Гидравлическая бурильная машина Советский патент 1975 года по МПК E21B1/24 E21B6/00 

1

РЬвестны гидравлические бурильные машины с использованием гидравлического уда|ia в жидкости.

В нредложенлой гидравлической бурильной машине, в отличие от известных, торцевая часть корпуса выполнена с камерой, имеющей эластичные станки и переходящей в сопло.

Внутри камеры размещены соосно отсекатель с лопастями н боек неременного сечения.

Поверхность головки бойка - профилированная, тороидальная.

Кроме TOio, внутри корпуса отсекателя расположен винт с тарельчатыми пружинами, а на выступе корпуса редуктора вращателя укреплен колпак. Это позволяет увеличить к.п.д. гидравлической бурильной машины.

На чертеже схематически изображена бурнльнач машина в разрезе.

Бурильная машина ударно-вращательного действия предназначена для бурения щнуров в кренких и средней крепости горных породах. Она состоит из удар-ного механизма, узла вращения и буродержателя.

Ударный механизм содержит распределительную коробку 1, отсекатель 2 с соплом 3 и уоиокоительнымн лопатками 4, опорную решетку 5 пневматического амортизатора 6 в виде резинового баллона, кожух 7 отсекателя, регулирующий винт 8 с тарельчатыми отбойными пружинами 9, боек, состоящий из головKi 10, стержня 11 н юбки 12, нанравляющие 13 бойка, кожух 14 направляющих и пусковую нружииу 15. Узел вращения включает в себя раснределительну-ю коробку 16 с направляющим аппаратом, актив-ную одноступенчатую гидротурбину 17 и редуктор 18.

Буродержатель имеет регулировочный колиак 19, навинченный на выступ корпуса редуктора н несущнй на себе упорный подшниник 20 и стакан 21 с промывочно муфтой.

Хвостовик 22 бура 23 выполнен отъемным от

него.

По сферической торцевой поверхности хвостовика наносится удар головкой бойка. В своей средней части хвостовик снабжен шлицами для передачи вращения от редуктора к буру. Соединение хвостовика с буром может быть конусное или фланцевое. Буровая короНКа 24 такая же, как для других известных машин ударно-вращательного действия.

Бурильная машина работает следующим образом. Вода из магистрали или от насоса подается

к машине по гибкому шлангу и поступает в распределительные коробки 1 н 16 и к штуцеру промывочной муфты.

Затем она проходит внутрь опорной решетки 5, сжимая воздух в баллоне амортизатора

6, и по каналам между успокоительными

лопатками 4 - к кольцевой щели между соплом 3 и бойком. Благодаря пусковой пружине 15 кольцевая щель в период пуска оказывается приоткрытой. Через нее напориая вода истекает в виде струи по направляющему стержню 11.

Достигнув профилированной поверхности головки бойка, вода обтекает ее тороидальную лопатку и изменяет направление движения па обратное. Под действием создавшегося давления боек разгоняется, двигаясь к хвостовику бура. При этом в определенный момент юбка 12 бойка входит в отверстие сопла 3 и перекрывает его.

Дальнейший разгон бойка происходит за счет запаса воды, текущей вдоль его стержня. Отработанная вода сбрасывается с бойка в виде конуса и попадает в сборный трубопровод 25. Путь бойка во время его обратного хода свободен от воды.

После нанесения удара по хвостовику бура боек отскакивает. Часть кииетической энергии бойка, которой располагал перед ударом, передается буру, а остаток уносится бойком при отскоке. Скорость отскока бойка сохраняется почти неизменной на всем пути обратного хода. В тот момент, когда юбка бойка, двнжушегося назад, открывает отверстие соила, навстречу бойку истекает струя жидкости. Однако боек продолжает свое движение назад, .так как лТ,ля встречи головной части струи и лопатки бойка требуется время, необходимое для прохода длины стержня бойка со скоростью, равной сумме скорости струи и скорости обратного движения бойка.

За это время боек доходит до задней отбойной пружииы 9 и отражается от нее в направлении рабочего хода. Большая часть энергии отскока бойка возвращается при этом в виде начальной скорости его рабочего хода. После встречи головной части струи с лопаткой бойка начинается его разгон. При движении бойка вперед его юбка в определенный мол1ент входит в отверстие сопла, закрывает его, и цикл работы продолжается.

Вода в машину иостуиает ио шлангу равномерно. При закрытом положении отсекателя (отверстие сопла перекрыто юбкой бойка) вода накапливается в колпаке пневматического амортизатора, сжимая воздух в баллоне. Когда сопло открыто, вода истекает с расходом, в 2-4 раза большим средней величины его в подводящем трубопроводе.

Регулируя положение отбойной пружины 9 ввинчиванием или вывинчиванием винта 8,

можно изменять время пребывания сопла в открытом состоянии и количество прошедшей через него воды, а следовательно, и энергию удара бойка ио буру. От изменения положения хвостовика бура зависитдлина рабочего хода, а следовательно, и число ударов ударного механизма. Скорость отскока бойка от бура определяется величиной коэффициента отскока, а на последний влияют свойства буримой нороды, значит и параметры работы ударного мехапизма также паходятся в зависимости от внешних условий бурения. Соответствующим выбором параметров машины можно достичь автоматического изменения числа и энергии ударов ударного механизма, которые будут соответственно оптимальными для бурения определенного комплекса пород.

Узел врашения предложенной бурильной машины работает следующим образом.

Вода из распределительной коробки 16 вытекает через сопла иаправляющего аппарата на лопатки турбины 17, приводит ее во вращение и поступает в сборный трубопровод 25. Вращение вала турбины передается через редуктор 18, понижающий число оборотов до необходимой величины, на шлицованную часть хвостовика бура.

Число оборотов и мощность турбииы регулируются Краиом, установленным на подводящей магистрали.

Предмет изобретения

1.Гидравлическая бурильная машина ударно-вращательного действия с использованием напора жидкости, включающая корпус, ударный механизм, буродержатель, отличающаяся тем, что, с целью увеличения к.п.д. бурильной машины, торцевая часть корпуса снабжена камерой с эластичными стенками, переходящей в сопло, внутри которой размещены соосно отсекатель с лопастями и боек переменного сечения, головка которого имеет тороидальную поверхность.

2.Мащина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью изменения силы удара бойка посредством регулирования количества прошедщей через сопло жидкости, внутр) корпуса отсекателя расположен винт с тарельчатыми пружинами.

3.Машина по пп. 1 и 2, от л и чающаяся тем, что, с целью изменения числа ударов бойка посредством регулирования длины рабочего хода, на выступе корпуса редуктора вращателя укреплен колпак. 654 ./I I I // / Ш /5 7ff I/,,// f /7 /ff 7ff20 2f