Устройство для управления бурильной машиной Советский патент 1992 года по МПК E21C1/00 E21C1/06 E21B7/28 

Изобретение относится к горному делу, более конкретно к устройствам для бурения восстающих выработок, и может быть использовано для управления бурильными машинами.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На фиг.1 изображен комбайн для бурения восстающих выработок, общий вид; на фиг.2 - принципиальная гидравлическая схема в нейтральном положении; на фиг.З - то же, в режиме бурения; на фиг,4 - то же, в режиме свинчивания.

Устройство для бурения восстающих выработок включает раму 1, на которой при помощи гидроцилиндров подачи 2 подвижно закреплен вращатель 3 с гидродвигателями 4. Буровой став 5 набран из штанг 6 соединенных между собой и с вращателем 3 при помощи резьбы. Исполнительный орган 7 закреплен в верхней части бурового става 5 и соединен со штангами 6 также при помощи резьбы. В состав устройства входит мас- лостанция 8 с насосами 9, связанными трубопроводом 10 через фильтр 11с маслобаком 12, а трубопроводом 13 через обратные клапана 14 с гидрораспределителем 15.

ч

о со

о ь

VI

Гид ро рас преде лиге ль 15 трубопроводами 16 и 17 связан с гидродвигателями 4, а трубопроводом 18 с маслобаком 12.

Насос 19 привода гидроцилиндров 2. установленный на маслостанции 8, трубопроводом 20 связан с маслобаком 12, а трубопроводом 21 через обратный клапан 22 с гидрораспределителем 23. При этом, гидрораспределитель 23 трубопроводом 24 связан с гидрораспределителем 25. который через трубопровод 26 связан с поршневой полостью А гидроцилиндров 2, а через трубопровод 27 - со штоковой полостью Б гидроцилиндров 2. На трубопроводе 26 установлен регулируемый дроссель 28, связанный с маслобаком 12. Гидрораспределитель 25 связан с маслобаком 12 трубопроводом 29 с установленным на нем фильтром 30. Гидрораспределитель 23 трубопроводами 31 и 32, соединенными с трубопроводами 16 и 17, связан с гидродвигателями 4. На трубопроводах 13, 17 и 21 установлены предохранительные клапаны 33,34 и 35.

Устройство для бурения восстающих выработок работает следующим образом. В режиме бурения гидрораспределитель 23 установлен в нейтральное положение, гидрораспределители 15 и 25 установлены в рабочее положение (см. фиг.З), а регулируемый дроссель 28 настроен на давление, необходимое для разрушения горных пород и удержание бурового става 5. При этом рабочая жидкость из маслобака 12 через трубопровод 10 насосами 9 под давлением подается в трубопровод 13. и через распределитель 15 по трубопроводу 16 к напорным отверстиям гидродвигателей 4. Гидродвигатели 4 через вращатель 3 и штанги 6 бурового става 5 передают крутящий момент на исполнительный орган 7. Осевое усилие на исполнительный орган 7 передается через штанги 6 и вращатель 3 от гидроцилиндров 2. Рабочая жидкость в поршневые полости А гидроцилиндров 2 подается под давлением от насоса 19 через обратный клапан 22 по трубопроводам 21, 24 и 26, проходя при этом через гидрораспределители 23 и 25. К насосу 19 рабочая жидкость поступает из маслобака 12 по трубопроводу 20. Избыток рабочей жидкости через регулируемый дроссель 26 поступает в маслобак 12.

Отработанная жидкость со сливных отверстий гидродвигателей 4 потрубопроводу 17 через гидрораспределитель 15 и по трубопроводу 18 возвращается в маслобак 12, куда также поступает жидкость из штоковых полостей 6 гидроцилиндров 2, проходя при этом через гидрораспределитель 25 и фильтр 30 по трубопроводам 27 и 29.

При превышении рабочих давлений в гидросистеме срабатывают предохранительные клапаны 33, 34 и 35 и сбрасывают рабочую жидкость в маслобак 12.

Для наращивания бурового става 5 буровая штанга б подается для свинчивания со шпинделем вращателя 3 и с резьбовым концом последней штанги става 5.

При свинчивании регулируемый дрос0 сель 28 настроен на давление, необходимое для подъема только вращателя 3 со штангой б, гидрораспределитель 15 установлен в нейтральное положение, а гидрораспрёде- лители 23 и 25 установлены в рабочее поло5 жение (см. фиг.4). При этом насосы 9 выключены и работает только насос 19. Рабочая жидкость из маслобака 12 по трубоп,- роводу 20 насосом 19 под давлением подается через обратный клапан 22 по тру0 ,бопроводу21 к гидрораспределителю 23, от которого по трубопроводу 32 она подается к напорным отверстиям гидродвигателей 4, При этом гидродвигатели 4 передают крутящий момент через вращатель 3 на шпин5 дель. Рабочая жидкость со сливных отверстий гидродвигателей 4 через гидрораспределители 23 и 25 по трубопроводам 24 и 26 поступает в поршневые полости А гидроцилиндров 2. Из штоковых полостей Б

0 гидроцилиндров 2 рабочая жидкость вытесняется по трубопроводам 27 и 29 через гид- рораспределитель 25 и фильтр 30 в маслобак 12. При этом происходит подъем вращателя 4 к буровой штанге 6 и свинчи5 вание ее со шпинделем. Аналогично происходит и свинчивание буровой штанги 6. уже соединенной со шпинделем вращателя 3, с резьбовым концом последней штанги бурового става 5.

0 В случае несовпадения резьбы штанги б и резьбы шпинделя вращателя 3 или резьбы последней штанги бурового става 5 вследствие перекоса или несоосной установки штанги 6 происходит остановка подъ5 ема вращателя 3. При этом рабочая жидкость из штоковой полости Б гидроцилиндров 2 не вытесняется, а ее давление в поршневой полости Б возрастает. Так как поршневые полости Б гидроцилиндров 2 че0 рез трубопроводы 24 и 26 и гидрораспределители 23 и 25 при свинчивании связаны со сливными отверстиями гидродвигателей 4, то одновременно возрастает давление на сливе гидродвигателей 4, и они останавливаются, а рабочая жидкость от насоса 19

55 сбрасывается через предохранительный клапан 35 в маслобак 12. При этом нагрузки (крутящий момент и осевое усилие) на резьбы штанги 6 и шпинделя вращателя или последней штанги става 5 не передаются.

После этого вращатель 3 опускают вниз, устанавливают штангу 6 в нормальное положение и производят свинчивание.

В случае свинчивания резьб при неправильно настроенном регулируемом дросселе 28, т.е. когда он ошибочно настроен на режим бурения или на давление выше необходимого для свинчивания, в резьбовом соединении возникает момент сопротивления свинчиванию, превышающий крутящий момент гидродвигателей 4. При этом происходит остановка гидродвигателей 4 и прекращается подача рабочей жидкости в поршневые полости А гидроцилиндров 2. Если регулируемый дроссель 28 полностью не перекрыт, то часть рабочей жидкости из поршневой полости А гидроцилиндров 2 сливается в маслобак 12, происходит опускание вращателя и ослабление моментов сопротивления на резьбах. Если регулируе- мый дроссель 28 перекрыт полностью, то свинчивание прекращается. После правильной настройки дросселя 28 свинчивание возобновляется.

Использование заявляемого устройст- ва позволяет повысить долговечность резьб штанг бурового става за счет исключения перегрузок возникающих при свинчивании штанг с повышенным напорным усилием или установленных иесоосно и с перекосом. Повышение срока службы буровых штанг составит 40%,

Формула изобретения

1. Устройство для управления бурильной машиной, включающее реверсивный гидродвигатель для привода вращателя, гидроцилиндр для перемещения вращателя, трехпозиционный гидрораспределитель для управления подачей вращателя, выходы

которого гидравлически соединены соответственно со штоковой и с поршневой полостями гидроцилиндра для перемещения вращателя и один из входов которого гидравлически соединен с баком для рабочей жидкости, гидронасос перемещения вращатели и трехпозиционный гидрораспределитель для управления вращателем, входы которого гидравлически соединены соответственно с гидронасосом вращатели и с баком для рабочей жидкости и выходы кото рого гидравлически соединены соответственно с входом и с выходом гидродвигателя для привода вращателя, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы при свинчивании бурового става за счет повышения долговечности резьб штанг бурового става, оно снабжено дополнительным трехпозиционным гидрораспределителем, входы которого сообщены между собой при нейтральном положении его золотника, при этом один из входов дополнительного гидрораспределителя гидравлически соединен с гидронасосом перемещения вращателя, а второй вход дополнительного гидрораспределителя гидравлически соединен со вторым входом гидрораспределителя для управления подачей вращателя, причем выходы дополнительного гидрораспределителя гидравлически соединены соответственно с входом и с выходом гидродвигателя для привода вращателя.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что поршневая полость гидроцилиндра для перемещения вращателя посредством регулируемого дросселя гидравлически соединена с баком для рабочей жидкости.

Сущность изобретения: устройство содержит реверсивный гидродвигатель для привода вращателя, гидроцилинр для перемещения вращателя, гидрораспределитель для управления подачей вращателя, гидронасос перемещения вращателя, гидрораспределитель для управления вращателем и дополнительный гидрораспределитель. Выходы гидрораспределителя для управления подачей вращателя гидравлически соединены со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра. Один из входов гидрораспределителя для управления подачей вращателя гидравлически соединен с баком для рабочей жидкости. Входы гидрораспределителя для управления вращателем гидравлически соединены с гидронасосом и с баком для рабочей жидкости. Выходы гидрораспределителя для управления вращателем сообщены с гидродвигателем. Один из входов дополнительного гидрораспределителя гидравлически соединен с гидронасосом. Второй выход дополнительного гидрораспределителя соединен с вторым входом гидрораспределителя для управления подачей вращателя. Выходы дополнительного гидрораспределителя соединены с гидродвигателем, В нейтральном положении входы дополнительного гидрораспределителя сообщены между собой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. со с

/ /// /// /// /// I/// /// /// 6tf /// X.

41

jfjp ft i 1 i91