Патрон бурового станка Советский патент 1980 года по МПК E21B17/03 

Настоящее изобретение относите к области, горного дела,, а именно к патронам буровых станков, передаю щим осевое усилие и крутящий момент на буровой став. Известен патрон бурового .-станка содержащий подвижный и неподвижный корпуса и подпружиненные рычаги ( Недостатком этого патрона являет .ся невозможность его использования при разбуривании вертикальных скважин из-за ненадежной фиксации бурового става. Наиболее близким техническим решением является патрон бурового станка, включающий поворотный- корпус, подвижно соединенный с телом патрона, имеющего пазы и подвижные кулачки с упругими элементами 2. Основным недостат-ком известного патрона является возможное расклинивание торцов штанги и патрона между собой, что ведет к их износу Цель настоящего изобретения исключение расклинивания торцов штанги и патрона между собой, а также обеспечение захвата штанги пои обратном ходе. Поставленная цель достигается тем, что кулачки размещены подвижно в пазах патрона, выполненныз параллельно его оси вр.ащения, а в теле кулачков выполнены продольные проточки, в которых установлены направляющие тяги с ограничителями хода кулачков, жестко связанные с телом патрона. На фиг. 1 - общий вид патрона; на фиг. 2 - хвостовик штанги;на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2 ; на фиг. 4 .- сечение Б-В фиг. 2; на фиг. 5 - вид Н, фиг. 1; на фиг. 6 сечение В-В фиг. 5; на фиг. 7 сечение F-Г фиг 6; на фиг. 8 сечение Д-Д фиг. 6; на фиг. 9 и 10 сечение Е-Е фиг. 6. . Патрон буросбоечной машины сое-, гоит из тела патрона 1 с упрраьми 2, которые могут быть выполнены заодно с телом патрона 1 или жестко крепиться к телу . В теле патрона 1 выполнены направляющие пазы, имеющие конфигурацию, например, ласточкин хвост . В пазах тела патрона 1 размещены кулачки 3. Кулачки 3 образуют охватывающий контур - зев патрона. В кулачках имеются цилиндрические пазы 4, куда входят концы тяг 5, имеющие утолщения (тяги необходима для ограничения движения кулачков 3), Другие концы тяг жестко крепятся к упорному кольцу. 6, укрепленному к телу патрона 1, между кулачками 3 и упорным кольцом. 6 располаган)тся упругие элементы 7, сопряженные с тягами 5,

Между телом патрона 1 и корпусом 8, имеющим пазы 9 с поверхностями

I I

Ж,3-и выступы К

размещены

подиипники 10. Ограничителем осевого перемещения тела патрона 1 в корпусе 8 служит кольцо 11, укрепленное к торцу корпуса 8. К противоположному торцу корпуса 8 крепится . . вращатель (например, гидромотор). Следует заметить, что данный патрон работает в коплекте со штангой 12, имеющей бурт 13 и проточку 14 на хвостовике 15 многогранного (например, четырехгранного) сечения. При этом максимальный диаметр проточки 1.4 соответствует минимальному линейному размеру в сечении хвостовика штанги. Штанга подается (убирается) и удерживается на. оси бурения (при бурении, разбуривании), например, манипулятором. .

Исходное положение патрона при наращивании бурового.става (бурение пилот-скважины) следующее.

Штанга подана на ось бурения (например, манипулятором), Патрон находится в крайнем заднем положении. Упругие элементы 7 разжаты.- Концы тяг 5 упираются в дно цилиндрической проточки 4, имеющейся в ку.лачках 3 (фиг; б). Торцы кулачков 3 расположены в одной плоскостйГ с торцом тела патрона 1. Упоры 2 находятся при этом в пазах 9 и соприкасаются

Ж

пазов 9 (фиг.7)

с поверхностью

Зев патрона образованного кулачками 3 представляет собой многогранник (например, четырехгранник) и по размерам соответствует свободном-/ входу внего хвостовика штанги, в случае параллельности граней хвостовика и зева патрона (т.е. необходимая точная ориентация патрона и штанги), Предположим, что точная ориентация патрона и штанги не соблюдена. При этом, сечение хвостовика 15 штанги 12 расположено в пространств.е так, что свободный заход его в зев патрона невозможен. Подача патрона на штангу (штанга находится на оси бурения .в манипуляторе) , в этом случае, вызовет перемещение кулачков 3 по пазам тела .патрона 1. Перемещение кулачков осуществляется потому, что непараллельность граней хвостовика штанги и зева патрона, создала площадь контакта по торцам хвостовика штанги и кулачков патрона. Перемещение кулачков 3 вызовет сжатие упругих элементов. При передвижении кулачков штанга иходит в тело патрона 1. Лля захвата гитанги кулачками необходимо повернуть тело патрона 1 по направлению Л (фиг. 7). Для этого вращается корпус 8.

Вращение от корпуса 8 через поверхности ж пазов 9 и упоры 2 передается телу патрона 1 и, следовательно, кулачкам 3,Вращение кулачков 3 приведет , что грани зева в какой-то момент времени (по мере поворота) совпадут с гранями сечения штанги. Как только параллельность граней будет достигнута, упругие элементы разожмутся и перемест ят кулачки в исходное положение (т.е. торцы кулачков 3 опять находятся в одной плоскости с торцом тела патрона). Тяги 5 с утолщениями .на концах, входящих в Цилиндрически пазы 4 кулачков 3 ограничат дальнейшее выдвижение кулачков.

Вращение патрона прекращается и возобновляется осевая подача патрона на штангу. Осевое перемещение патрона будет осуществляться до тех пор, пока бурт 13 штанги 12 не

упрется в торец тела патрона 1.

к

При этом положении выступы

корпуса 8 расположились над проточкой 14 хвостовика штанги. Взаимное положение хвостовика штанги и выступов К корпуса 8 соответствует положению изображенному на фиг.9. : Следуетотметить, что при всех

К.

предыдущих движениях выступы

корпуса 8 не .препятствовали перемещению хвостовика 15 штанги 12 и были, как бы продолжением зева патрона.

При упоре бурта 13 в тело патрона 1 включается вращение корпуса 8 по направлению С, вследствии чего упоры 2 и поверхности 9 выйдут из контакта, т.к. штанга 12, а сней и тело патрона 1 заторможены (например, манипулятором).

Корпус 8 вращается. И при повороте корпуса 8 его выступы К займут в пазу 14 штанги 12 положение, указанное на фиг. 10. В этом положении свободное осевое перемещение штанги невозможно. Раздельное вращение корпуса 8 и тела патрона 1 будет продолжаться до тех пор, пока упоры 2 не встретятся с поверхностями 3 паза 9, далее вращение корпуса 8 передается за счет упоров 2 и торцов 3 штанге 12,

При окончании цикла бурения (длина одной штанги) для рассоединения патрона со штангой достаточной сообщить вращателю, а тем саг-ым и корпусу 8, направление вращения Л (фиг. 7). При этом упоры 2 выйдут из контакта с поверхностями 3, т.к. штанга 12, а вместе с ней и тело патрона 1 заторможены (торможе1ЖС ьозможно за -счет бурового става который в случае наращивания ставится в подхват, или манипулятора). При ихоле в контакт упоров 2 с поЖ

патрон открыт.Патверхностями

рон отходит в крайнее заднее Положение и он готов для захвата новой штанги. При разбуривании пилот-скважины обратным ходом совершается цикл обратный бурению пилот-скважины.. Цикл разбуривания заканчивается, когда патрон займет заднее положение, НО не крайнее. Буровой ставфиксируется или в подхват или манипулятором и вращателю сообщается

Л

(фиг.7).

направление вращения

Так как буровой став зажат в подхвате или манипуляторе, исключая штангу, нaxoдяtI s ocя в патроне, происходит рассоединение (развинчивание) штанги с буровым ставом. Патрон отводится в крайнее заднее положение. Штанга убирается с оси бурения (напри.мер, манипулятором) . Для захвата следующей штанги патрон необходимо подать вперед к буровому ставу, который находится в подхвате. Операции захвата описаны йыше.Став освобождается от подхвата или манипулятора и цикл разбуривания продолжается.- .

Осевое усилие при бурении передается от механизма подачи корпусу 8, далее телу патрона 1 и через бурт 13 штанги 12, упирающийся в торец тела патрона 1, буровому ставу, а значит и инструменту. При разбуривании от выступов К корпуса 8 (соединенного с механизмом подачи) , входящих в проточку 14 и упирающихся в поверхности хвостовика 15 образованные этой проточкой, штанге 12, а далее через буровой став инструменту.

Крутящий момент при бурении и раэбуривании передается от вращатеВ

12

Н

(Puz.i

лд (гидромотора) корпусу 8, далее телу патрона 1 (посредством паза 9 в корпусе 8 и пальцев 2 соединенных с телом патрона 1) с кулачками 3, охватывающими хвостовик штанги 12. От штанги 12, входящей в патрон бурового станка ставу, а далее инструменту. Следует отметить, что в корпусе 8 и патроне 1 против тяг 5 и упругих- элементов 7 имеются окна для выхода штыба, попавшего в зев патрона, пазы 9 корпуса 8 закрыты кожухом (на рисунках это не показано) . Пазы цилиндрических проточек в кулачках закрыты заглушками 16.

О конце каждой операции при от5крытии и закрытии патрона сообщается микровыключателями на пульт управления машины.

Формула изобретения

Патрон бурового станка, включающий поворотный корпус-, подвижно соединенный с телом патрона, имеющего пазы, и подвижные кулачки с упругими элементами отличающийся тем, что, с целью исключения расклинивания ,торцов штанги и патрО на между собой, а также обеспечения захвата штанги при обратном ходе, кулачки размещены подвижно в пазах патрона, выполненных параллельно еп оси враще:ния, а в теле кулачков выполнены продольные проточки, в кото рых установлены направляюгяие тяги с ограничителями хода кулачков, жестко связанные с телом патрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 340776, кл. Б 21 С 3/34, 1968.

2-. Авторское свидетельство СССР № 200541, кл. Е 21 С 15/00, 1966. . (прототип)..

А-К