Вращательный станок для разведочного бурения Советский патент 1933 года по МПК E21B19/08 

Предлагаемый вращательный станок для разведочного бурения .представляет собою двухскоростную лебедку, дающую возможность бурить с автоматической под|чей долота. Двтрматическое регулирование подачи -бурового инструмента на канате осуществляется не,введением специальных деталей, а лишь соответствующим переключе нием передаточных механизмов лебедки.

На чертеже изображен, вид станка сверху с частичным разрезой. .

На валу ,/ насажен, ременный шкив 2 с фрикционом 5.Зарабан 7 свободно сидит на валу / и втулке/Л Внутри барабана 7 помещен дифференциал, состоящий из конического колеса 4, сидащего на валу на шпонке, Шестерни 6, свободно сидящей на том| же валу, и паразитных шестерен 5, оси которых закреплены в оправе 6. Цепное колесо 11 и двусторонняя сцепная муфта 12 сидят не непосредственно на валу 1, а на втулке 10, один конец которой скреплен с шестерней б, а другой оканчивается сцепными муфтами /5. Барабан одной втулкой свободно опирается на вал /, а другой-на втулку 10 .

Если коническое колесо 4.,- посредством шкива 2, включением фрикциона 3, приводится во вращение от двугателя, а шестерня затррмоЯсена, вклвэче(150)

нием соединения 12, 13, то барабан 7 вращается в сторону вращения конического колеса 4, делая в два раза меньшее число оборотов.

Если же шестерня 6 включением сцепной муфты 15 сцеплена с валом / и, следовательно, делает то-же число оборотов, что и коническое колесо 4, то барабан 7 вращается в ту же сторону и с тем же числом оборотов. Таким образом, на лебедке имеются две скорости с отношением 1:2. Вращение на бурящую часть 16 передается посредством передачи 11-11 включением двусторонней сцепной муфты 12 к кулачкам цепного колеса 11. .

Подача инструмента производится авт томатически. Скорость проходки и давление на забой зависят от характера грунта и регулируются таким образом, чтобы окружное усилие на режущей фрезе оставалось постоянным. Регулирование основано на том, что коническое колесо , получающее ращение от двигателя, может передать его либо шестерне б, нерез паразитные шестерни 5, заставляя их вращаться вокруг своих осей, либо барабану 7, увлекая шестерни 5 и заставляя их бегать по шестерне б, как по зубчатой рейке. Передача движения шестерне 6 или барабану зависит от соотношения усилий, требуемых для их вращения, и будет

происходить в сторону совершения мень, шей работы,.

Канат навит на барабан 7 таким образом, чтобы вращение конического колеса 4, происходило в сторону его навивания, т. -е. поднятия висящей на нём колонны бурильных труб.

ПЪка вращению шестерни 6 ничто не препятствует, барабан 7, несмотря на вращение конического колеса 4 в сторону поднятия труб, будет вращаться в сторону их опускания, увлекая в своем вращении паразитные шестерни 5, которые, воспринимая с одной стороны вращение конического колеса , а с другой-барабана 7, будут передавать их шестерне 6, заставляя ее вращаться в сторону, обратную , вращению конического колеса 4, но с большим числом оборотов. Но как только , трубы ко нулись забоя и начался процесс бурения, потребуется некторое усилие для вращения бурильных труб, а следовательно, и шестерни б. При дальнейшем вращении барабана 7 в сторону опускания труб, последние все с бо.льшей силой будут давить на забой.. Вследствие этого канат будет разгружаться, а окружное на фрезе усилие возрастать, пока не станет настолько значительным, что сможет снизить число оборотов шестерни б до числа оборотов конического колеса 4. При этом вращейие барабана, а следовательно, и подача прекратятся и начнутся только тогда, когда, в результате бурения и перемещения забоя по вертикали вниз, окружное усилие на фрезе упадет.

Если долото, почему-либо окажется захваченным, то и его вращение прекратится и барабан начнет вращаться в сторону поднятия труб, вытаскивая долото из грунта.

При установившемся процессе бурения барабан будет уравновешен и, следовательно, сумма моментов всех сил, действующих на барабан, /относительно его оси враШ.ения равна нулю. Момент на барабане возникает под действием той части бурильйых труб, вес которых воспринимается канатом. Момент этот уравновешивается реактивными моментами, возникающими в результате реакции на зубьях конического колеса

и шестерни .5.Обозначим их через Ж

и,Жб. .,.:.

Тогда МОЖНО написать: М

+ Мб.. ,

Так как коническое колесо 4 и шестерня б расположены симметрично от носительно осей паразитных шестерен 5; через которые передается на них действие груза, подвешенного к канату, то усилия распределяются между ними поровну, т. е. Mi . MS и, следовательно; Жбар 2Же;

Принимая во внимание, что усилие на шестерне 6 возникает в результате: бурения, и выражая моменты через мощ%УР

под

а ripoНОСТИ, получим 5Z-г

2-. п,

.. «бар

изведя сокращение, получаем :- подр

(1),

Пб

бар

Мдод-мощность, потребная на

где 11под подъем бурильных труб, вес которых уменьшен на величину реакции на забой; - мощность, потребная на бурение. При бурении шестерня 6 deлает Пб П1+2 ngap оборотов. Однако; даже при большой скорости проходки, барабан делает на много меньшее число оборотов, чем коническое колесо 4 и, пренебрегая ими, можно приравнять число оборотов шестерен 4 н .6, т. е.

П4 Щ.

Если через обозначить мощность на пбдъем с рервою скоростью, когда коническое колесо 4 делает в два раза больше оборотов, чем барабан, то можно написать 2 «бар 4, еПодставляя в формулу (1) значение щ получим

поа бурдг д

.(2),

- 2 « под - бур

т. е. мощность на бурение равна мощности на подъем с первою скоростью воспринимаемого канатом веса бурильных труб.i Таким образом скорости на лебедке получаются не из технологических со ображений, а из условия правильной рабо1;ы регулятора. Но они оказывают ся приемлемыми и с технологической стороны, а именно: первая скорость-

0,22 м/сек на крюке, вторая-0,44 м/сек на крюке.

При проходке перьых 50-60 метров вёЬ -Труб может оказаться недостаточным для достижения необходимого давления на забой, и последнее получается искусственно (подвешиванием дополнительного груза, принудительной подачей и проч.)Предмет изобретения.

-

1. Вращательный станок для разведочного бурения, отличающийся тем, что с гелью автоматической подачи бурового инструмента служит барабан 7, , «асаженный свободно одной ступицей на валу 7, а другой ступицей на втулке

10 и приводимый во вращательнре движение при помощи ременного шкива 2 с фрикционом 3 при посредстве насаженного, на валу 7 конического колеса 4, сопряженного при помощи двух паразитных шестерен 5, сидящих на осях, прикрепленных к барабану 7, со скрепленной- со втулкой fO шестерней 6, свободно надетой на валу /. ;

2. При станке по п. 1 применение для соединения вала 7 со втулкой JO сцепных муфт М и /5 и двусторонней сцепной муфты 72, одной стороной служащей для сцепления упомянутой втулки /О с упором 75, а другой стороной- для соединения с цепным колесом /7, передающим при домощи цепной передачи вращение ротору.