Инерционный привод бурового инструмента Советский патент 1980 года по МПК E21B3/03 

1

Изобретение относится к буровой технике, в частности к приводним устройствам буровых машин с импульсным вращением ведомого вала.

Известен инерционный привод, включающий в себя приводный вал, соединенный упругой муфтой с водилом, выполненным в качестве ведомого вала рабочего инструмента и несущим свободно посаженные, неуравновешенные конические колеса, введенные в зубчатое зацепление с промежуточным коническим колесом, закрепленным в корпусе 1.

Недостаток данного устройства состоит в том, что создаваемые коническим импульсатором крутильные колебания ограничиваются возможностями упругой муфты, поэтому разработка горных пород ведется в основном только за счет малоизменяемого враил,ающего момента и периодических вертикальных мягких импульсов.

Известен также инерционный привод, включающий ведущий вал с солнечной щестерней, введенный в зацепление со свободно посаженными на водило неуравновещенными сателлитами планетарного импульсатора, соединенный с рабочим инструментом

ведомый вал и замкнутый на корпус автолог 2.

Недостаток устройства состоит в TONS, что полезно не используется энергия, которая разряжается на корпус с помощью автолога, чем снижается э(|)фективность бурения в целом.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения за счет придания рабочему инструменту продольных импульсов, преимущественно ударного характера.

Это достигается тем, что привод снабжен дополнительным автологом, зубчатыми секторами и промежуточным валом, установленными в корпусе неподвижными кремальерами и трехзвенной конической зубчатой передачей, связывающей водило с ведомым валом, промежуточное колесо которой посредством дополнительного автолога установлено на промежуточном валу, причем корпус подпружинен относитетьно рабочего инструмента, а также тем, что рабочий инструмент снабжен наковальней, а корпус - бойком.

На фиг. 1 изображена принципиальная кинематическая схема привода; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Привод состоит из двигателя 1, установленного на неподвижной раме 2, несущей зафиксированный в нодшипнике рабочий инструмент 3, связанный посредством подвижного шлицевого соединения с ведомым валом 4, который через автолог 5 соединен с ведомым коническим колесом 6. В свою очередь вал двигателя 1 также через шлицевое подвижное соединение соединен с ведущим валом 7 с закрепленной на нем солнечной щестерней 8, введенной в зубчатое зацепление с попарно и диаметрально расположенными на водиле 9 неуравновещенными сателлитами 10. Водило 9 несет закрепленное на нем ведущее коническое колесо 11, введенное в зубчатое зацепление с промежуточным коническим колесом 12, а через него и с коническим колесом 6. Колесо 12 посредством дополнительного автолога 13 соединено с промежуточным валом 14 с зубчатыми секторами 15, введенными в зацепление с закрепленными на раме 2 неподвижными кремальерами 16. Ведущий вал 7, ведомый вал 4 и промежуточный вал 14 установлены в подщипниках корпуса 17, соединенного с рамой 2 и рабочим инструментом 3 подпружиненными стяжными болтами 18. Кроме того, корпус 17 оборудован бойком 19, законтактированным с наковальней 20, скрепленной с рамой 2 и рабочим инструментом 3. Устройство работает следующим образом. От двигателя 1 через ведущий вал 7 вращение получает солнечная щестерня 8, а с ней и сателлиты 10, создающие на водиле 9 за счет своей противофазной неуравновещенности знакопеременный вращающий момент - двусторонние крутильные колебания. Указанные крутильные колебания испытывают и конические колеса 12 и 6. Колесо 6, вращаясь против часовой стрелки (см. фиг. 2), через автолог 5 увлекает за собой ведомый вал 4 и инструмент 3. В это время промежуточное коническое колесо 12 вращается против часовой стрелки (см. фиг. 3), не воздействуя на вал 14. Через полоборота сателлита 10 на водиле 9 воздействует момент, обеспечивающий вращение по часовой стрелке колеса 12, а через аналог 13 - вала 14. При этом за счет кремальерной передачи 15-16 вал 14 совместно с корпусом 17 начинает перемещаться вверх относительно рамы 2. Это перемещение продолжается до тех пор, пока суммарная сила от веса корпуса 17 со всей его начинкой и силы упругости пружин 18 не станет больще окружного усилия на секторах 15, равного Р М:г, где М - крутящий момент на валу 14; г - радиус сектора (колеса) 15. Элемент 15 выбран в качестве сектора, так как его вращение не бывает полнооборотным. Как только упомянутое сопротивление подъему корпуса 17 станет больще уменьщающегося Р, корпус 17 начинает двигаться вниз, в результате чего инструмент 3 получает одновременно продольный и крутильный импульсы. Продольные вертикальные перемещения корпуса 17 относительно рамы 2 поддерживаются подвижными ЩЛИЦеВЫМИ связями Ьсдущего вала 8 с валом двигателя 1 и ведомого вала 4 с инструментом 3. С целью усиления продольного перемещения всей рассматриваемой конструкции вниз, целесообразно импульс в этом направлении делать ударным, для чего корпус 17 оборудуется бойком 19, а рама 2 - наковальней 20. Технико-экономический эффект устройства состоит в полезном использовании крутильного импульса, действующего на водило в направлении, противоположном вращению рабочего инструмента, и в преобразовании его в продольное, преимущественко ударное, воздействие, Формула изобретения 1.Инерционный привод бурового инструмента, включающий ведущий вал с солнечной щестерней, введенный в зецепление со свободно посаженными на водило неуравновешенными сателлитами планетарно о кмпульсатора, соединенный с рабочим инструментом ведомый вал и замкнутый на корпус автолог, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности бурения, привод снабжен дополнительным автологом, зубчатыми секторами с промежуточным валом, установленными в корпусе неподвижными кремальерами и трехзвенной конической зубчатой передачей, связывающей водило с ведомым валом, промежуточное колесо которой посредством дополлительного автолога установлено на промежуточном валу, причем корпус подпружинен относительно рабочего инструмента. 2.Привод по п. 1, отличаюш ийся тем, что, с целью передачи на инструмент продольных ударных импульсов, рабочий инструмент снабжен наковальней, а корпус - бойком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Хд 564894, кл. В 06 В 1/16 29.04.7 2. Авторское свидетельство СССР JVb 422610, кл. Г 28 D ;/00, 07.06.72 (прототип).

(7

ff

2S

Фиг.2

иг.6