Повышение производительности добычи нефти тесно связано с усовершенствованием механизации бурения, с возможно большим облегчением физического труда бурильщика и с увеличением безопасности при производстве этих работ. Достижение этих целей является основой предлагаемого устройства для дистанционного (на расстоянии) управления станком, по преимуществу вращательного бурения, при спуске и подъеме б рового инструмента, требующего для своего выполнения значительного времени и затраты больших усилий бурильщиками при проходке глубоких скважин. Пользование предлагаемым устройством, помимо ускорения спуска и подъема бурового инструмента, оказывает еще и регулирующее действие на самый процесс бурения благодаря наличию пневматического тормоза, в свою очередь регулируемого специальным двойным дроссельным клапаном. При включении скоростей пользуются двухступенчатыми скоростными цилиндрами. Работа включения скоростей тихого и быстрого хода сблокирована с тормозом и между собой двумя переключательными клапанами. Наконец, пост управления
может быть вынесен в безопасное место.
На схематическом чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства по первому варианту; фиг. 2 и 3 - схему включения сцепных муфт; фиг. 4-схему устройства по второму варианту.
Предлагаемое устройство состоит в нижеследующем. Схема первого варианта пневматического управления бурильным станком состоит из тормозного крана К бурильщика (двойной дроссельный кран по типу железнодорожного крана мащиниста системы Казанцева, Матросова и др.), тормозного цилиндра Т. который, как и груз 1, соединен с тормозной ручкой 2 бурильного станка.
Включение двух скоростей станка достигается педальным краном В, переключение скоростей - переключательным краном Г. Исполнительная часть состоит из двух цилиндров: Цл , переставляющего с помощью коромысла левый кулачок Кл (1,3 скорости бурильного станка) и Ц , переставляющего правый кулачок (2,4 скорости). Принцип работы крана бурильщика (на схеме показан кран Казанцева) н его
свойства известны. Поворачивая влево или вправо ручку крана, соответственно повышают или понижают в любой степени и с любой скоростью давление воздуха в тормозном цилиндре Т.
Каждое положение ручки тормоза устанавливает соответствующее и вполне определенное давление в тормозном цилиндре 7, поддерживаемое краном до новой перестановки ручки.
Торможение происходит весом груза 1, действующего на ручку тормоза, оттормаживание - тормозным цилиндром Т, приподнимающим тормозную ручку 2. Устанавливая краном К бурильщика любое потребное давление воздуха в тормозном цилиндре Т, тем самым получают соответствующую любую степень торможения.
Указанное на схеме (фиг. 1) положение педального крана В и переключательного/ определяет момент включения левого кулачка Кл (1, 3 скорости). Действительно, переключательный кран Г соединяет через педальный кран В левый цилиндр //„ с атмосферой (причем правый цилиндр //„ соединен с атмосферой переключательным краном). При повороте педального крана (указано пунктиром) разобщенный резервуар Л соединяется через краны / и Г с левым цилиндром Цл . Воздух, перетекая из резервуара Д, давит на малый поршенек цилиндра Цл и перемещает его вместе с кулачком К.г до со своим парным кулачком ,, . Если выступы кулачков сошлись, то они будут взаимно прижиматься с небольшими усилиями, создаваемыми давлением на малый кулачок. Установка цилиндров при этом произведена так, что воздух не может пройти под большой диаметр поршенька. После пуска мотора кулачки Ял и относительно сдвинутся, и выступ одного к/лачка войдет во впадину другого. Поршенек, перемещаясь, откроет доступ воздуха через специальную выточку на малом порщеньке под большой поршень, и кулачки будут с большой силой прижаты друг к другу. Одновременно воздух, пройдя в переключательный клапан И, перекроет себе доступ в первый цилиндр Цп и пройдет во второй переключительный клапан И, где перекроет также сообщение с кранОм Я бурильщика и, войдя в цилиндр, произведет отпуск тормоза. Таким образом ; оттормаживание произойдет только по включении скорости. При включенной скорости затормозить краном Л невозможно. Понятно также, что при включении скорости степень торможения не может быть больше установленной краном К. При втором положении переключательного крана Г то же самое произойдет с правым кулачком (включение 2 и 4 скоростей).
На схемах (фиг. 1, 2 и 3) показаны все три возможных положения (I, И, III).
Положение t (фиг. 1) соответствует включенной скорости.
Положение II (фиг. 2)-момент включения, при котором сошлись выступы двух кулачков, давление воздуха возможно только на малый поршенек, и доступ воздуха в тормозный цилиндр Цп перекрыт малым же поршеньком.
Положение 111 (фиг. 3)-момент включения скорости (выступ одного кулачка вошел во впадину другого, воздух давит на большой поршенек цилиндра Цп и одновременно проходит в тормозный цилиндр Т, отпуская тормоз. При среднем положении переключательного крана Г оба цилиндра выключены (сообщены с атмосферой).
Второй вариант (фиг. 4) пневматического управления бурильным станком состоит из переменного регулятора давления А (на схеме показан кран типа Казанцева, но может быть и Матросова, и любого другого типа, дающий величину давления воздуха в зависимости от положения ручки из электропневматического вентиля &, тройного клапана В, диафрагменного воздухораспределителя Г системы Казанцева (возможно применение и другого типа воздухораспределителя прямодействующе о автоматического тормоза). Эти четыре главных прибора ведают управлением тормоза. Исполнительная часть тормоза состоит из тормозного цилиндра М, действующего на тормозную ручку 7, и предохранительного двухступенчатого цилиндра //.
Исполнительная часть, ведающая сцеплением кулачков, состоит из трех
цилиндров: цилиндра /7, сцепляющего кулачок тихого хода, Р-быстрого хода и С-роторного стола. Управляются все три цилиндра трехходовым краном и педалью Ж. Питается вся установка из главного резервуара Д, а тормозной цилиндр - из вспомогательного резервуара /, наполнение которого происходит из главного резервуара Д через обратный клапан Т. В условиях блокировки применены переключательные клапаны К и К Принцип работы указанного на схеме крана А типа Казанцева, а также его свойства известны; известен и принцип работы диафрагменного распределителя Г. В данной конструкции тремя диафрагмами он разделяется на четыре полости 1, II, III, IV, назначение которых описано ниже при общем описании всей схемы. Электропневматический вентиль Б состоит из медного корпуса 3, подвижного железного якоря 2, двухседельного клапана 1 и соленоида 4, электрически соединенного с магнитным реле (на схеме не показано).
Принцип работы крана следующий: мгновенное реле, в свою очередь электрически связанное с бурильным мотором, устанавливается на максимальную мощность, а следовательно, и силу тока, безопасную для прочности применяемого инструмента при его вращении (т. е. при бурении). Так как мощность бурильного двигателя, затрачиваемая собственно на бурение, значительно меньше мощности, затрачиваемой на подъем инструмента, то мгновенное реле будет замыкать ток и при малом количестве поднимаемых свечей. Ток, замкнутый мгновенным реле, проходит по соленоиду 4, Возбужденный соленоид 4 притянет якорь 2, который сначала наткнется на первое седло клапана 1 и перекроет сообщение внутренней части вентиля с атмосферой, а затем, отжимая клапан вправо, впустит воздух во внутреннюю часть вентиля и дальше в золотниковую камеру тройного клапана В. При прекращении тока якорь 2 давлением воздуха отожмется влево и выпустит весь излишек воздуха в атмосферу.
Тройной клапан В состоит из корпуса 5 и порщенька с золотником 6. Три
отверстия, перекрываемые золотником 6, соединяются: левое через переключательный клапан К с полостью III воздухораспределителя Г, среднее -- с атмосферой и правое - с полостью II того же воздухораспределителя Г.
Общий принцип работы по схеме следующий: торможение осуществляется применением давления в полости III воздухораспределителя Г с помощью крана А. При установлении давления в полости 111, равного нулю, упругость пружины будет уравновешена давлением на диафрагму со стороны полости IV, а следовательно в тормозном цилиндре с поршнем MI будет максимальное давление и максимальная степень торможения. При наибольшем давлении в полости III упругость пружины будет уравновешена на разность площадей диафрагм со стороны полости III, и тогда давление в полости IV и в тормозном цилиндре с поршнем М станет равным нулю, т. е. произойдет полный отпуск тормоза. Устанавливая краном А любое давление в полости 111, тем самым устанавливают на неопределенно долгое время любую степень торможения. Как видно из схемы, торможение происходит непосредственна упругостью сжатого воздуха. Для полной безопасности основное торможение дополнено вспомогательным весом груза 10, автоматически вступающего в действие при отказе основного торможения.
К тормозной ручке 7 подвешен на цепи груз 10. Груз 10 приподнят и поддерживается в таком состоянии поршеньком 8 двухступенчатого цилиндра Л, прижатием к неподвижному стержню 9. Малая ступень цилиндра Jl соединена с тормозным цилиндром, имеющим поршень yWj, и полостью IV. При отпуске тормоза груз поддерживается давлением воздуха на малую ступень поршенька 8, при тормозе - давлением на большую ступень того же порщенька 8 и, наконец, при ступенчатом торможении- их суммой. Если при торможении и, следовательно, при выпуске воздуха из полости 111 не произойдет, в силу каких-либо пpиsин, повышения давления в тормозном цилиндре с поршнем Afj, в полости IV и на большую ступень поршенька 8, то груз, ничем
не 5дерч иваемын, упадет, произведя торможение.
Как указано выше, включение скоростей тихого хода, быстрого и ротора производится переключательным краном Е и педальным Ж- Переключательным краном Е можно включить только одну какую-либо скорость, и тогда все остальные скорости будут включены Гцилиндры сообщены с атмосферой). Кроме самостоятельного включения переключательным краном включение может производиться педальным краном . При включен-ии скорости тихого или быстрого хода (цилиндры /7 и Р) , пройдя через переключательный клапан Ag в левую полость тройного клапана В, перемещает вправо порщень и золотник 6, открывая левое отверстие в зеркале корпуса 5. При включении мотора и повыщении тока до установленного максимума замыкается максимальное реле, и ток, пройдя через обмотку соленоида 4, приведет в действие электропневматический вентиль Б. Воздух из вентиля Б поступит в тройной клапан В, затем через левое отверстие зеркала в переключательный клапан К, перекроет доступ к цилинпру П и, пройдя в полость III воздухораспределителя Г, произведет отпуск тормоза.
Отсюда следует, что при включенной скорости и моторе затормозить барабан лебедки невозможно (в пределах регулировки мгновенного реле). При включении мотора произойдет автоматическое затормаживание до величины, установленной краном А.
При включении роторного стола (цилиндр С) воздух пройдет в правую полость тройного клапана В, передвинет влево порщенек и золотник 6, открыв тем самым правое отверстие в зеркале корпуса 5. Устанавливая краном А потребную степень торможения, выбирают соответствующую оптимальную подачу инструмента собственно при бурении. Если в силу каких-либо причин нагрузка мотора начнет повышаться за предел прочности инструмента, на которую заранее установлено мгновенное реле, последнее замыкается, приводя в действие электропневматический вентиль 6. Воздух из вентиля Б через правое отверстие в зеркале
тройного клапана В попадает в полость /// воздухораспределителя Г, и степень торможения увеличивается до величины, обеспечивающей прекращение подачи инструмента. Мотор, вращая инструмент, разрабатывает забой и устраняет перегрузку. Тогда размыканием мгновенного реле вентиль Б выпустит воздух из полости И, и степень торможения понизится до прежней величины, установленной краном А и обеспечивающей нормальную подачу инструмента.
Предмет изобретения.
1.Устройство для дистанционного (на расстоянии) управления буровым станком, отличающееся тем, что, с целью включения сцепных муфт применены диференциальные порщни П , Пп, щтоки Шл , Uln которых соединены при помощи рычага с одной из частей сцепных муфт /., , Кj, , и Кп , , а для распределения подачи по трубам сжатого воздуха из резервуара Л в цилиндры Цл , Цп поршней Ил , Пп служат кран В и двухходовой кран Г (фиг. 1 3).
2.При устройстве по п. 1 приспособление для торможения подъемного барабана, отличающееся тем, что для подвода воздуха с желательным давлением для оттормаживания подъемного барабана с помощью порщня П, установленного в цилиндре Т, служит кран К бурильщика (фиг. 1).
3.При устройстве ,по пп. 1 и 2 применение переключательных клапанов И, И, служащих для автоматического подвода воздуха к поршням Пп ,Пц и Г/1 (фиг. 1-3).
4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся применением диференциального поршня 8 и одинарного М, служащих для оттормаживания тормоза подъемного барабана, к рукоятке которого подвешен груз 10 (фиг. 4).
5.В устройстве по п. 4 применение воздухораспределителя /, пневматического вентиля Б, тройного клапана Е и переключателей К (фиг. 4).
6.В устройстве по пп. 4 и 5 применение трехходового крана Е для распределения сжатого воздуха по трубопровидам (фиг. 4).
ФИГ.1
fH
фиг2 фиг.з
Кп Кп /C lnp/j
п„и J .
fC:5--i .ZiJ
1.ж.;
