВИЯ с закрепленным штоком и подвижной гильзой. В штоке имеются два канала для прохода рабочей жидкости к полостям 20 и 21. Гильза имеет по наружному периметру квадратную форму и установлена в сквозном центральном квадратном отверстии шеетерни редуктора-вращателя, которая и передает гильзе крутящий момент. Гидромуфта 22 представляет собой гидроцилиндр двухстороннего действия, установлена на редукторе-вращателе и предназначена для управления им. Манометр 25 предназначен для диагностики гидросистемы. Обратный клапан 18 предназначен для разделения полости 24 выключения от полости 21 подъема, что необходимо для автономной работы каждым из гидроцилиндров 19 и 22. В статическом положении, при нейтральных позициях секций 3-5 и работающем насосе 1 поток рабочей жидкости проходит распределитель 2 и поступает в гидробак, при этом гидроцилиндры 19 и 22 находятся в запертом положении, гидроклапан 26 давления закрыт. Устройство готово к работе. Гидропривод бурильной машины работает следуюшим образом. Подвод бурового инструмента к грунту. При включении одновременно двух секций 3 и 5 в позиции 14 и 16 поток рабочей жидкости поступает одновременно к двум выходным отверстиям 6 и 10 и к полостям 21 и 24. Происходит дифференциальное соединение полостей 20 и 21. Поток рабочей жидкости из полости 21 вытесняется по магистрали 30, через обратный клапан 18, магистраль 33, отверстие 10 и по напорному каналу 12 поступает к напорному каналу 13, где соединяются с потоком, нагнетаемым насосом 1, и поступает к выходному отверстию 6. Далее, по магистралям 28 и 29 рабочая жидкость поступает в полость 20. Происходит выдвижение гильзы с увеличенной скоростью, т. е. быстрый подвод бурового инструмента к грунту. При данной операции поток рабочей жидкости поступает в полость 24 выключения. Так как полость 23 включения в данный момент соединена со сливом, то включение вращателя гарантированно не произойдет, что необходимо по технике безопасности и по условиям работы машины как при бурении, так и при смене бурового инструмента, или, например, при ремонтных работах, При данной операции гидроклапан 26 давления закрыт, нет слива рабочей жидкости через дроссель 27 и весь поток, нагнетаемый насосом 1, идет на полезную работу. При бурении оператор, определив момент соприкосновения бурового инструмента с грунтом, освобождает обе рукоятки секции 3 и 5, которые под действием пружины устанавливаются в нейтральной позиции. Оператор секцией 5 включает вращатель, направив поток по магистрали 32 в полость 23 и освобождает рукоятку, секцией 4 включают подачу, направив поток по магистралям 28 и 29 в -полость 20 опускания. Весь процесс бурения оператор управляет одной рукояткой секции 4, осуществляя подъем и опускание. При бурении гидроклапан 26 давления открыт, пропуская поток рабочей жидкости к дросселю 27. Последний имеет регулировку и настраивается на слив рабочей жидкости в том количестве, при котором в полость 20 направлен расход, соответствующий оптимальной подаче в зависимости от условий грунта. После окончания бурения оператор включает секцию 4 на подъем бурового инструмента и при необходимости отключает вращатель. Поток рабочей жидкости поступает через отверстие 9 в магистраль 30, полость 21 и одновременно через обратный клапан 18 в полость 24. Происходит подъем бурового инструмента с грунтом на щнеке. Гидромуфта 22 будет в неизменном состоянии, так как секция 5 находится в нейтральной позиции. При разбросе грунта после выхода щнека на поверхность земли оператор включает секцию 5 в позицию 17, что соответствует проходу рабочей жидкости через отверстие 11 и магистраль 32 в полость 23, т. е. включению вращателя. Происходит центробежный разброс вынутого из ямы грунта вокруг скважины. Далее цикл бурения повторяется. Формула изобретения Гидропривод бурильной машины, включающий насос, секционный распределитель с секцией для управления гидромуфтой вращателя, секцией для управления гидроцилиндром подачи, выходные отверстия которой соединены магистралями, соответственно, с полостями опускания и подъема гидроцилиндра подачи, а выходные отверстия секции для управления гидромуфтой вращателя соединены магистралями соответственно с полостями включения и выключения гидромуфты, магистраль, соединяющую магистраль полости подъема гидроцилиндра подачи с магистралью полости включения гидромуфты, и обратный клапан, вход которого направлен в сторону выходного отверстия секции для упраБ.,е1П:я гидроцилиндром подачи, отличающийся тем, что, с целью уменьщения потепь энергии на дросселирование жидкости ripi-. Г|С;гьеме бурового инструмента при одновреме И1ом снижении утомляемости оператора за счет осуществления управления лишь одной секцией распределителя при буренш;, распределитель снабжен дополнительной секцией, выходное отверстие которой подсоединено к магистрали полости опускания гидроцилиндра подачи, причем обратный клапан установлен в магистрали, соединяющей магистраль полости подъема 1илроцилиндра подачи с магистралью полости выключе ия гидромуфты, при этом вход обратного клапана направлен в сторону полости подъема гидроцилиндра подачи.

Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет уменьшить потери энергии на дросселирование потока рабочей жидкости (ПРЖ) при подъеме бурового инструмента при одновременном снижении утомляемости оператора за счет управления лишь одной секцией распределителя при бурении. Для этого распределитель 2, включаюший секцию (С) 4 управления гидроцилиндром 19 подачи и С 5 управления гидромуфтой 22 вращателя, снабжен дополнительной С 3. Вход обратного клапана 18 направлен в сторону полости 21 подъема гидроцилиндра 19. При одновременном включении секций 3 и 5 происходят дифференциальное соединение полостей подъема 21, опускания 20 гидроцилиндра 19 и ускоренное движение бурового инструмента. Все остальные операции осуществляются включением автономной рукоятки секции 4 распределителя. При направлении ПРЖ по магистрали 32 в полость 23 включения гидромуфты 22 приводится в движение вращатель. Процесс бурения происходит при поступлении ПРЖ по магистралям 28 и (О 29 в полость 20. Регулируемый дроссель 27 настраивается на слив ПРЖ в таком (Л количестве, чтобы в полость 20 поступал оптимальный расход жидкости в зависимости от условий грунта. 1 ил. to 05 Nd О 00 ю