Гидропривод бурильной машины Советский патент 1987 года по МПК E21B19/86 E21B3/02 E21B44/02 

делитель ГЦ 17. Они сообщены магистралями 21,22 соответственно с ГЦ 17 и Г 16. Сервоцилиндрь 23, 28 имеют направленные навстречу друг другу штоки 37, 38. Шток 37 имеет кулачок 24, а шток 38 - конечный выключатель 29, контакты которого размещены в цепи реле 36 времени и электромагнита (ЭМ) .9 включения подъема. Одна из рабочих полостей каждого сервоцилиндра 23, 28 сообщена с магистралью 21, сообщающей полость 18 с распределиИзобретение относится к горной промышленности, в частности к гидроприводам бурильных машин цикличного действия, предназначенных дпя образования скважин в породах средней крепости и грунтах.

целью изобретения является повышение производительности машины за счет автоматизации и снижения непроиз водительных потерь времени на продессах обратного хода нагруженного грунтом бура, разброса грунта и возврата бура к скважине.

На фин.1 показана принципиальная гидравлическая схема гидропривода бурильной машины на - позиции штоков сервоцилиндров соответственно при максимсшьном, минимальном давлении в магистрали н в момент ера батывания концевого выключателя; на фиг.5 - принципиальная электрическая схема основных элементов гидроприво-- Да.

Гидропривод бурильной машины содержит гидробак 1, насос 2, предохранительно-разгрузочный клапан 3 с электромагнитом 4 редукционный клапан 5, регулятор 6 мощности, распре-- делитель 7 с электромагнитами 8 и 9 выключения и включения подъема соответственно, распределитель 10 с электромагнитами 11 и 12,, распределитель 13 с электромагнитом 14, гидроклапан 15 давления, гидромотор 16 вращателя гидроцилиндр 17 подачи с полостями 18 и 19 подъема и опускания соответственно, обратный клапан 20, магистраль

телем 7. При бурении и включении ЭМ 4, 8, 11 поток рабочей жидкости поступает в полость 19 опускания ГЦ 17 и в Г16. Происходит вращение бура, а при его подъеме с грунтом - выдвижение штока 38. На поверхности он касается кулачка 24, обеспечивая в итоге обесточивание ЭМ 9. Далее происходит вращение бура по разбросу грунта на поверхности земпи и последующая его подача и вращение. Цикл повторяется. 5 ил.

5.

-

0

0

35

21 подъема, магистраль 22 опускания, сервоцилиндр 23 с кулачком 24, полостями 25 и 26 и пружиной 27, сервоцилиндр 28 с концевым выключателем 29 (например5 электровыключателем), полостями 30 и 31 и пружиной 32, дроссель 33 обратный клапан 34, фильтр 35 и реле 36 времени.

Кулачок 24 расположен на штоке 37 сервоцилиндра 23, а выключатель 29- на штоке 38 сервоцилиндра 28, причем контакты 39 выключателя 29 расположены в цепи 40 (фиг.5) реле 36 времени и цепи 41 электромагнита 9 включения подъема (буквами КРВ обозначены контакты реле 36 времени),

Распределитель 7 служит для управления гидроцилиндром 17 подачи, а распределитель 10 для управления гидромотором 16 вращателя. Редукционный клапан 5 предназначен для изменения усилия подачи,и пропускает рабочую жидкость только в одном направлении, используемом при опускании бура,, а обратный клапан 20 - для пропуска потока параллельно редукционному клапану 5 при подъеме бура.

Регулятор 6 мощности представляет собой гвдроцилиндр с- подпружиненным штоком, поршневая полость которого соединена с напорной магистралью насоса 2j и управляет работой редукционного клапана 5. Чем меньше давление в напорной магистрали насоса 2, тем на меньший перепад давления настраивается редукционный клапан 5,, и соотвётс твенно с большим усилием

идет подача при бурении скважины. Шток гидроцилиндра 17 подачи закреплен неподвижно, а гильза совершает врзвратно-поступательное и вращательное движения.

В штоке гидроцилиндра 17 имеются два канала дан прохода рабочей жидкости в полости 18 и 19.

Бур установлен на торце гильзы, которая имеет квадратное сечение по наружному периметру. Гильза пропущена через шестерню редуктора-вращателя для передачи крутящего момента от ва- ла гидромотора 16,который установлен на том же редукторе-вращателе.

Распределитель 13 предназначен для подачи давления в камеру управления гидроклапаном 15 давления.

Цри выключенном электромагните 14 распределитель 13 пepJeдaeт давление от магистрали 22, что обеспечивает начало вращения гидромотора 16 при внедрении бура в грунт (при повьшении давления в полости 19). При включенном электромагните 14 распределитель 13 передает давление от напорной магистрали насоса 2,.что обеспечивает вращение вала гдиромотора 16 вне зависимости от подачи (например, при разработке вынутого из скважины грунта) .

. СервоцилиНдры 23 и 28 предастав- ляют собой гидроцилиндры двустороннего действия с управлением от давления в магистрали 21 и от действия пружин 27 и 32. В сервоцилиндре 23 пружина .27 расположена в штоковой полости 25 и имеет небольшое усилие, достаточное для перемещения поршня

со штоком 37. г

В полости 26 установлены дроссель 33 и обратный клапан 34, которые подключены к магистрали 21. Полость 25 соединена со сливом. В сервоцилиндре 28 пружина 32 расположена в поршневой полости 30 и в ее установочном положении, при выдвинутом штоке 38, создает усилие, преобразованное з давление, несколько Превьш1ающее давление в магистрали 21 в период подъема шнека с грунтом над поверхностью земли. Оба сервоцилиндра 23 и 28 рас- положеные конструктивно напротив друг друга с соблюдением зазора д (фиг.2) между штоками 37 и 38 при наибольшем давлении в магистрали 21.

Дроссель 33 предназначен для регулирования скорости выдвижения штока

1

328508 38

с концевым выключателем 29. Настройкой дросселя 33 регулируется длительность времени полного выхода буg ра с .грунтом из скважины, что необходимо для более эффективного разброса земли вокруг пробуренной скважины. Обратный клапан 34 предназначен для пропуска потока в обратном нап10 равлении.

Реле 36 времени необходимо для регулирования времени разброса, что обусловлено различной прилипаемостью грунта к шнеку бура. Реле 36 времени

15 наст1)аивает оператор для данной местности в зависимости от свойств породы, наличия влаги и других параметров.

Гидропривод бурильной машины, рабо20 тает следующим образом.

В статическом положении (при ней- тральных позициях распределителей 7 и 10, т.е. при обесточенных всех электромагнитах) насос 2 нагнетает

25 рабочую жидкость через клапан 3 и фильтр 35 в гидробак 1. Гидромотор 16 и гидроцилиндр 17 подачи отключены. Шток 37 с кулачком 24 сервоцилиндра 23 втянут, а шток 38 с выключа30 телем 29 сервоцилиндра 28 вьщвинут (фиг.З). Шток регулятора 6 мощности втянут и редукционный клапан 5 настроен на наименьший допустимый перепад давления, при-котором на выходе

2 имеется наибольшее допустимое давление из условия прочности штока гидроцилиндра 17 подачи, а также усилие, не превьш1акщее массу машины (из усло- вия ее устойчивости).

40 При бурении включаются электромагниты 4,8 и 11. Поток рабочей жидкости делится и поступает через распределитель 7, редукционный клапан 5 по магистрали 22 в полость 19, а также

45 через распределитель 10 и гидрокпа- пан 15 давления в гидромотор 16..

При соприкосновении бура с грунтом давление в магистрали 22 открывает гидроклапан 15 давления и поток

50 поступает к гидромотору 16. Происходит подача и вращение бура. Давление от магистрали 22 передается также . к регулятору 6 мощности, который управляет редукционным клапаном 5,

55 обеспечивая оптимальное усилие поДа- чи в зависимости от крутящего момента на буре.

При бурении сливное давление от магистрали 21 распространяется в полости 26 и 31. Оно определяется соп ротивлением в фильтре 35 (т,е.достаточно небольшое). Штоки 37 и 38 сер- воцилиндров 23 и 28 занимают позиции в соответствии с фиг.З.

При подъеме бура с грунтом давле- ние в магистрали 21 возрастает до максимального, что обусловливает одновременное полное вьщвижениё штока

37с кулачком 24 и втягивание штока

38с выключателем 29„

Гидропривод бурильной машины, включающий гидроцилиндр подачи с полостью подъема5 гидромотор вращателя, распределитель гидроцилиндра подачи с элект-- ромагнитом включения подъема и распределитель гидромотора вращателя, сообщенные магистралями соответственПри приближении бура с грунтом к поверхности земли давление в магистр-али 21 снижается и шток 38 с выклю- 15 но с гидроцилиндром подачи и гидромо- чателем 29 под действием пружины 32 тором вращатепя, концевой выключатель

и реле времени, о-тличающи й- с я тем, что, с целью повышения производительности машины за счет автовыдвигается. Шток 38 с кулачком 24 остается в прежней позиции - в выдвинутом положений. При выходе на поверхность земли давление в магистрали 21 20 матизации и снижения непроизводитель- резко снижается, шток 38 выдвигается ных потерь времени на процессах обрат- и касается кулачка 24. Происходит кого хода нагруженного грунтом бура, срабатывание выключателя 29. При этом разброса грунта и возврата бура к обесточивается электромагнит 9 вклю- скважине, гидропривод снабжен серво- чения подъема и включается реле 36 25 цилиндрами со штоками, которые направ- времени, которое контактом КРВ (фиг лены навстречу друг другу, причем 5) включает электромагниты 4, 11 и 14. шток одного.из сервоциляндров имеет.

Происходит работа гидромотора 16 - вращение, бура по разбросу грунта на поверхность земли вокруг сквалсиньь Далее реле 36 времени производит останов вращерия, т.е. отключает элек- тромагнит 14 и включает контактом КРВ- (фиг.5) электромагнит 8, Происходит подача и вращение бура. Цикл работы повторяется.

Гидропривод имеет регулировку, При изменении зазора за счет перемещения одного из сервоцилиндров 23 и 28 осуществляется настройка автома- 5 тики на оптимальные условия в зависимости от свойств грунта.

Формула изобретен

Гидропривод бурильной машины, включающий гидроцилиндр подачи с полостью подъема5 гидромотор вращателя, распределитель гидроцилиндра подачи с элект-- ромагнитом включения подъема и распределитель гидромотора вращателя, сообщенные магистралями соответственfO

15 но с гидроцилиндром подачи и гидромо- тором вращатепя, концевой выключатель

кулачок, а на штоке другого сервоци- линдра размещен конечный выключатель,

30 Контакты которого расположены в цепи реле времени и электромагнита включения подъема, при этом одна из рабочих полостей каж,цого сервоцилиндра сообщена с магистралью, соединяющей

35 полость подъема гидроципиндра подачи с его распределителем.

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить производительность машины за счет автомати зации и снижершя непроизводительных потерь времени на процессах обратного хода нагруженного грунтом бура, разброса грунта и возврата бура к скважине. Гидропривод включает гидроцилиндр (ГЦ) 17 подачи с полостью 18 подъема, гидромотор (Г) 16 вращателя, распрег гб а & (Л Фиг.1

30

зг

21

..7 Р 26

I/

аг. 2

Фиг.

(риг. 5