Устройство для ударного бурения скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B1/04 

превышающей ширину шпонки на валу 11, С Ш 10 может взаимодействовать Ш 8. С Ш 13 может взаимодействовать Ш 9. С Б 12 связан канат 30 с буровым инструментом. На Б 12 закреплен электрический тормозной механизм (тормоз) 29, оснащенный дат- чиком натяжения каната 30. Ш 13 тормозится тормозным приспособлением ,на опоре 5, электрически связанным с датчиком натяжения каната 30. Тормозное приспособление выполнено в виде диска, соединенного посредством штырей с фланцем. Штыри подвижно установлены в опоре 5. Также приспособление имеет привод - соленоид, закрепленный с возможностью взаимодействия с фланцем. На штырях между фланцем и опорой 5 и между фланцем и соленоидом имеются пружины. Торцовая

поверхность Ш 13 оснащена ориентированными относительно ее зубьев коническими выступами (KB), Взаимодействующая с ней торцовая поверхность диска оснащена ответными КВ.-Подъем и спуск инструмента в скважину производится при соединенных Ш 8 и 9. Для переключения на режим бурения поводком 7 расцепляются Ш 8 и 9 и соединяются Ш 9 и 13. При этом Ш 9 через Ш 13 вращает вал 11 и Б 12, поднимая инструмент. Зубья Ш 9 выходят из зацепления с Ш 13. Под влиянием массы инструмента Б 12 вал 11 с Ш 13 свободно вращается в обратную сторону. Инструмент падает на забой. Канат 30 ослабляется, срабатывает датчик его натяжения. Тормоз 29 останавливает Б 12, канат 30 не вспучивается. Тз.п.ф- лы, 4 ил.

Изобретение относится к ударному бурению скважин. Цель - повышение произв-сти бурения и удобства управления. На платформе 1 размещен двигатель 2 с приводным валом 3 на опорах 4 и 5. На валу 3 подвижно установлен блок из ведущей полнозубой 8 и ведущей неполнозубой 9 шестерен (Ш). Размещены Ш 8 и 9 на валу 3 с возможностью их перемещения поводком 7. Параллельно валу 3 в опорах 5 и 23 установлены вал 11 с барабаном (Б) 12, соединенные посредством шпонки 33. На валу 11 установлены полнозубые ведомые Ш 10 и 13. При этом Ш 13 связана с валом 11 посредством шпоночного соединения. Паз под шпонку в Ш 13 выполнен с шириной, превышающей ширину шпонки на валу 11. С Ш 10 может взаимодействовать Ш 8. С Ш 13 может взаимодействовать Ш 9. С Б 12 связан канат 30 с буровым инструментом. На Б 12 закреплен электрический тормозной механизм тормоз 29, оснащенный датчиком натяжения каната 30, Ш 13 тормозится тормозным приспособлением на опоре 5, электрически связанным с датчиком натяжения каната 30. Тормозное приспособление выполнено в виде диска, соединенного посредством штырей с фланцем. Штыри подвижно установлены в опоре 5. Также приспособление имеет привод-соленоид, закрепленный с возможностью взаимодействия с фланцем. На штырях между фланцем и опорой 5 и между фланцем и соленоидом имеются пружины. Торцовая поверхность Ш 13 оснащена ориентированными относительно ее зубьев коническими выступами (КВ). Взаимодействующая с ней торцовая поверхность диска оснащена ответными КВ. Подъем и спуск инструмента в скважину производится при соединенных Ш 8 и 9. Для переключения на режим бурения поводком 7 расцепляются Ш 8 и 9 и соединяются Ш 9 и 13. При этом Ш 9 через Ш 13 вращает вал 11 и Б 12, поднимая инструмент. Зубья Ш 9 выходят из зацепления с Ш 13. Под влиянием массы инструмента Б 12 вал 11 с Ш 13 свободно вращается в обратную сторону. Инструмент падает на забой. Канат 30 ослабляется, срабатывает датчик его натяжения. Тормоз 29 останавливает Б 12, канат 30 не вспучивается. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к бурению, а именно к устройствам для ударного бурения скважин.

Цель изобретения - повышение производительности бурения и удобства управления устройством.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, и кинематическая его схема; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1.

Устройство для ударного бурения скважин включает платформу 1, на которой установлен двигатель (электропривод 2), соединенный с приводным валом 3 на опорах 4 и 5. На валу 3 укреплена шпонка 6 и подвижно установлен блок ведущих шестерен с поводком 7. В блоке шестерен имеют- ся полнозубая 8 и неполнозубая 9 шестерни. Полнозубая шестерня 8 может быть соединена с ведомой шестерней 10 на валу 11 инструментального барабана 12. На валу 11 барабана 12 укреплена также ведомая шестерня 13с выступами 14 на торцовой поверхности и пазом а, которая может входить в зацепление с неполнозубой шестерней 9. Шестерни 10 и 13 соединены с валом 11 посредством шпонки 15. Ширина паза а превышает ширину шпонки 15. В опоре 5 вала 11 посредством направляющих подвижных штырей 16 установлено тормозное приспособление в виде диска 17 с выступами 18 на торцовой поверхности. На штырях 16установлены пружины 19, взаимодействующие с фланцем 20, перемещаемым со штырями 16 и диском 17 посредством соленоида 21 с пружиной 22.

Вал 11 укреплен также на опоре 23, к которой подвижно закреплен датчик натяжения каната, включающий ролик 24 с рычагом 25, взаимодействующим с конечным выключателем 26, пружиной 27 и конечным выключателем 28, включенным в электрическую цепь соленоида 21. На инструментальном барабане 12 укреплен электроимпульсный тормозной механизм 29, электрически соединенный с выключателем 26, а также канат

30с блоком 31 и буровым инструментом - долотом 32. Барабан 12 на валу 11 укреплен посредством шпонки 33.

Устройство для ударного бурения скважин должно обеспечивать работу в двух режимах: при опускании долота в скважину и его подъеме на поверхность (спускоподъем- ные операции), а также сброс долота через определенные промежутки времени в процессе бурения.

Для обеспечения опускания долота включают электропривод 2. В результате этого вал 3 начинает вращаться в опорах 4 и 5. Одновременно с ним через шпонку 6

вращается шестерня 8, которая вращает шестерню 10, вместе с которой вращается вал 11 со шпонкой 33 в опорах 5 и 23 (фиг. 1). Вместе с валом 11 вращается барабан 12 на шпонке 15. В процессе вращения барабана

12 с него сматывается канат 30 через блок

31и долото 32 опускается в скважину. При этом канат 30 натянут, а ролик 24 на рычаге 25 прижат пружиной 27 к канату 30. Цепь выключателя 26 замкнута, а результате чего

тормозной механизм 29 барабана 12 расторможен, а соленоид 21 обесточен в результате взаимодействия рычага 25 с

выключателем 28 (фиг. 2 и 3). При этом пружины 19 на штырях 16 отжимают фланец 20 и таким образом обеспечивают разомкну- тое положение диска 17 с выступами 18 относительно шестерни 13 с выступами 14. а это - свободное вращение вала 11 с барабаном 12. Опускание долота 32 на заданную глубину контролируют по сматыванию с ба- рабана 12 каната 30, не допуская при этом его ослабления. Подъем долота 32 на поверхность осуществляется реверсированием направления вращения в электроприводе 2.

Для ударного бурения скважины внача- ле долото 32 опускают до забоя. Затем поводком 7 (фиг. 3) переводят шестерню 9 в зацепление с шестерней 13 и включают электропривод 2. При этом шестерня 13 выведена из зацепления с шестерней 10, а шестерня 9 через шестерню 13 вращает вал 11 с барабаном 12 в сторону подъема долота 32 до тех пор, пока зубья неполнозубой шестерни 9 не выйдут из зацепления с шестерней 13. После этого под влиянием массы долота 32 барабан 12 и вал 11с шестерней 13 свободно вращаются в обратную сторону. При падении долота 32 на забой канат ослабляется, ролик 24 с рычагом 25 перемещается вниз, электрическая цепь от выклю- чателя 26 разрывается, тормозной механизм 29 останавливает вращение барабана 12, предотвращая таким образом вспучивание каната 30. Одновременно с этим замыкается цепь от выключателя 28 пита- ния соленоида 21, который, срабатывая, надавливает на пружину 22 и через нее на фланец 20, в результате чего диск 17 перемещается до сцепления его выступов 18 с выступами 14 на шестерне 13. что и обеспе- чивает ее остановкув соответствущем положении для последующего зацепления с шестерней 9 (фиг. 4). Сцепление диска 17с шестерней 13 обеспечивается в процессе ее свободного вращения (по инерции) относи- тельно вала 11 в пределах паза а, гарантирующих очередное зацепление шестерни 13 с шестерней 9.

Далее циклы подъема и падения долота повторяются.

Формула изобретения

1,Устройство для ударного бурения скважин, включающее размещенный на платформе двигатель с приводным валом, который связан посредством передаточного механизма с параллельным приводному валу валом барабана, тормозной механизм барабана, опоры для валов и связанный с барабаном канат с буровым инструментом, отличающееся тем. что, с целью повышения производительности бурения и удобства управления, оно снабжено датчиком натяжения каната и тормозным приспособлением, а передаточный механизм выполнен в виде установленного на приводном валу с возможностью перемещения блока из полнозубой и неполнозубой ведущих шестерен и закрепленных на валу барабана полнозубых ведомых шестерен для взаимодействия с блоком шестерен приводного вала, при этом из полнозубых ведомых шестерен установлена на валу посредством шпоночного соединения, в котором ширина шпоночного паза в шестерне превышает ширину шпонки, закрепленной на валу, а датчик натяжения каната электрически связан с тормозным механизмом барабана и тормозным приспособлением, которое установлено в одной из опор вала барабана для взаимодействия с имеющей шпоночный паз ведомой шестерней, которая в свою очередь связана с неполнозубой шестерней приводного вала.

ff /У /J э

Ю &

Фиг. I

/8 /7 // /6 /9 го гг

Фаг А