Гидропривод бурового станка Советский патент 1989 года по МПК E21B44/02 E21B19/86 

t

Изобретение относится к горной промыш- eHHOCTH в частности к гидросистемам, спользуемым в буровых устройствах вращаельного бурения.

Цель изобретения повышение на-

j Lt;jiij г 1 -----ежности работы гидропривода при одноременном расширении диапазона регулироания связи усилия подачи с моментом ращения и снижении вероятности заклиивания бурового инструмента при бурении ород с различными физико-механическими ш арактеристиками.

На чертеже показана схема гидроприода.

Гидропривод бурового станка состоит из гидромотора 1 вращения, спаренных гидро- д цилиндров 2 подачи на забой буровой штанги 3 с режущим инструментом гидронасоса 4 постоянной производительности. Гидропривод также снабжен регулируемыми дросселями 5 и 6, регулятором i потока, многопозиционным распределителем 20 8 предохранительным клапаном 9, фильтрами 10 и 11, предохранительным клапаном 12 для защиты фильтра 11, гидроемкостью 13. В рабочем режиме при первой позиции 14 гидрораспределителя 8 гид- 5 ронасос 4 приводит в действие гидромотор 1 вращения буровой щтанги 3 через конический редуктор 15. Параллельно гидромотору 1 подключены штоковыми рабочими полостями 16 спаренные гидроцилиндры 2 с напорной гидролинией насоса. Штоковые о полости 16 гидроцилиндров 2 подключены к гидромотору 1 через регулируемый гидродроссель 5. Параллельно поршневым рабочим полостям 17 гидроцилиндров 2 включен регулируемый дроссель 6, а параллельно нагнетательной гидролинии 18 35 гидромотора 1 вк-лючен регулятор 7 потока. Вход 19 регулятора 7 потока подсоединен к гидролинии 18, а выход 20 регулятора 7 - к сливной гидролинии 21. Рабочие полости 22 и 23 гидромотора подсоединены соответственно гидролиниями 18 и 24 к гидрораспределителю 8.

Гидропривод работает следующим образом.

При включении в работу гидронасоса 4 постоянной производительности при нахож- 45 дении распределителя 8 в первой позиции 14 к. напорной линии 18 гидромотора подается рабочая жидкость в зависимости от необходимого режима бурения. Гидросопротивление регулятора 7 потока устанавливается на величину, реобход имую и 50 достаточную для создания на буровой штанге 3 соответствующего момента вращения. Так как контакт рабочего инструмента штанги 3 с забоем буровой скважины в начальный момент работы привода отсут- ствует, а значит, отсутствует и момент сопротивления на щтанге 3, то гидросопротивление гидромотора 1 меньше гидросопротивления регулятора 7 потока. Это

п

5 0

приводит к тому, что расход рабочей жидкости через гидромотор 1 больше расхода через регулятор 7. Часть рабочей жидкости, равная разности действительного расхода его, через гидромотор 1 и гидродроссель 6 поступает в поршневые полости 17 гидроцилиндров 2 подачи. Штоки 25 гидроцилиндров 2 подачи перемещаются в направлении к забою. По мере внедрения рабочего органа штанги 3 в породу возрастает момент сопротивления. При достижении моментом сопротивления величины, соответствующей заданной, при которой гидросопротивление гидромотора 1 соответствует установленному гидросопротивлению регулятора 7 потока, для гидроцилиндров 2 подачи наступает период гидродинамического равновесия. Этот период характеризуется тем, что штоки 25 гидроцилиндров 2 подачи нагружены определенным усилием подачи, создаваемым давлением рабочей жидкости в поршневых полостях 17, и тем, что это усилие уравновешено усилием, создаваемым давлением масла в штоковых полостях 16 гидроцилиндров 2 подачи и моментом сопротивления вращению, воспринимаемым вертикальной подачей. Следовательно, период динамического равновесия будет соответствовать определенному моменту сопротивления на рабочем инструменте, т. е. соответствующему режиму работы.

При нарушении динамического равновесия, например, из-за увеличения момента сопротивления на рабочем инструменте вследствие увеличения крепости разрушаемой породы, инструмент посредством механизма подачи выводится из этой зоны до тех пор, пока не наступает динамическое равновесие.

Таким образом, при работе бурового станка происходит автоматическое слежение за работой режущего инструмента в функции изменения свойств разрушаемых

пород.

В случае заклинивания инструмента (остановка вала гидромотора 1) подача рабочей жидкости в поршневые полости 17 гидроцилиндров 2 подачи прекращается, нарушается динамическое равновесие и штоки 25 перемещаются под действием потока рабочей жидкости, подаваемого в штоковые полости 17. Благодаря такому гидроприводу, заклинивание рабочего органа и выход его из строя исключаются.

Позиции.26 и 27 гидрораспределителя 8 служат для выполнения маневровых операций, т. е. подвода к забою и отвода от него рабочего инструмента, наращивания бурового става.

Формула изобретения

Гидропривод бурового станка, включающий гидронасос постоянной производительности, гидромотор вращения и гидроцилиндр подачи буровой штанги с параллельно подсоединенными к напорной магистрали насоса одной из рабочих полостей гидроцилиндра подачи и одной из ра; бочих полостей гидромотора вращения, мно- гопозиционный гидрораспределитель с гидролиниями, подсоединенными к рабочим полостям гидромотора вращения и гидроцилиндра подачи, регулятор потока с входом, подсоединенным к гидролинии между гидрораспределителем и одной из рабочих полостей гидромотора вращения, регулируемые дроссели и сливные гидролинии, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы гидропривода при одновременном расщирении диапазона регулиро- вания связи усилия подачи с моментом вращения и снижения вероятности заклинивания бурового инструмента при бурении пород с различными физико-механическими характеристиками, параллельное сообщение напорной магистрали насоса с одной из рабочих полостей гидроцилиндра подачи и с одной из рабочих полостей гидромотора вращения выполнено в одной из позиций гидрораспределителя, причем к гидролинии, сообщающей гидрораспределитель и другую из рабочих полостей гидроцилиндра подачи, подключена сливная гидролиния, в которой расположен один из регулируемых дросселей, а другой из регулируемых дросселей установлен в гидролинии, связывающей гидрораспределитель и одну из рабочих полостей гидроцилиндра подачи, при этом выход регулятора потока подсоединен к сливной гидролинии.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидросистемам, используемым в буровых у стр-вах. Цель - повышение надежности работы гидропривода при одновременном расширении диапазона регулирования связи усилия подачи с моменто.м враш,ения и снижении вероятности заклинивания бурового инструмента при бурении пород с различными физико-механическими характеристиками. Гидропривод бурового станка включает гидромотор (ГМ) 1 вращения, гидронасос 4 и спаренные гидроцилиндры (ГЦ) 12 подачи на забой буровой штанги 3 с режущим инструментом и многопозиционный гидрораспределитель (ГР) 8. Штоковые полости 16 ГЦ 12 подключены к ГМ 1 через регулируемый дроссель 5. Параллельно поршневым полостям 17 ГЦ 12 включен регулируемый дроссель 6, а параллельно нагнетательной гидролинии IS ГМ 1 - регулятор 7 потока. Вход 19 регулятора 7 потока подсоединен к гидролинии 18, а выход 20 - к сливной гидролинии 21. Рабочие полости 22 и 23 ГМ I подсоединены к ГР 8 гидролиниями 18 и 24. В рабочем положении при первой позиции 14 ГР 8 гидронасос 4 приводит в действие ГЛ 1 враш.ения буровой Ш1анги 3 через конический редуктор 15. Позициями 26 и 27 обозначены устройства для выполнения маневровых операций. В зависимости от усилия на рабочем инструменте буровой штанги 3 осуществляется перемещение штоков 25 ГЦ Г2. Гил. 3 (Л