Гидропривод бурильной машины Советский патент 1977 года по МПК E21B3/02 E21B7/02 E21B44/00 

Изобретение относится к области бурильных машин, в частности к устройствам с объемным гидравлическим приводом бурового инструмента и системой автоматического регулирования режимных параметров буре-. ния.

Известна устройства для вращательного бурения, в котором осуществляется плавное регулирование подачи при заданной осевой нагрузке {l.

Однако в данном устройстве ввиду отсутствия связи привода вертикальной подачи с приводом вращения снижается произвел дительность бурения, так как не обеспечи.вается регулирование подачи бура в зависи(мости от окружного усилия на нем.

Известен гидропривод бурильной машины, .содержащий насосы вращателя и механизма : подачи, гидромотор вращателя, гидроцилиндр подачи, гидроаппараты управления, гидромйгисТрали L2j.

Однако регулирование скорости поцачи в этом устройстве связано с потерями мощности при дросселировании и поэтому недостаточно эффективно при работе в различных грунтовых условиях.

С целью повышения производительности бурильной машины и снижения расхода энергии гидропривод бурильной машины снабжен двухпозидионным гидрораспределителем, со единяющим напорную гидромагистраль насоса механизма подачи с поршневой полостью гидроаипиндра подачи и имеет гидрозамок, соединяющий штоковую полость гидроцилиндра подачи со сливной гидромагистралью и управляемый от напорной гидромагистрали насоса механизма вращения, причем насос механизма подачи кинематически жестко связан с гидромотором вращателя.

На фиг. i изображена бурильная машина с гидроприводом; на фиг. 2 - схема гидропривода.

Гидропривод бурильной машины включает: основной насос i с регулятором мошности 2, гидрораспределитель 3, .напорную гидромагистраль 4 и гидромотор 5, установленный на валу 6 вращателя 7. Гидромотор 5 , соединен с гидроципннцром подачи 8 зубча-i той передачей вращателя 7, осуществляюа

|шей вращение гидроцилиндра подачи 8 совместно с буром 9.

Механизм подачи включает насос 10 ман лой проиэводительности(мощности), кинематически связанный с гидромотором 5 вращателя 7, установленный, например,- на том же валу 6 и осуществляющий подачу жидкости в поршневую полость 11 гидроцилиндра-нсИ дачи 8, соединенную с напорной гидрома-: ; гистралью 12 двухпозиционным гидрораспря ;Делителем 13, предохранительный клапан 14 и гидрозамок 15, соединяющий штоко вую полость 16 гидрсщипнндра подачи 8 сс сливной гидромагистралью 17. При этом двухпозиционный гидрораспредепитель 13 ш (гидрозамок 15 управляются при рабочем |ходе гидроцилиндра подачи 8 от напорной гидромагистрали 4.

Насос 1 напорной гидромагистралью iB |И гидрораспределитедем 19 соединен с nopju |невой 11 и штоковой 16 полостями гидроцилиндра подачи 8 для ускоренного его пе-ремещения.

Гидропривод бурильной машины работает, следующим образом.

Подвод бура к забою скважины осуществляется при включении гидрораспределителя (19 и подаче жидкости через запорные гидромагистрали 18 и 12 в поршневую полость 11 гидроцилиндра подачи 8. Гидрозамок 15 :и двухпозиционный гидрораспределйтель 13 при этом заперты.

При врезании бура в грунт выключается гидрораспределитель 19 и включается гидрораспредепитель 3. Жидкость при этом ОТ насоса 1 по напорной гидромагистрали 4 подается к гидромогору 5 вращагеля 7, приводя во вращение вал 6 и установленный на нем насос 10, По мере врезания бурав rpykr -давление в напорной гидромагистрали 4 растет и воздействует на двухпозиционный гидрораспределитель 13 и гидрозамок 15, первый из которых пропускает поток жидкости от насоса 1О в поршневую полость 11 гидроцилиндра подачи 8, а второй соедй няет его штоковую полость 16 со сливной гидромагистралью 17, тем самым обеспечив вая осевое усилие на бур в процессе буре

ния скважины.

Выключением гидрораспределителя 3 и включение гидрораспределителя 19 на реверс происходит ускоренный подъем без вращения гидроцилиндра подачи 8 и бура 9 с разрушенным грунтом.

При достижении гидроцилиндра подачи 8 верхнего положения гидрораспределитель 19 выключается и при включении гидрораспределнтеля 3 происходит быстрое вращение бура без нагрузки и разбрасывание грунта над

поверхностью скважины. В этом случае давление в напорной гидромагистрали 4 незначительное и двухпозиционный гидрораспреде литель 13 находится в запертом положении а насос 10 работает в режиме холостого хода, т.е. на слив. Далее операции повторят ются до образования .скважины требуемой глубины.

в процессе бурения скважины происходи автоматическое регулирование режимных па рамегров в зависимости от физико-механических свойств грунта, которое осуществляеся спедзтощим образом. При увеличении coij,ротивления грунта окружное усилие на бур |1увеличиваетсн, повышается давление в натаорной гидромагистрапи 4 механизма вращения, действующее на регулятор мощности ;2, который уменьшает производительность (насоса 1. При этом; снижаются скорость вращения гидромотора вращателя 5 и произ.водительность насоса 10, кинематически жестко связанных между собой, а, с ледов а |тельно, снижается и скорость перемещения ;Гидроцилиндра подачи 8.

При уменьшении сопротивления грунта окружное усилие на буровом инструменте |уменьшается, понижается давление , в напор1ной гидромагистрали 4 | механизма вращения :действующее на регулятор мощности 2, когторый увеличивает производительность насоса 1, при этом соответственно увеличивает скорость вращения гидромотора вращателя 5 и производительность насоса 10, а, следовательно, увеличивается и скорость перемещения гидроцилиндра подачи 8.

Формула изобретения i Гидропривод бурильной машины, содержащий насосы вращателя и механизма подачи, гидромотор вращателя, гидроцилиндр подачи, гидроаппараты управления, гидромагнстрали отличающийся тем, что, с це лью повышения производительности бурильной машины и снижения расхода энергии, снабжен двухпозиционным гидрораспредели |телем, соединяющим напорную гидромагист-, ,раль насоса механизма подачи с поршневой полостью гидроцилиндра подачи, и имеет гидроаамок, соединяющий штоковую полость гидроципиндра подачи со сливной гидромагистралью и управляемый от напорной гидроЫагистрали насоса механизма вращения, причем насос механизма подачи кинематически жестко связан с гидромотором вращателя, ; Источники информации, принятые во вни,мание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР №326351,М., Е 21 В 19/08, 1969

2. Авторское свидетельсгво СССР К- 31ОСЮ8, М., кл. Е 02 D 17/14, 1968 (прототип). Ш OJf отбора мощности :

11

Ф(/е:2