Устройство для доставки приборов Советский патент 1988 года по МПК E21B47/01 

ны 38, 39, упоры и механизм шарнирного соосного соединения со ступицами 42-44. Двигатели 13, 14 установлены зеркально относительно общей оси соединены между собой механизмом шарнирного соосного соединения и вращаются вокруг этой оси. Колеса 28, 29 насажены на валы 10, 22, на противоположных концах которых установлены колеса 2, 3. Ведущие колеса 26, 27 передач насажены на валы 45, 46 редукторов 15, 16, двигателей 13, 14 к которым прикреплены направляющие 3

35 На маружньрс сторонах последних закреплены направляющие 36, 37 с зунами 38, 39. Колеса 4,5 прикрепле- нй к ползунам 38, 39. Колеса 2, 3 кронштейнами 11, 23 шарнирно соедине- ны с колесами 6,7, А колеса 4, 5 v кронштейнами 24, 25 щарнирно соединены с колесами 6,7. На ступицы колес

2,3 надеты пружины 8,9, присоединенные к упорам и ступицам колес 6,7. Кольцо 19 установлено с возможностью вращения на механизме шарнирного со- осного соединения, при этом к кольцу 19 прикреплен держатель 12. Механизм шарнирного соосного соединения выполнен в виде ступицы 42, в которую {вставлены ступицы 43, 44, к которым прикреплены идентичные узлы. Коль-, цо 19 закреплено на ступице 42. Кронштены 11, 23, 24, 25 выполнены с выступами 47-54 в виде скребков, последние приводят в движение валы 45, 46 и с помощью колес 26-29 начинают вращать приводные колеса 2,3. Вращение колес 2, 3 приводит к вращению поддерживающих колес 6,7 в противоположном направлении, устройство перемещается по скважине. 3 з.п флы, -5 ил.

Изобретение относится к сква- жинной горной технике. Цель - повыше ч 22 / / г 77 Q 7,9 75 П ние надежности доставки приборов в сложных горно-геологических условиях. Устройство содержит шесть колес 2-7 со ступицами, два из которых подпружинены пружинами 8,9, шарнирно прикрепленный к валу 10 кронштейн 11, держатель 12 прибора 1. Устройство имеет два реверсивных двигателя 13; 14 с редукторами 15, 16, привод наклона приборов, содержащий водило 17, колесо 18, кольцо 19, пластины 20, 21. Оно имеет также второй вал 22, три кронштейна 23-25, две пары передач с пересекающимися осямк, состоящими из конических колес 26-29,валов 10, 22 с подшипниками 30-33. Устройство имеет направляющие 34-37, ползу868 ZUl 5г.5 I I i I во S (Л фь 4 1 СП О 00 7 51,53 25 1Z Фиг.1

Изобретение относится к скважин- ной горной технике, а именно к средствам для доставки приборов в скважины, и может быть использовано на шахтах, в геологоразведке, на карьерах и других горных предприятиях для автоматической доставки приборов в скважииы, шпуры, щели, полости в пластах для исследования их состояний или для исследования параметров пластов.

Цель изобретения - повышение надежности поставки приборов в сложных горно-геологических условиях, например в заштыбованных местах сква- жин и других полостях в пластах.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид сверху;(конструкции ступицы вьшолнены условно прозрачными) ; на фиг. 2 - устройство при его перемещении по пласту большой мощности, вид сбоку,- на фиг. 3 - то же, при его перемещении по пласту малой мощности; на фиг. 4 - вид сбоку с линии начала приводной пластины при перемещении устройства по ровной поверхности (когда горизонтали приведенных пластин совпадают)I на фиг. 5 - то же, при перемещении уст

0

0

5

,ройства по неровной поверхности (ког- да одна приводная пластина смещена вниз на угол по отношению к другой приводной пластине,, которая остается в горизонтальном положении).

Устройство для доставки прибора 1 содержит шесть, колес 2-7 со ступицами, два Из которых подпружинены пружинами 8, 9 и шарнирно прикрепленный к валу 10 кронштейн 11, а также держатель 12 прибора 1. Устройство снабжено двумя реверсивными двигателями 13, 14 с редукторами 15, 16, приводом наклона прибора 1, состоящим из водила 17, седьмого колеса 18, кольца 19 и двух приводных пластин 20, 21. Устройство снабжено также вторым валом 22, тремя кронштейнами 23, 24 и 25, двумя парами передач с пересекающимися осями, состоящими из ведущих конических колес 26, 27, ведомых конических колес 28, 29, закрепленных на валах 10, 22 установленных в подшипниках 30-33. Устройство снабжено двумя несущими направляющими 34, 35, двумя направляющими 36, 37. с установленными в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения ползунами 38, 39, двумя упорами

40, 41 и механизмом шарнирного соос- ного соединения, состоящим из цилиндрической соединительной ступицы 42 и двух невьшадающих пустотелых ступиц 43 и 44.

Реверсивные двигатели 13, 14 установлены зеркально относительно общей оси и соединены меяоду собой механизмом шарнирного соосного соединения с возможностью свободного вращения друг относительно друга вдкруг этой оси. На механизме шарнирного соосного соединения закреплен привод наклона приборов.

Ведомые колеса 28, 29 передач насажены на установленные соосно валы 10, 22, на противоположных наружных концах валов 10, 22 установлены первое и второе колеса 2, 3. Ведущие ко-20 цилиндрической соединительной нические колеса 26, 27 передач наса- . ступице 42.

жены на выходные валы 45, 46 редукторов 15, 16 реверсивных двигателей 13, 14. К наружным сторонам реверсивных двигателей 13, 14 прикреплены 25 несущие направляющие 34, 35, шарнир- но соединенные между собой с возможностью свободного вращения друг относительно друга. На наружных с торонах

30

Кронштейны 11, 23, 24 и 25 выполнены с выступами 47-54 в виде скребков со стороны колес 2-7.

Валы 10, 22 установлены на подшипниках 30-33. Вывод 55 прибора и выводы 56, 57 реверсивных двигателей 13, 14 соединены в общий кабель 58, которым устройство соединяется с пуль том упраьления (не показан) оператора.

Направляющие 36, 37 (в виде стержней) закреплены на наружных сторонах несущих направляющих 34, 35 с

несущих направляющих 34, 35 закреплены направляющие 36, 37, каждая из которых выполнена в виде двух стержней, с ползунами 38, 39, способными возвратно-поступательно перемещаться по направляющим 36, 37. Третье и чет-gg помощью накладок 59, 60. Ведуш 1е ко- вертое колеса 4, 5 прикреплены.к пол- нические колеса 26, 27 передач вко- зунам 38, 39. Первое и второе коле- дят в зацепление с ведомыми коничес- са 2, 3 первым и вторым кронштейнами 11, 23 шарнирно соединены с пятым и шестым колесами 6, 7. Третье и чет- 40 вертое колеса 4, 5 третьим и четвертым кронштейнами 24, 25 шарнирно соединены с пятым и шестым колесами 6,7. На ступицы первого и второго колес

кими колесами 28, 29, закрепленными на ведомых валах 10, 22.

Несущие направляющие 34, 35 (с закрепленными на них реверсивными двигателями 13, 14 и приводными пластинами 20, 21) жестко соединены с невыпадающими пустотелыми ступицами

2, 3 надеты цилиндрические, работаю- 45 которые установлены соосно

щие на закручивание, пружины 8,9, первые свободные концы Которых упираются в прикрепленные к несущим направляющим 34, 35 упоры 40, 41, а вторые свободные концы пружин 8, 9 установ- лены в ступицах пятого и шестого колес 6,7.

Привод наклона приборов в устройгг стве выполнен в виде водила 17 со свободно вращающимся седьмым колесом 18 на одном конце и кольцом 19 на другом и двух приводных пластин 20, 21, прикрепленных к внутренним сторонам реверсивньк двигателей 13, 14

:с редукторами 15, 16 с возможностью фрикционного соединения с седьмым колесом 18. Кольцо 19 установлено с возможностью свободного вращения на механизме шарнирного соосного соединений, при этом к кольцу 19 прикреплен держатель 12 прибора 1. Механизм шарнирного соосного соединения выполнен в виде цилиндрической соединительной ступицы 42, в которую с противоположных сторои с возможностью свободного вращения вставлены две невьшадающие пустотелые с.тупицы 43, 44 к которым прикреплены идентичные узлы, установленные зеркально друг к другу, а кольцо 19 привода наклона приборов с возможностью свободного вращения закреплеКронштейны 11, 23, 24 и 25 выполнены с выступами 47-54 в виде скребков со стороны колес 2-7.

Валы 10, 22 установлены на подшипниках 30-33. Вывод 55 прибора и выводы 56, 57 реверсивных двигателей 13, 14 соединены в общий кабель 58, которым устройство соединяется с пультом упраьления (не показан) оператора.

Направляющие 36, 37 (в виде стержней) закреплены на наружных сторонах несущих направляющих 34, 35 с

помощью накладок 59, 60. Ведуш 1е ко- нические колеса 26, 27 передач вко- дят в зацепление с ведомыми коничес-

помощью накладок 59, 60. Ведуш 1е ко- нические колеса 26, 27 передач вко- дят в зацепление с ведомыми коничес-

кими колесами 28, 29, закрепленными на ведомых валах 10, 22.

Несущие направляющие 34, 35 (с закрепленными на них реверсивными двигателями 13, 14 и приводными пластинами 20, 21) жестко соединены с невыпадающими пустотелыми ступицами

и шарнирно соединены друг с другом с возможностью свободного независимого вращения друг относительно друга вокруг общей оси, перпендикулярной осям реверсивных двигателей 13, 14. с редукторами 15, 16. Шарнирное соос- ное соединение навыпадающих пустотелых ступиц 43 и 44 осуществлено в соединительной ступице 42. При этом каждая ступица 43 или 44 (вместе с соответствующими деталями 13, 15, 20, ;26, 34, 45 или 14, 16, 21, 27, 35t 46) может свободно вращаться в соединительной ступице 42, которая, в

свою очередь, может вращаться относи- ные валы 45 и 46 через насаженные на тельно ступиц 43 и 44.них ведущие конические колеса 26 и 27

Первое и второе колеса 2, 3 шар- нирно соединены с пятым и шестым кале- сами 6 и 7 с помощью кронштейнов 11

передают вращение ведомым коническим колесам 28 и 29, которые, в свою очередь, через ведомые валы 10 и 22,

и 23. Колеса 6 и 7 кронштейнами 24 и установленные на подпипниках 30-33,

25 шарнирно соединены с третьим и

четвертым опорными колесами 4 и 5,

вращают приводные колеса 2 и 3, жестко закрепленные на выходных концах и

Пятое и шестое колеса 6 и 7 (поддерживающие колеса) кронштейнами 11, 23, 24, 25 шарнирно соединены с первым и вторым колесами 2 и 3 (приводными колесами) и с третьим и четвертым колесами 4 и 5 (опорные колеса). 5 время разжимают (подпрутшнивают) под- Кроме того, пятое и шестое колеса 6 |держиваницие колеса 6 и 7 вверх по от- и 7 подпружинены кверху. Это обеспе ношению к приводным колесам 2 и 3. чивается работакяцими на скручивание При этом благодаря шарнирному сое- цилиндрическими пружинами 8 и 9. Каж- динению поддерживающих колес 6 и 7 дая из пружин 8 или 9 надета соответ- 20 приводными колесами 2 и 3 через ственно на ступицу колеса 2 или 3.

кронштейны 11 и 23 постоянной длины приводное колесо 2 входит в зацепление (например, фрикционное) с поддерживающим колесом 7, а приводное

Первые свободные концы пружин В и 9 упираются в упоры 40 и 41, а вторые свободные концы пружин упираются в

ступицы колес 6 и 7. При-этом пружи 25 колесо 3 входит в зацепление с подны 8 и 9 все время закручены и с некоторым усилием Р раздпигают в вертикальной плоскости колеса 6 и 7 вверх по отношения) к несущим направляющим 34 и 35. ,

Устройство представляет собой два идентичных узла, в состав первого из которых входят детали 2,5,7,9, 10,11,13,15,20,25,26,28,30,31,34,36,

держивающим колесом 6. Тогда вращение приводных колес 2 и 3 приводит к вращению поддерживающих колес в противоположных направлениях. 30 Если устройство (фиг. 2) попадает в мощный пласт угля (когда расстояние от почвы 61 до кровли 62 пласта больше диаметра приводного колеса и меньше суммы диаметров приводного и

. 38,40,43,45,47,49,51,53,56, в сое- -g поддерживающего колес), то пружина- тав второго узла входят детали 3,4, ми8и9 приводные; колеса 2 и 3 при- 6,8,14,16,21,22,23,24,27,29,32,33, 35,37,39,41,44,46,48,50,52,54,57,60.

Оба узла идентичны,.выполнены зержимаются к почве 61 пласта, а поддерживающие колеса 6 и 7 прижимаются к кровле 62 пласта. В результате ко- кально друг к другу и шарнирно соедн- до леса 2 и 7 справа и колеса 3 и 6 сле- нены между собой с возможностью вра- ва (в виде сверху на фиг. 1) перемещают устройство в пласт в показанном стрелкой направлении (справа налево на фиг. 2) .

щения вокруг горизонтальной оси ступицами 43 и 44 в соединительной ступице 42. Общими деталями для идентичных узлов и привода наклона прибора являются приводные пластины 20 и 21 и соединительная ступица .42,

Устройство работает следующим образом.

При включении реверсивных двигате- gQ лей 13 и 14 (оператор с пульта управления по кабелю 58 через выводы 56 и 57 посыпает на реверсивные двигатели 13 и 14 соответствующий управляющий сигнал) на прямой ход двигатели через редукторы 15 и 16 на выходные валы 45 и 46 передают повьшгенный вращающий момент (так как редукторы 15 и 16 выполнены понижающими). Выход

45,,

Если устройство (фиг. 3) попадает

в маломощный пласт угля (когда расстояние почвы 61 до кровли 62 пласта лишь немногим больше диаметра приводного колеса 2 или 3), то пласт прижимает поддерткивающие колеса 6 и 7 вниз к приводным колесам 2 н 3, сжимая пружины 8 и 9. Устройство перемещается в маломощном пласте при больших усилиях, -прижимающих приводные колеса 2 и 3 к почве 61 и поддерживающие колеса 6 и 7 к кровля 62. Приткимающие усилия в любой момент времени обратно пропорционалыи. мощвращают приводные колеса 2 и 3, жестко закрепленные на выходных концах и

ведомых валов 10 и 22. Направление вращения приводных колес 2 и 3 при прямом ходе устройства показано стрелками на фиг. 2 и 3.

Цилиндрические пружины 8 и 9 все

время разжимают (подпрутшнивают) под- |держиваницие колеса 6 и 7 вверх по от- ношению к приводным колесам 2 и 3. При этом благодаря шарнирному сое- динению поддерживающих колес 6 и 7 приводными колесами 2 и 3 через

кронштейны 11 и 23 постоянной длины приводное колесо 2 входит в зацепление (например, фрикционное) с поддерживающим колесом 7, а приводное

держивающим колесом 6. Тогда вращение приводных колес 2 и 3 приводит к вращению поддерживающих колес в противоположных направлениях. 30 Если устройство (фиг. 2) попадает в мощный пласт угля (когда расстояние от почвы 61 до кровли 62 пласта больше диаметра приводного колеса и меньше суммы диаметров приводного и

,,

Если устройство (фиг. 3) попадает

в маломощный пласт угля (когда расстояние почвы 61 до кровли 62 пласта лишь немногим больше диаметра приводного колеса 2 или 3), то пласт прижимает поддерткивающие колеса 6 и 7 вниз к приводным колесам 2 н 3, сжимая пружины 8 и 9. Устройство перемещается в маломощном пласте при больших усилиях, -прижимающих приводные колеса 2 и 3 к почве 61 и поддерживающие колеса 6 и 7 к кровля 62. Приткимающие усилия в любой момент времени обратно пропорционалыи. мощ

ности пласта (расстоянию от почвы 61 до кровли 62).

Благодаря такой конструкции устройство само (пружинами 8 и 9 и колесами 2, 3 и 6, 7) распирается в пласте и благодаря подпружиненному сцеплению четьфех колес с почвой и кровлей пласта эффективно перемещается в пласте.

Для снятия налипшего на колеса штыба (и мусора) служат скребки 49 и 50 прямого хода И скребки 47 и 48 обратного хода. Благодаря жесткой посадке скребков 47-50 в кронштейнах 1 и 23 скребки постоянно (при любых взаимных шарнирных перемещениях поддерживающих колес 6 и 7 по отношению к приводным колесам 2 и 3) находят- ся на одинаковых требуемых расстояниях от ободов колес 2, 3, 6 и 7 и постоянно снимают с ободов налиппий на них штыб.

При показанном на фиг. 2 движении устройства в пласте скребки 49 и 50, а также скребки 51 и 52 снимают налипший штыб с ободов колес 2,3,6,7 4 и 5. При обратном.к показанному на фиг. 2 перемещении устройства в утрл

ном пласте работают скребки 47, 48, 53зо нительной ступице 42. Вместе с несу53 и 54, которые снимают налипший штыб со всех шести колес устройства. При движении устройства по пласту оно опирается на почву через четыре колеса (приводные колеса 2 и 3 и опорные колеса 4 и 5). Приводные колеса 2 и 3 жестко по отношению к продоль- . ной оси и с возможностью вращения закреплены на несущих направляющих 34 и 35 соответственно, а опорные колеса 4 и 5 ползунами 38 и 39 (которые перемещаются по направляющим 36 и 37 . соответственно) с возможностью возвратно-поступательного перемещения осей колес и вращения колес вокруг осей также прик реплены на несущих направляющих 34 и 35 соответственно. Поэтому каждая из несущих направляю- шдх 34 и 35 в процессе движения уст35

щей направляющей 34 на тот же угол d поворачивается и приводная пластина 20 (см. Фиг. 5). При повороте приводной пластины 20 по отношению к приводной пластине 21 по ним без проскальзьшания катится колесо 18. В результате поворота пластины 20 относительно пластины 21 на угол о и прокатывания по .ним колеса 18 последнее поворачивает водило 17 на угол 0, относительно пластины 21 и на угол d относительно пластины 20. Пос ле поворота колесо смещается в полоч , жение 18, а водило - в положение 17 дс Водило 17 поворачивает кольцо 19 в соединительной ступице 42. На тот же угол (что и водило) поворачиваются держатель 12 и прибор 1 и после пово40

рота занимают положения 12 и 1. Из ройства по пласту в любой момент вре- gQ фиг. 5 с однозначностью следует, что мени устанавливается приблизительно | о, оС и d di (так как

расстояние между пластинами 20 и 21 равно, или немного меньше, диаметру колеса 18, колесо 18 закреплено на водиле 17с возможностью свободного вращения и, кроме того, обод колеса 18 входит в зацепление с внутренними поверхностями пластин 20 и 21 и колесо катится без проскальзывания по

параллельно находящемуся под ней участку почвы пласта, причем опорные колеса 4 и 5 не входят в зацепление с приводными колесами 2 и 3 или с -. поддерживающими колесами 6 и 7 и свободно катятся по почве пласта, поддерживая на себе кони) несущих иа- правпяющих 34 и 35, с прикрепленными

55

.5

10

15

445088

к ним деталями. Если под устройством находится ровный участок почвы пласта, то при перемещении устройства по пласту несущие направляющие в горизонтальной плоскости параллельны друг другу (как показано на фиг. 2, 3 и 4),

Когда под одной из несущих направляющих 34 или 35 почва оказывается искривленной, то направляющая отслеживает этот искривленный макрорельеф почвы. Пусть, например, почва под несущей направляющей 34 в районе опорного колеса 5 оказалась ниже, чем в районе приводного колеса 2, то колесо 5 опускается ниже колеса 2 в углубление почвы. В результате несущая направляющая 34 вместе с прикрепленными к ней деталями поворачивается по отношению к несущей направляющей 35 на угол 0. Это происходит от того, что оба идентичных узла (из

деталей, прикрепленных к несущим на- 25 правляющим 34 и 35 соответственно) шарнирно соединены друг с другом с возможностью свободного в{)ащения относительно друг друга вокруг общей оси с помощью ступиц 43 и 44 в соеди-

20

нительной ступице 42. Вместе с несу

щей направляющей 34 на тот же угол d поворачивается и приводная пластина 20 (см. Фиг. 5). При повороте приводной пластины 20 по отношению к приводной пластине 21 по ним без проскальзьшания катится колесо 18. В результате поворота пластины 20 относительно пластины 21 на угол о и прокатывания по .ним колеса 18 последнее поворачивает водило 17 на угол 0, относительно пластины 21 и на угол d относительно пластины 20. После поворота колесо смещается в полоч , жение 18, а водило - в положение 17. Водило 17 поворачивает кольцо 19 в соединительной ступице 42. На тот же угол (что и водило) поворачиваются держатель 12 и прибор 1 и после пово

рота занимают положения 12 и 1. Из фиг. 5 с однозначностью следует, что о, оС и d di (так как

55

пластинам при их взаимных смещениях). Б результате водило 17 в любой момент времени устанавливается по бис сектрисе угла между осями приводных пластин 20 и 21. Это приводит к тому, что При любых положениях устройства в пласте прибор 1 всегда занимает среднее угловое положение между несущими направляющими 34 и 35 и всегда обеспечивает наиболее достоверную (среднюю) информацию об обстановке в пласте. Это справедливо и при использовании в качестве прибора 1 передающей камеры, и при использовании устройства оптической локации, и при использовании г мма-каротажного прибора и т-.д.

При подаче на реверсивные двигатели сигнала на обратный ход происходит следунэдее. Двигатели 13 и 14 через редукторы 15 и 16 и выходные ва лы 45 и 46 передают вращение ведущим коническим колосам 26 и 27 и ведомым коническим колесам 28 и 29, которые через ведомые валы 10 и 22 вращают приводные колеса 2 и 3 в противоположных к показанным на фиг.2 и 3 направлениях. При этом устройство, как

описано, перемещается по пласту в об- 30 пластах обеспечивается осмотр прибо- ратном к показанному на фиг, 2 и 3 ром (телевизионной передающей каме- направлении. Приводные колес.а 2 и 3 рой) состояния выработок и горного очищаются от штыба скребками 47 и 48,; оборудования, поддерживающие колеса 6 и 7 очищают-

35 Ф о р м у л а

40

ся от штыба скребками 53 и 54 и 47 и 48, а опорные колеса 4 и 5 очищаются скребками 53 и 54.

Дпя повьппения эффективности работы устройства за счет обеспечения одновременного распора в пласте каждого из идентичных узлов, за счет прижима узлов к неровностям почвы пласта и за счет поддержания в среднем положении прибора существенны как идентичные выполнения двух узлов с прижимающимися к кровле И почве приводными и поддерживающими колесами, так и зеркальное расположение по отношению друг к другу иден- тичных узлов шарнирное соединение Уз- gg лов на общей горизонтальной оси, а также выполнение привода наклона прибора от смещений друг относительно друга идентичных узлов с помощью их приводных пластин через колесо 18, водило 17, кольцо 19 в соединительной ступице 42 и держатель 12 прибора 1. Эта совокупность признаков сообщнпа устройству новое качеизобретения

55

ство - перемещение прибора в тонких крутых пластах с неровностями в почве и кровле при сохранении среднего

осевого положения прибора относительно пласта с учетом неровностей поверхности почвы и кровли пласта.

Технические преимущества устройства по сравнению с базовым объектом

следующие: обеспечивается работа устройства в отверстиях любого отличного от круглого профиля (щели, тонкие и крутые выработки в шахтах, полости в пластах и т.д.), а также в искривленных скважинах и шпурах; обеспечиваются дистанционные повороты устройства направо и налево от продольной оси в отличных ot круглого профиля отверстиях, а также дистанционное управление движением устройства вперед и назад без приложения к устройству внешней силы (базовый объект движется под действием нагнетаемого воздуха) с обеспечением постоянных тяговых усилий туда и обратно.

При этом за счет расширения области применения благодаря использованию устройства в щелях и тонких

изобретения

25 2V

i

фиг. 2

1 i2

47

Фие.

20

. S

Фие.З