Бурильная машина Советский патент 1979 года по МПК E21B44/06 E21B3/00 

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к бурильным машинам. Известна гидравлическая бурильная машина, содержащая механизм подачи, вращатёльно-ударный механизм, распре делительную и контрольно-регулирующую аппаратуру 1. Недостатком машины является то, что она не обеспечивает автоматической смены режима бурения при изменении крепости породы. Бурильная машина обеспечивает, лишь автоматическое регулирование усилия подачи в зависимости от нагрузки на гидродвигателе вращения бурового инструмента и в момент заклинивания последнего осуществляют реверс механизма подачи, необходимый для вывода бурового инструмента из трещины. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является бурильная машина, включающая вращатель и ударник, буро вой инструмент, податчик, маслостанцию, гидравлические магистрали, золотниковый регулятор в магистрали податчика и гидравлические распределители 2 . Недостатком устройства является то, что оно не позволяет осуществить переход с одного режима бурения на другой при изменении крепости буримой породы. Кроме того, наличие механической и пневматической связей управления плунжером золотника реверсирования хода податчика приводит к снижению быстродействия устройства. Целью изобретения является обеспечение автоматического изменения режима бурения при изменении крепости породы и упрощение конструкции. Для достижения указанной цели золотниковый регулятор выполнен с четырехпоясковым плунжером и торцовыми управляющими полостями, одна из которых сообщена с напорной магистралью вращателя, а другая - с напорной магистралью ударника, причем магистраль податчика сообщена с маслостанцией через проточки четырехпояскового плунжера. Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена схема бурильной машины. Бурильная машина состоит из маслостанции 1, осуществляющей подачу рабочей жидкости тремя независимыми

потоками м исполнительным механизмам бурильной машины 2, прдатчику 3, вращателю 4 бурового инструмента 5, ударнику б. Маслостанция 1 через трехпозиционные гидравлические распределители 7, 8 и 9 соединена с исполнительными механизмами бурильной машины 2 напорными магистралями 10, 11 и 12. В напорную магистраль 11 податчика 3 включен золотниковый регулятор 13 с четырехпояЬковым плунжером 14 и торцовыми полостями 15 и 16 Через канал 17 торцовая полость 15, являющаяся управляющей, соединена с напорной магистралью 10 вращателя 4. По каналам 18 и 19 рабочая жидкость подается к податчику 3. Напорные магистрали 11 и 12 соединены между собой через проточку 20, канал 21 и торцовую полость золотникового регулятора 13, Согласований энергетических параметров, а также предохранение от избыточного давления податчика 3, вращателя 4, и ударника б производится клапанами 22, 23 и 24.

Бурильная машина работает следующим образом.

Управление циклом работы бурильной машины 2 осуществляется переключением гидравлических распределителей 7, 8 и 9. При этом включается или отключается подача рабочей жидкости от маслостанции 1 к соответствующему исполнительному механизму бурильной машины по напорным магистралям 10, 11 и 12. В процессе бурения при изменении крепости горной породы-или при заклинивании бурового инструмента 5, управляющий сигнал в виде переменного давления поступает из напорной магистрали 10 вращателя 4 по каналу 17 в управляющую торцовую полость 15 золотникового регулятора 13. Под действием управляющего давления плунжер 14 возвратно-поступательно перемещается в осевом направлении относительно корпуса золотникового регулятора 13, соединяя напорную магистраль 11 либо с каналом 18, либо с каналом 19. Податчик 3 совершает прямой или обратный ход регулируя величину усилия подачи. Реверс податчика 3 происходит обычн при ликвидации заклинивания бурового инструмента 5.

При бурении горных пород с высоким коэффициентом крепости крутящий момент на буровом инструменте 5 снижается. Рабочее давление в напорной магистрали 10 вращателя 4, а следовательно, и в канале 17 золотниково регулятора 13 также уменьшается и плунжер 14 смещается в крайнее лево положение. При этом, из напорной магистрали 11 податчика часть рабочей жидкости через проточку 20, торцовую полость 16 и канал 21 поступает в напорную магистраль 12 ударника. Для согласования энергетических параметров податчика и ударника производится настройка клапанов 23 и 24, в результате чего в напорную магистрал 11 податчика 3 рабочая жидкость подается под большим давлением, чем в напорную магистраль 12 ударника. Такая настройка энергосистем позволяет при соединении напорных магистралей 11 и 12 с помощью золотникового регулятора 13 часть рабочей жидкости направить к ударнику, повысив тем самым энергию единичного удара.

Мощность, подводимая к податчику, уменьшается, что приводит .к снижению усилия подачи и переходу на ударноповоротный режим бурения, который наиболее эффективен при бурении горных пород с высоким коэффициентом крепости.

Применение изобретения позволит автоматически перейти с одного, режима бурения на другой в зависимости от крепости буримых пород, что повышает производительность труда за счет обеспечения рациональных режимо бурения. Кроме того, изобретение позволяет уменьшить абразивный износ бурового инструмента.

Формула изобретения

Бурильная машина, включающая вращатель и ударник, буровой инструмент податчик, маслостанцию, гидравлические магистрали, золотниковый регулятор в магистрали податчика и гидравлические распределители, о т л и ч ающа я с ятем, что, с целью обеспечения автоматического изменения режима бурения при изменении крепости породы и упрощения конструкции золотниковый регулятор выполнен с четырехпоясковым плунжером и торцовыми управляющими полостями, одна из которых сообщена с напорной магистралью вращателя, а другая - с напорной магистралью ударника, причем магистраль податчика сообщена с маслостанцией через проточки четырехпояскового плунжера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Алимов О.Д. Регулятор механизма подачи гидравлических и пневматических бурильных машин. Сборник Агрегаты для бурения шпурЬв. К созданию универсальных буровых агрегатов

с пневматическим и гидравлическим приводом , Фрунзе, Илим, 1975, с. 103-120.

2.Авторское свидетельство СССР 331169, кл. Е 21 С 5/16, 1965.

/7