Буровой планетарный агрегат Советский патент 1987 года по МПК E21D1/06 

гат включает траверсу 1, жестко связанные с ней корпусами 7 забойные двигатели 2, выполненные в виде поршневых механизмов с преобразователями возвратно- поступательного движения во вращательное. Поршневые механизмы выполнены в виде поршней 8 со штоками 9 с пазами. Г оршни 8 удерживаются от проворота относительно корпусов 7 фиксатором 13 проворота в виде фигурного стержня. Один конец стержня жестко закреплен во внутренней верхней части корпуса 7, другой конец размещен в пазу поршня 8 с возможностью осевого перемещения. Каждый преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное выполнен в виде штока 9 с винтовой нарезкой и гайки 11,

1

Изобретение относится к буровой технике, предназначенной для скважин большого диаметра и проходки вертикальных горных выработок различного назначения.

Целью изобретения является повышение надежности агрегата путем увеличения стой- кости шарошечных долот за счет снижения частоты их вращения при одновременном снижении энергоемкости путем увеличения и стабильности крутящего момента.

На фиг. 1 изображен буровой плане- тарный агрегат; общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Буровой планетарный агрегат включает траверсу 1, в которой установлены забойные двигатели 2. На валах 3 двигателей закреплены планетарные долота 4. В тра- верее жестко установлена центральная стойка 5, на которой между двигателями расположены грузы-утяжелители 6.

Двигатели состоят из корпусов 7, в нижней части которых на подшипниках установлены полые пазы 3, а в верхней части корпусов размещены поршневые механизмы в виде поршней 8 со штоками 9. В полых валах установлены втулки 10 с размещенными в них гайками 11, а на выступающем из корпусов участке валов ус- таповлены передаточные элементы 12.

Штоки 9 имеют винтовую нарезку и взаимодействуют с гайками 11, которые совместно со штоками являются преобразователями возвратно-поступательного движения во врап1ательпое. Гайки 11 установлены во втулках 10 с возможностью одностороннего вращения относительно валов, например, за счет выполнения их в виде храпового механизма. Поршни 8 удерживаются от проворота относительно корпусов 7 с помощью фиксаторов 13 проворота, выполненных в ви-

установленной в полом валу 3 двигателя 2. На валах 3 установлены шарошечные долота 4. На траверсе 1 жестко установлена центральная стойка 5, на которой свободно расположены и соединены с ней грузы-утяжелители 6. Они состоят из грузов, ограниченных сверху грузом 14 и снизу плитой 15, выполненной в виде зубчатого колеса, кинематически связанного с валами 3. При перемещении штока 9 вниз по винтовой гайке 11 она начинает вращаться. Вращение от гайки 11 передается на шарошечные долота 4. Вращение от вала 3 передается на грузы 6 через зубчатое колесо. Второй двигатель работает также, но только начало цикла начинается с холостого хода. 1 3. п. ф-лы, 2 ил.

де фигурных направляющих осевого перемещения поршней, например стержней с квадратным сечением. Один конец фиксатора 13 жестко закренлен во внутренней части корпусов 7, а другой - свободно размещен в пазах поршней 8.

Грузы-утяжелители 6 состоят из грузов, ограниченных сверху грузом 14 и снизу плитой 15, кинематически связанной с валами 3 двигателей 2 за счет выполнения ее в виде центрального зубчатого колеса и взаимодействия с передаточными элементами 12 валов в виде сателлитов.

Работа бурового планетарного агрегата осуществляется следующим образом.

Агрегат подвешивают на бурильной колонне и подают по ней рабочий агент к двигателям 2. Рабочий агент.из траверсы 1 по каналам «а попадает в полости цилиндров двигателей. В первом двигателе рабочий агент по каналу «а, межкольцевому пространству «в и каналу «с воздействует на поршень 8 со штоком 9 и перемещает его из верхнего положения в нижнее. При этом закрываются канал «с и выхлопной канал «d и открываются канал «е и выхлопной канал «f. Через каналы «а и «е рабочий агент перемещает порщень 8 со штоком 9 из нижнего положения в верхнее и т. д.

При перемещении штока 9 поршня 8 вниз по винтовой гайке 11 последняя начинает вращаться. Вращение от гайки 11 передается на шарошечные долота 4 через втулку 10 и вал 3. Врашение от вала 3 передается на грузы-утяжелители 6 через передаточные элементы 12 и зубчатое колесо 15.

Второй двигатель работает так же, как и первый, но только начало цикла начинается с холостого хода - с нижнего положения поршня - в верхнее, тогда как у первого двигателя в этот момент времени поршень перемеш,ается с верхнего положения в нижнее. Убедившись во враше- нии долот (породоразрушающих: инструментов), буровой агрегат опускают на забой. Породоразрушающие инструменты на забое врашаются вокруг своих осей и вокруг оси агрегата, производя разрушение пород и соответственно углубку скважины.

Промывочный агент на забой скважины поступает через выхлопной канал «d,гайку 11, полый вал 3 и через дополнительный канал, расположенный в центральной стойке (не показан), и насадку.

Формула изобретения

1. Буровой планетарный агрегат, вклю- чаюший траверсу, жестко связанные с нею корпусами забочные двигатели, на полых валах которых установлены шарошечные долота и грузы-утяжелители, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности агрегата путем увеличения стойкости шарошечных долот за счет снижения частоты их враш,ения при одновременном снижении энергоемкости путем увеличения и стабиль0

ности крутящего момента, он снабжен центральной стойкой, жестко закрепленной на траверсе, на которой свободно размещены грузы-утяжелители, и плитой, соединенной с центральной стойкой, выполненной в виде центрального зубчатого колеса, кинематически связанного с валами вращательных двигателей, а вращательные двигатели выполнены в виде поршневых механизмов с преобразователями возвратно-поступательного движения во вращательное, выполненных с возможностью одностороннего вращения, и фиксаторами проворота.

2.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь возвратно-посту5 нательного движения во вращательное выполнен в виде винтовой пары, состоящей из щтока поршневого механизма с винтовой нарезкой и гайки, установленной в полом валу двигателя.

3.Агрегат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фиксатор поворота выполнен в виде фигурного стержня, один конец которого жестко закреплен во внутренней верхней части корпуса вращательного двигателя, при этом в поршне поршне5 вого механизма выполнен паз, в котором размещен другой конец фигурного стержня с возможностью осевого перемещения.

0

Изобретение относится к буровой технике, предназначенной для скважин большого диаметра и проходки вертикальных горных выработок различного назначения. Целью изобретения является повышение надежности агрегата путем увеличения стойкости шарошечных долот за счет снижения частоты их враш,ения при одновременном снижении энергоемкости путем увеличения и стабильности крутяшего момента. Агре(Л со о Фиг.1

фиг. 2