Подвижный вращатель бурового станка Советский патент 1990 года по МПК E21B3/02 E21B19/86 

жестко связана с центральной ведущей шестерней 9 вибромеханизма, и они зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении, а центральное ведомое колесо 10 жеско связано со шпинделем 4.

Зубчатые венцы колес 9 и 10 наре- заны на волнистых начальных поверхностях. Колеса 9 и 10 взаимодействуют друг с другом через промежуточньй сателлит 11t вал 12 которого размещен в ползуне 13, установленном на прямолинейной направляющей 14 водила 15 с возможностью поступательного перемещения вдоль оси шпинделя. Водило 15 с помощью закрепленного на нем червячного сектора 16, входящего в зацепление с червяком 17, может поворачиваться вокруг оси шпин- деля 4 и быть зафиксированным в нужном положении вследствие того, что червячная передача выполнена самотормозящейся. При этом, если форма волнистой начальной поверхности коле са 9 обеспечивает перемещение-зубчатого колеса 11 вдоль оси шпинделя 4, например, по следующему закону:

5„ cos(Kgw9t + ifg)j , а форма волнистой начальной пове рх- ности колеса 10 обеспечивает его осевое перемещение относительно колеса 11 по этому же закону:

SIB А,Д1 - cos(K(e u,(9t - Cpf0)j то суммарное перемещение колеса 10 и следовательно, шпинделя 4 относительно корпуса 1 происходит по зависимости

Г t П

0

S. 9

Ю ч )J

S п + S 0 - А9 l-cos(K3W9t+ i- Af0 l-cos(K,,, ulft

ю Ло1

1

Wq. W,B -(0)J.

(1)

где Ад амплитуда циклического осевого перемещения колеса 1I относительно колеса 9; амплитуда циклического осевого перемещения колеса 10 относительно колеса 11; угловые скорости колес 9 и 10;

число волн на начальных поверхностях колес 9 и 10; время;

начальное угловое положени колеса 9 относительно корпуса 1;

начальное угловое положени колеса 10 относительно колеса 9, причем в начальном положении гребни и впа

9 Ка, К

ю

t V

Yio

0

5

0

5

0

5

дины волн колес 9 и 10 совпадают. В частном случае, при АО А 10 А, К9 к fo К, шэ UL)O в соответствии с выражением (I) осевые колебания шпинделя 4 отсутствуют при Ч 1о V и происходят с м аксимальной амплитудой 2А при q 0.

Таким образом, диапазон изменения угла поворота водила 15 при регулировании амплитуды осевого перемещения шпинделя 0 - 180°.

Число промежуточных колес 11 должно быть общим делителем чисел К. и

К

fo

и в общем случае может быть больше единицы.

С корпусом 1 вращателя связаны гидроцилиндры 18 осевой подачи. Для свободного осевого поступательного перемещения вращателя и восприятия реактивного крутящего момента при бурении или свинчивании - развинчивании бурильных труб корпус 1 вращателя снабжен роликами 19, охватывающими нэп- равляющие элементы мачты.

Для силового замыкания колес 9, 10 и 11 между водилом и колесом 10 установлена винтовая пружина 20 сжатия.

Подвижньй вращатель для буровых установок вращательно-ударного способа бурения работает следующим образом.

От гидромотора через блок шестерен 5, одно из зубчатых колес 6, зубчатую передачу 7 и 8 вращение передается ведущему колесу 9 вибратора. В результате взаимодействия зубчатых колес 9, 11, 10 шпиндель 4 вместе с колонной бурильных труб получает циклическое винтовое движение относительно корпуса 1 вращателя, которое в сумме с переносным движением осевой подачи, вызванным работой гидроцилиндров 18, обеспечивает процесс бурения.

Амплитуду осевого колебания шпинделя 4 можно регулировать прямо на ходу. Для этого следует рукояткой привести во вращение червяк 17 и повернуть червячный сектор 16 и связанное с ним водило 15 на требуемый угол.

В результате регулировки гребни и впадины волнистых начальных поверхностей колес 9 и 10 смещаются по фазе на требуемый угол cf , что обеспечивает в соответствии с формулой

/ / / / г 6 Ъ ю

19

16 ь 20 Т7 Я

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения. Цель - повышение производительности бурения. Для этого вращатель снабжен вибромеханизмом, выполненным в виде планетарного дифференциала с коническими колесами (К). Ведущее 9 и ведомое 10 центральные К дифференциала имеют зубчатые венцы с нарезкой, выполненной на волнистых начальных поверхностях, и жестко связаны соответственно с ведомой шестерней 8 коробки скоростей и со шпинделем (Ш) 4. Вал 12 сателлита 11 связан посредством ползунов 13 с водилом 15 и Ш 4 и установлен с возможностью перемещения вдоль последних. Водило 15 подпружинено относительно Ш 4 и установлено с возможностью вращения и фиксации относительно последнего. В результате взаимодействия К 9, 10 и сателлита 11 Ш 4 вместе с колонной бурильных труб получает циклическое винтовое движение относительно корпуса 1 вращателя. В сумме с переносным движением осевой подачи, вызванным работой гидроцилиндров 18, винтовое движение обеспечивает процесс бурения. Амплитуду осевого колебания Ш 4 можно регулировать прямо по ходу. В результате регулировки гребни и впадины волнистых поверхностей К 9 и 10 смещаются по фазе. 1 ил.