Гидропривод буровой установки Советский патент 1989 года по МПК E21B19/00 E21B19/08 

28 и 32 механизма 5 - соответственно с подводами 29 и 33 механизма 6. Отвод 32 сообщен с полостью 31 ГЦП 4. Подводы 22 и 25 механизма 7 сообщены соответственно с второй напорной 19 и сливной 23 магистралями, а отводы 34 и 38 - с полостями 31 и 37 ГЦП 4. Подвод, отвод и полость управления 35 клапана ё сообщены соответственно с отводом 39 механизма

6 и полостями 37 и 31 ГЦП 4. Регулятор 11 связан с второй напорной магистралью 19 и выполнен в виде

электроуправляемого переливного клапана. При управлении клапаном регулятора 11 и механизма 7 от микропроцес сорной системы можно автоматически изменять как величину усилия развиваемого. ГЦП 4, так и его направление. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидроприводу буровых установок. Буровая установка обладает повышенной производительностью при снижении утомляемости оператора за счет обеспечения автоматического управления подачей. Гидропривод буровой установки содержит гидроцилиндры подачи /ГЦП/ 4, первый 5, второй 6 и электроуправляемый 7 распределительные механизмы, управляемый обратный клапан 8 и регулятор 11 усилия подачи. Подводы 18 и 24 механизма 5 сообщены соответственно с первой напорной 16 и сливной 23 магистралями. Отводы 28 и 32 механизма 5 сообщены соответственно с подводами 29 и 33 механизма 6. Отвод 32 сообщен с полостью 31 ГЦП 4. Подводы 22 и 25 механизма 7 сообщены соответственно с второй напорной 19 и сливной 23 магистралями, а отводы 34 и 38 - с полостями 31 и 37 ГЦП 4. Подвод, отвод и полость управления 35 клапана 8 сообщены соответственно с отводом 39 механизма 6 и полостями 37 и 31 ГЦП 4. Регулятор 11 связан с второй напорной магистралью 19 и выполнен в виде электроуправляемого переливного клапана. При управлении клапаном регулятора 11 и механизма 7 от микропроцессорной системы можно автоматически изменять как величину усилия развиваемого ГЦП 4, так и его направление. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно к гидроприводу буровых установок.

Цель изобретения - повышение производительности установки за счет обеспечения автоматического управления подачей.

На чертеже представлена функциональная схема гидропривода.

Гидравлический привод буровой установки содержит насос 1 для выполнения спуско-подъемных операций,насос 2 для обеспечения подачи, бак 3, гидроцилиндр 4 двухстороннего действия для привода механизма подачи, первый и второй распределительные механизмы 5 и 6 с ручным управлением, электроуправляемый распределительный механизм 7 с электромагнитным управлением управляемый обратный клапан 8, предохранительно-переливной клапан 9 непрямого действия с каналом 10 дистанционного управления, регулятор усилия подачи, выполненный в виде переливного клапана 1 1 с.пропорциональным электроуп- равленйем, предохранительный клапан 12, регулируемый дроссель 13, обратные клапаны 14 и 15.

Гидравлический привод содержит также первую напорную магистраль 16, соединяющую насос 1 с подводом 17 предохранительного переливного клапана 9 и через обратный клапан 14 с подводом 18 распределительного механизма 5, вторую напорную.магистраль 19, соединяющую насос 2 с подводом 20 предохранительного клапана 12, с подводом 21 переливного клапана 11 и ерез обратный клапан 15 с подводом 22 распределительного механизма 7, сливную магистраль 23, соединяющую подвод 24 распределительного механизма 5 и подвод 25 распределительного механизма 7 с баком 3, и гидролинию 26, соединяющую канал 10 через дроссель 13 с баком 3. Кроме того,гидропривод содержит

0 гидролинию 27, соединяющую рабочий отвод 28 распределительного механизма 5 с подводом 29 распределительно- го механизма 6, гидролинию 30, соединяющую поршневую полость 31 гид5 роципиндра 4 с рабочим отводом 32 распределительного механизма 5, с подводом 33 распределительного механизма 6, с рабочим отводом 34 распределительного механизма 7 и каме0 рой 35 управления управляемого обратного клапана 8, гидролинию 36, соединяющую штоковую полость 37 гидроцилиндра 4 с рабочим отводом 38 распределительного механизма 7

5 и через управляемый обратный клапан 8 с рабочим отводом 39 распределительного механизма 6. Подвод и отвод обратного клапана 8 сообщены соответственно с отводом 39 и по0 лостью 37. Распределительный ме- ханиз 5 вьтолнён таким образом, что :в среднем положении соединяет подводы 18, 24 и рабочие отводы 28, 32 между собой.

5

Пздропривод работает, следующим образом.

В исходном положении, когда насосы не работаютj все элементы гидро-« и привода занимают положение, изображенное на чертеже, причем электромагнит переливного клапана 11 обесточен. .

При включении насосов рабочая жидкость нагнетается насосом 1 через обратный клапан 14 и распределительный механизм 5, а рабочая жидкость, нагнетаемая насосом 2, через .переливной клапан 11 поступает в бак.При

этом в напорных магистралях 16 и 19 устанавливается минимальное давление.

При бурении, а также при медленном подъеме и опускании распределительные механизмы 5 и 6 устанавливаются в левую позицию, а дроссель 13 открывается полностью. В напорной гидролинии 17 при этом устанавливается давление, определяемое настройкой основной пружины предохранительного клапана 9. Это давление несколько превьшает минимальное давление полной разгрузки насоса 1 (средняя позиция распределительного механизма 5) .

При бурении с нагрузкой, необходимом в том случае, когда вес .колонны бурильных труб меньше требуемого осевого усилия на инструмент,а также при медленном опускании рабочего инструмента распределительный механизм 7 устанавливается в левую позицию. При этом штоковая полость 37 гидроцилиндра 4 через гидролинию 36 и распределительный механизм 7 соединяется с напорной магистралью 19 насоса 2, а поршневая полость 31 через гидролинию 30, распределительный механизм 7 и сливную магистраль 23 - с баком 3. При бурении на элек- тромагнит переливного клапана 11 подается электрический сигнал, в соответствии с которым устанавливается давление в напорной магистрали 19, а следовательно, ив штоковой полости 37 гидроцилиндра 4. Усилие на штоке гидррщшиндра 4, создаваемое этим давлением, сзтмируясь с весом колонны бурильных труб, создает требуемое осевое усилие на инструмент.

При бурении, когда вес колонны равен требуемому осевому усилию на инструмент, а также при медленном опускании электромагнит переливного клапана 11 обесточивается, в напорной магистрали 19 и штоковой полости 37 гвдроцилиндра 4 устанавливается минимальное давление. Колонна бурильных труб с рабочим инструментом движется вниз под собственным весом. Насос 2 лишь подпитывает што- ковую полость 37.

При бурении с разгрузкой, необходимом в том случае, когда вес коонны бурильных труб больше требуемого осевого усилия на инструмента, а также при медленном подъеме аспределительный механизм 7 пере0

0

5

ключается в правую позицию. При этом поршневая полость 31 гкдрохщлиндра 4 через гндролинию 30 и распределительный механизм 7 соединяется с напорной магистралью 19 насоса 2, а штоковая полость 37 через гидролинию 36, распределительный механизм 7 и сливную магистраль 23 - с баком 3. При бурении на электромагнит переливного клапана 11 подается электрический сигнал, в соответствии с которым устанавливается давление в напорной магистрали 19 с насоса 2 и поршневой полости 31 гидроцилиндра 4. Усилие на штоке гидродилиндра 4, создаваемое этим давлением, вычитаясь из веса колон- нь бурильных труб, создает требуемое осевое усилие на инструменте. При медленном подъеме колонны бурильных труб с рабочим инструментом на электромагнит переливного клапана 11 подается электрический сигнал, в соответствии с которым в поршневой полости 31 гидроцилиндра 4 устанавливается давление, позволяющее создать на штоке усилие, преёышаю- щее вес колонны. Изменяя ток в обмотке пропорционального электромаг- .нита переливного клапана 11, можно регулировать скорость подъема.

При управлении переливным клапаном 11 и распределительным механизмом 7 от бортовой микропроцессорной системы в процессе бурения можно автоматически менять как осевое усилие на инструменте, так и режим бурения (с нагрузкой либо разгруз- -кой). При нормальном и быстр ом подъеме, а также при нормальном и быстром опускании рабочего инструмента распределительный механизм 7 устанавливается в среднюю позицию, электромагнит переливного клапана 11 обесточивается, и в напорной гидролинии 19 насоса 2 устанавливается минимальное давление. I

0 При нормальном и быстром подъеме рабочего инструмента дроссель 13 прикрьюается,

При нормальном подъеме распределительные механизмь 5 и 6 устанавливаются в левую позицию. Поршневая полость 31 гидроцилиндра 4 и камера 35 управления управляемого обратного клапана 8 через гидролинию 30 и распределительный механизм 5„ соеди

0

5

0

5

5

1НЯЮТСЯ с напорной магистралью .16 насоса t, а штоковая полость 37 через гидролинию 36, управляемый обратный клапан 8, гидролинию 39, распределительный механизм 6, гидролинию 27,- распределительный механизм 5, сливную магистраль 23 - с баком 3. Скорость подъема рабочего оборудования регулируется дросселем 13.

При быстром подъеме распределительный механизм 5 устанавливается в левую позицию, а распределительный механизм 6 - в правую. Поршневая полость 31 гидроцилиндра 4 через гидролинию 30 и распределительньй механизм 5 соединяется с дапорной магистралью 16, а через распределительный механизм 6 гидролинию 39, управляемый обратный клапан 8 и гидро- /1ШШЮ 36 1- со штоковой полостью 37, Таким образом осуществляется дифференциальное подключение гидроцилиндра 4. В поршневую полость 31 поступает как рабочая жидкость нагнетаемая насосом, так и рабочая жид- кость, вытесняемая из штоковой полости 37.Скорость подъема рабочего оборудования также регулируется дросселем 13.

При нормальном опускании бурильной -колонны распределительный механизм 5 устанавливается в правую позицию, распределительньй механизм 6 - в левую, дроссель 13 открывается полностью. Напорная магистраль 16, в которой устанавливается низкое давление, через распределительный механизм 5, гидролинию 27, распределительный механизм 6, гидролинию 39, управляемый обратный клапан 8, гидролинию 36 соединяется со штоковой полостью 37 гидродилиндра 4, а поршневая полость через гидролинию 30, распределительный механизм 5, магистраль 23 соединяется с баком 3. Колонна бурильных труб опускается под собственным весом. Насос 1 подпитывает поршневую полость 37.

При быстром опускании рабочего инструмента распределительньй меха-

10

15

20

25

30

35

40

45

зицию и в напорной магистрали 16 устанавливается минимальное давление. Распределительный механизм 6 устанавливается в правую позицию. Поршневая полость 31 гидрощшиндра 4 через гидролинию 30, распределитель- ный механизм 5 и гидролинию 6 соединяется со сливом, а через гидролинию 30, распределительньй механизм 6, гидролинию 39, управляемьй обрат- ньй клапад 8 и гидролинию 36 - со штоковой полостью 37. Таким образом осуществляется дифференциальное подключение гидроцилиндра 4, Рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости ЗТ, поступает как s бак 3, так и в штоковую полость 37. Формул аиз об р е т е ния

.управления подачей, гидропривод снабжен управляемым обратным клапаном и электроуправляемым распределительным механизмом, подводы которого сообщены соответственно с второй напорной и сливной магистралями, а отводы - с полостями гидроцилиндра, причем подвод, отвод и полость управления управляемого обратного клапана сообщены соответственно с отводом второго распределительного механизма, штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра.

2,Гидропривод поп,1, отли- .чающийся тем, что регулятор

усилия подачи выполнен в виде злекнизм 5 устанавливается в среднюю по- 50 трозшравляемого переливного клапана. Редактор Н.Гунько

Составитель Е,Столбцов Техред М.Дидык

Корректор М.Шароши

0

5

0

5

0

5

зицию и в напорной магистрали 16 устанавливается минимальное давление. Распределительный механизм 6 устанавливается в правую позицию. Поршневая полость 31 гидрощшиндра 4 через гидролинию 30, распределитель- ный механизм 5 и гидролинию 6 соединяется со сливом, а через гидролинию 30, распределительньй механизм 6, гидролинию 39, управляемьй обрат- ньй клапад 8 и гидролинию 36 - со штоковой полостью 37. Таким образом осуществляется дифференциальное подключение гидроцилиндра 4, Рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости ЗТ, поступает как s бак 3, так и в штоковую полость 37. Формул аиз об р е т е ния

.управления подачей, гидропривод снабжен управляемым обратным клапаном и электроуправляемым распределительным механизмом, подводы которого сообщены соответственно с второй напорной и сливной магистралями, а отводы - с полостями гидроцилиндра, причем подвод, отвод и полость управления управляемого обратного клапана сообщены соответственно с отводом второго распределительного механизма, штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра.

2,Гидропривод поп,1, отли- .чающийся тем, что регулятор

усилия подачи выполнен в виде злекшравляемого переливн

Корректор М.Шароши