Замковое соединение Советский патент 1979 года по МПК E21B17/46 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к шнскобуровым машинам непрерывного действия для выемки полезных ископаемых. Известно замковое соединение, содержащее корпус, привод подачи каретки и вращения шпинделя 1. Однако в этой машине невозможно автоматизировать процессы соединения и разъедине-имя шнековые секций, так как рычажно-стерж невая система, которой снабжены шнековые секции, не взаимодействует с замками, а выполняет роль управления буровой коронкой. Наиболее близким из известных технических решений к изобретению является замко- . вое соединение, содержащее полую цилиндрическую муфту, внутри которой установлены поворотные захваты, одними концевыми взаимодействующие с выступами хвостовика шнековой секции, а другими с головками подпр жиненных упоров и конусным толкателем 2 Однако в таком замковом соединении пово рот валика вокруг ос.и осуществляется Вручную посредством рукоятки. Цель изобретения - автоматизация соединения и разъединение шнековых секций. Эта цель достигается тем, что замковое соединение снабжено устройством дистанционного 5шравления, которое выполнено из подвижной в осевом направлении крестовины с пальцами, взаимодействующими с установленным на каждой секции подпружиненным UITOKOM, связанным посредством рычажной системы с конусным толкателем.. На фиг. 1 изображена шнекобуровая машина; на фиг. 2 - замковое соединение А- фиг. I; на фиг. 3 - замковое соединение Б; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 5 муфта, вид сверху; на фиг. 6 - то же, продольный разрез. Шнекобуровая машина содержит раму 1 и буровую каретку 2 с приводами подачи зтой каретки и вращенш шпинделя 3. Привод подачи каретки 2 вклк1 ает в себя барабаны 4 с тросами 5, соедингнными своими концами с рамой 1. Барабаны 4 установлены на валу 6, ко торый соединен с буровой кареткой 2. Шпиндель 3 через фриксщонную муфту 7 соединен С приводом вращения, включающим в себя вал 8, редуктор 9 и двигатель. Со шпинделем 3 соединен буровой став, включающий в себя ошековые секции Ю и П (количество секций определяется глубиной скважины) и коронку 12. Секция 10 соединяется с секцией 11 замковым соеднненяем Б, а шпиндель 3 с секци, ей 10 - замковым соединением А. Замковые соединею я А и Б содержат аналогичные по конструкции цилиндрические муфты 13, укрепленные иа шпинделе 3 и на передних концах (считая от забоя) ишековых секций 10, 11 и т. д. -. . ; Внутри муфт 13 установлены поворотные симметричные захваты 14 и 15, одни концы KOTOpbix снабжены кулачками 16 и 17, взаимодейств)щими с выступами 18 и 19, а другие выполнены со скосами 20 и 21, взаимодействующими с головками подпружиненных упоров 22 и 23. Шпиндель 3 снабжен флан цем 24 для уплотнения гидравлической системы. Дпя автоматического соединения и разъедине ния щнековых секций 10 и II между собой, а также шпинделя 3 с секцией 10 машина снабжены устройством дистанционного управления замковыми соединениями А и Б, которое выполнено в виде крестовины 25 с пальцами 26, 27, 28 и 29 (фиг. 2 и 4), установленными с разворотом на 90 и взаимодействующими с установленным на задних концах (считая от забоя) шнековых секций 10, 11 н т.д. подпружиненным штоком 30, размещенным в направлякнцей втулке 31 и шарнирно соединенным с поворачивающимся вокруг оси 32 рычагом 33, шарнирно соединенным с толкателем 34, конец которого снабжен конусом 35, взаимодействую щим во время соединения и разъединения с ко цами симметричных захватов 14 и 15. С целью центровки толкателя 34 последний снабжен продольным сквозным пазом 36 для . размещения центрирующего пальца 37, который закреплен внутри муфты 13. I Крестовина 25 закреплена на установленном ,в цилиндрической полости 38 шпинделя 3 шток 39 с поршнем. Шток 39 с поршнем снабжен по лым продольным отверстием, через которое пр пущен Дополнительный шток 40, один конец которогожестко скреплен с поршнем 41, а другой снабжен конусом 42, взаимодействующим с концами захватов 14 и 15. На заднем конце (считая от забоя)- каждой ишековой секции 10,1 k и т.д. установлен конический центратор 43 с четырьма отве(ктиями 44, 45, 46 и 47 для прохода пальцев 26, 27, 28 и 29. Центратор 43 выполнен с внутренними наклонными заходами 48 и продольными пазами 49 для размещения кулачков 50 муфты i3 для передачи крутящего момента от шпинделя 3 к буровому ставу. Крестовина 25 перемещается в пазах 51 муфты 13 (см. фиг. 5 и 6).. Шпиндель 3 снабжен распределительнъгм коллектором 52 с кольцевыми проточками .53, 54 и 55, которые каналами 56, 57 и 58 соеданены с полостями 38, 59 и 60. Шнекобуровая машина работает следующим образом., . После забуривания коронки 12 и секций 10 и 11 в пласт полезного ископаемого, т.е. после полного перемещения каретки 2 вперед .(iia ф1п-. 1 вверх) производится отсоединение шпинделя 3 от секции 10, для чего по каналу 58 рабочая среда (газ, жидкость и т. п.) подается в полость 60. Поршень 41 со штоком 40 пергмещаётся; вперед, конус 42, взаимодействуя с концами захватов 14 и 15,-заставляют . кулачки 16 и 17 сойтись и освободить высту-, пы 18 и 19. Каретка 2 отгоняется свободно в исходную позицию. Кулачки 16 и 17 при этом свободно проходят между выступами 18 . и 19. Давле1Ше рабочей среды в полости 60 сбр-.с.гоается. На раму 1 подается очередная шноговая секция, аналогичная секциям 10 и 11. 1Икековая секция устанавливается по оси буре1ШЯ ме)ду шзтивделем 3 и секцией iO. Отключается фрикционная муфта 7 и каретка 2 подается вперед. Кулашси 50 взаимодействуют с торцами наклонных заходов 48 и обеспечивают поворот итиндеяя 3 и наращиваемой шнековой секции вокруг их общей продольной оси до тех пор, пока кулачки 50 шпивделя 3 и нарап.йваемой секцш не войдут в продольные пази 49 (см. фиг. 1). При этом кулачки 16 и 17 за счет взаимодействия их передних скосов с выступами 18 и 19 сближаются друг с другом и проходят между выступами 18 и l9, т.е. в окно, обргзовшшое этими выступами. Под воздействием подпружиненных упоров 22 и 23 кулачки 16 и 17, пройдя между выступами 18 и 19, расходятся (поворачиваются) и заходят за выступы 18 и 19 внутри наращиваемой секции и секции 10. Включается муфта 7, чем обеспечивается передача крутящего момента на буровой став и процесс бурения продолжается. Крутящий момент на секции 10, И и т. д. и буровую коронку 12 передается от шпинделя 3 через кулачки 50 и продольные пазы 49. После заверщення бурения скважины на заданную глубину осуществляется процесс извлечения бурового става из нее и последовательное отсоединение шнековых секций ГО и 11 и т. д. от бурового става. Для этого каретку 2 подают по раме 1 назад (на фиг. 1 вниз) на расстояние, равное длине одной шнековой секции. Подают рабочую среду в полость 59. Порщень со штоком 39 перемещается вперед, увлекая за собой крестовину 25 с пальцами 26, 27, 28 и 29. Поскольку пальцев четыре (через каждые 90°), то один из них независимо от положения по оси вращения отсоединяемой секции, например, 10, обязательно входит во взаимодействие со штоком 30, пройдя Предварительно через отверстие 44 (45, 46, 47). Шток 30 толкает рычаг 33, который, поворачиваясь вокруг ОСИ 32, перемещает шарнирно соединенный с 1ййм толкатель 34, конус 35 которого, взаимодействуя с кондами захватов 14 и 15 шнековой секции 11, разводит их. Кулачки 1$ и 17 сжимаются, освобождая выступь 18 и 19 шнековой секции 11. Каретку 2 с отсоединяемой секцией 10 отгоняют назад до выхода кулачков 14 и 15 из конического центратора 43. Подают рабочую среду в полости 36 и 60, вследствие .чего шток 39 с поршнем перемещается назад, а поршень 41 со штоком 40 - вперед. Пальцы 26, 27, 28 и 29 выходят из зацепления с коническим центратором 43, а концы захватов 14 и 15 шнековой секции 10 сходятся и освобождают кулачки 16 и 17 от взаимодействия с выступами 18 и 19. Каретка 2 свободно отгоняется в исходную позицию (см.фша отсоединенная шнековая секция известными способами удаляется из рамы 1. Каретка 2 сно ва подается вперед к буровому ставу и процес сы соединения шпинделя 3 с очередной шнекоой секций, разъединения очередных секций между собой, разъединения шпинделя 3 с очередной шнековой секцией осуществляются так, как зто описано. Формула изобретения Замковое соединение ишековых секций бурового става, содержащее полую 1щлиндрическую муфту, внутри которой установлены поворотные захваты, ощшми концами взаимодействующие с выступами хвостовика щнековой секции, а другими - с головками подпружиненных упоров и конусным толкателем, отличающееся тем, что, с целью автоматизации соединения и разъединения шнековых секций, оно снабжено устройством дистанционного управления, kbtopoe вьшопнено из подвижной в осевом направлении крестовины с пальцами, Ёзанмодействующиш с установле1ШЫ1л на каждой секции подпружиненным штоком, связанным посредством рычажной системы с конусным толкателем. Источники информации, принятые во в1Шмание при экспертЮе 1.Патент CillAN 2715526, к л. 266-26,1955. 2.Заявка № 2350929, кл. Е 21 С 15/00, 1976, по которой принято положительное решение о вьвдаче авторского свидетельства. - фиг.З Риг.

. ,50

JJ

51

Р«г.5

Фиг. 6