Бурильная машина Советский патент 1980 года по МПК E21B3/00 E21B44/06 

Изобретение относится к области бурильных машин вращательно-ударного действия для бурления шпуров и скважин, преимуш,ественно в подземных условиях.

Известна бурильная машина, включающая гидромотор враш.ателя, гидравлический ударник, гидроцилиндр подачи, предохранительные клапаны и гидрораспределитель 1.

Однако в такой бурильной машине не обеспечена защита от заклинивания бурового инструмента.

Известна также бурильная машина, включающая гидравлический ударник, гидроцилиндр подачи, связывающие их напорные магистрали со сливной магистралью, предохранительные клапаны с полостями дистанционного управления, гидрораспределитель с полостью управления и связанный с напорной магистралью гидромотор вращателя (2.

Однако в таком устройстве защита от холостых ударов и заклинивания бурового инструмента осуществлена разными элементами, что усложняет его конструкцию и снижает надежность.

Кроме того, в известных устройствах через гидрораспределение защиты проходит весь поток рабочей жидкости к исполнительному органу, что снижает КПД устройства.

Цель изобретения - упрощение конструкции бурильной машины и повышение ее КПД. Это достигается тем, что полости дистанционного управления предохранительных клапанов связаны со сливной магистралью через гидрораспределитель, полость управления которого связана с напорной магистралью гидромотора вращателя.

На чертеже представлена гидравлическая схема бурильной машины.

Бурильная машина состоит из гидромотора 1 вращателя бурового инструмента, гидравлического ударника 2, гидроцилиндра

подачи 3, предохранительных клапанов 4 и

5, подключенных к напорным магистралям

6 и 7, подающих жидкость к гидроцилиндру

подачи 3 и гидравлическому ударнику 2,

гидрораспределителя 8, полость управления

9 которого через подвод 10 подключена к напорной магистрали И, подающей жидкость к гидромотору 1 вращателя. Полости 12 и 13 гидрораспределителя 8 подсоединены к сливной магистрали 14, а полости 15 и

16 каналами 17 и 18 - к полостям дистанционного управления клапанов 4 и 5. Пружина 19 стремится переместить плунжер 20 гидрораспределителя 8 вправо. Плунжер 20 гидрораспределителя 8 снабжен кольцевой

проточкой 21. Предохранительные клапаны 4 и 5 состоят из собственно предохранительных клапанов 22 и 23, переливных золотников 24 и 25 и дросселей (дроссельных отверстий) 26 и 27. Буровой инструмент 28 соединен с гидромотором 1 посредством редуктора 29.

Работает бурильная машина следующим образом.

. При номинальном -режиме работы жидкость от гидронасосов (на чертеже не показаны) по магистралям 6, 7 и И поступает соответственно в гидроцилиндр подачи 3, гидравлический ударник 2 и гидромотор 1 вращателя бурового инструмента. Гидроцилиндр подачи 3 подает бурильную машину на забой и буровой инструмент 28 с усилием поджимается к породе. Гидромотор 1 вращает буровой инструмент 28, по которому наносятся удары гидравлическим ударником 2. Осуществляется вращательноударный режим бурения. Плунжер 20 гидрораспределителя 8 находится в среднем положении, при котором полости 12, 15 и 13, 16 перекрыты плунжером и полости дистанционного управления клапанами 4 и 5отключены от сливной магистрали 14. Клапаны 4 и 5 лишь предохраняют магистрали 6 и 7 от повышенного давления жидкости. При повышении давления жидкости сверх нормы, например, в цепи гидроцилиндра подачи 3 и магистрали 6 давление жидкости через дроссель 26 воздействует на клапан 22, после срабатывания которого переливной золотник 24 за счет разности давления жидкости на входе и выходе дрбсселя 26 перемещается и соединяет, магистраль 6 со сливом. Аналогично работает, и клапан 5 при повышений давления в цепи гидравлического ударника 2 и магистрали 7.

Если отсутствует контакт между буровьш инструментом 28 и породой или недостаточно усилие поджатия инструмента к породе, то момент, противодействующий вращению гидромотора 1, имеет небольшую величину , и давление жидкости в управляемой полости 9 золотника 8 недостато о для преодоления усилия пружины 19, прижимающей плунжер 20 в крайнее правое (по чертежу) положение. Полость дистанционного управления клапана 5 через канал 18, полость 16, кольцевую проточку 21 и полость 13 соединяется со сливной магистралью 14. Переливной золотник 25 соединяет магистраль 7 со сливной магистралью 14, и гидравлический ударник 2 прекращает работу, чем исключается возможность холостых ударов и буровому инструменту, и корпусу бурильной машины. Заклиниванию бурового инструмента

предшествует увеличение момента, противодействующего вращению гидромотора 1, что вызывает увеличение давления жидкости в полости управления 9 гидрораспределителя 8. Плунжер 20 гидрораспределителя 8 перемещается влево и кольцевой проточкой 21 соединяет полости 15 и 12. Полость дистанционного управления клапана 4 через канал 18, полость 15, кольцевую проточку 21 и полость 12 соединяется со сливом. Переливной золотник 24 соединяет магистраль 6 со сливной магистралью 14, давление жидкости в гидроцилиндре подачи 3 падает и буровой инструмент отжимается

от породы, что исключает возможность заклинивания бурового инструмента.

Таким образом, защита от холостой работы гидравлического ударника и предотвращение заклинивания бурового инструмента осуществляется одним элементом - гидрораспределителем, управляемым давлением жидкости в нагнетательной магистрали гидромотора вращателя бурового инструмента, что существенно

упрощает схему бурильной мащины и увеличивает ее надежность. Поток рабочей жидкости, поступающей к исполнительным органам, не проходит через гидрораспределитель, осуществляющий защиту машины от холостой работы ударника и заклинивания бурового инструмента, что уменьшает потери напора жидкости, т. е. повышает КПД.

Формула изобретения

Бурильная мащина, включающая гидравлический ударник, гидроцилиндр подачи, связывающие их напорн.ыё магистрали со

сливной магистралью, предохранительные клапаны с полостями дистанционного упра.вления, гидрораспределитель с полостью управления и связанный с напорной магистралью гидромотор вращателя, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, полости дистанционного управления предохранительных клапанов связаны со сливной магистралью через гидрораспределитель,

полость управления которого связана с напорной магистралью гидромотора вращателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 395568, кл. Е 21С 3/20, 09.12.71.

2. Патент СССР по заявке № 2117152, кл. Е 21С 1/00, 18.03.74.