Устройство для ударного бурения Советский патент 1981 года по МПК E21B1/04 

1

Изобретение относится к бурению, а именно к бурению ударно-канатным способом.

Известно устройство для ударного бурения, включающее лебедку, связанную с приводом посредством элемента сцепления и взаимодействующий с ним механизм реверсирования каната лебедки и обеспечивающее забивку породоразрушающего наконечника с балансира ги.

Однако осуществление этого процесса с лебедки весьма затруднительно, так как при этом трудно создать необходимую частоту ударов, выдержать постоянную величину хода и избежать отрыва снаряда от забоя.

Известно также устройство для ударного бурения, включающее лебедку связанную с приводом посредством элемента сцепления и взаимодействующий с ним механизм реверсирования каната лебедки 2 .

Однако невозмо хность оперативного изменения режимов его работы снижает производительность бурения.

Цель предложения - повышение производительности устройства путем обеспечения возможности оперативного изменения режимов бурения.

Указанная цель достигается благодаря тому, что механизм реверсирования выполнен в виде гидроцилиндра одностороннего действия и клапанного распределителя, имеющего напорную и сливную магистрали, впускной обратный клапан со штоком его управления, два запорных обратных клапана, сливной обратный клапан, регулируемый

0 дроссель, поршневой гидроцилиндр с подпружиненным штоком, взаимодействующим с канатом лебедки и штоком управления сливного обратного клапана, причем, подклапанная полость

5 впускного обратного клапана связана с напорной магистралью, его надклапанная полость - с надклапанными полостями запорных обратных клапанов, подклапанная полость одного из ко0торых соединена с надклапанной полостью сливного обратного клапана и рабочей полостью гидроцилиндра одностороннего действия, а другого со входом регулируемого -.дросселя и

5 рабочей полостью поршневого гидроцилиндра с подпружиненным штоком, причем подклапанная полость сливного обратного клапана и выход регулируемого дросселя связаны со сливной

0 магистралью. На фиг. 1 схематически изображен устройство для ударного бурения; на фиг. 2 - механизм реверсирования каната лебедки. Устройство для ударного бурения состоит из лебедки 1у связанной через элемент сцепления 2 с двигате|лем привода 3, механизма реверсиров ния каната, включакхцего гидроцилиндр одностороннего действия 4, взаимодействующий с элементом сцепления 2, причем рабочая полость гидроцилиндра 4 связана с напорной и сливной магистралями через клапан ный распределитель 5 и рычажный элемент 6, взаимодействующий с клапанным распределителем 5 и рабочим канатом 7. Клапанный распределитель 5 (фиг.2) сЪстоит из впускно го клапана 8. Запорных клапанов 9 и:10, сливного обратного клапана 11 регулируемого дросселя 12, поршневого гидроцилиндра 13 с поршнем 14 и связанного с ним штока 15, подпружиненных пружиной 16 и штока 17, взаимодействующего с рычажным элементом 6. Нсшклапанная полость впускного клапана 8 связана каналом 18 с напорной магистралью, подклапанная полость его связана каналом 19.с подклапанными полостями запорных клапанов 9 и 10, включенных навстречу друг другу. Надклапанная полость запорного клапана 9 связана каналом 20 с рабочей полостью гидро цилиндра 13 и через регулируемый дроссель 12 каналом 21 со сливной магистралью. Надклапанная полость запорного клапана 10 связана каналом 22 с над клапанной полостью сливного обратно го клапана 11 и трубопроводом 23 с рабочей полостью гидроцилиндра одно стороннего действия 4. Подклапанная полость сливного обратного клапана 11 соединена клапаном 24 и каналом 21 со сливной магистралью. Устройство работает следующим образом. При ненагруженном рабочем канат 7 лебедки 1 рычажный элемент б вза имодействуя с штоком 17 открывает впускной клапан 8 клапанного распр делителя 5, при, этом рабочий агент напорной магистраши по каналу 18 через впускной клапан 8 и по каналу 19 попадает в подклапанные полости запорных клапанов 9 и 10. Через запорный клапан 10 рабочий агент попадает -по каналу 22 в надклапанную полость сливного клапана 11, а по каналу 22 и трубопроводу 23 в рабочую полость гидроцилиндра одностороннего действия 4, который в свою очередь взаимодействует с элементом сцепления 2, включаятем самым лебедку 1. Через запорный клапан 9 и канал 20 рабочий агент попадает в рабочую полость вспомогательного цилиндра 13 отодвигая поршень 14 и связанный с ним шток 15 и сжимая пружину 16. При натяжении рабочего каната 7 рычажный элемент 6 перестает взаимодействовать со штоком 17 и впускной клапан 8 закрывает доступ рабочего агента в клапанный распределитель 5. Под воздействием пружины 16 поршень 14 выдавливает рабочий агент из рабочей полости гидроцилиндра 13 через канал 20, надклапанную полость запорного клапана 9, дроссель 12 и канал 21 в сливную магистраль. Шток 15, двигаясь вместе с поршнем 14, взаимодействует с сливным клапаном 11 и открывает его, при этом рабочий агент из гидроцилиндра 4 по трубопроводу 23, каналу 22, через сливной клапан 11, по каналам 24 и 21, выдавливается в сливную магистраль. При выключенной лебедке снаряд под действием силы тяжести падает на забой. Когда снаряд достигает забоя рабочий канат 7 перестает взаимодействовать с выявительным рычажным элементом 6, который начинает взаимодействовать со штоком 17 клапанного распределителя 5 и цикл повтеряется. Высота подъема снаряда над забоем зависит.от продолжительности включения механизма реверсирования каната (продолжительности включения лебедки) и регулируется дросселем 12. За счет четкого соблюдения технологий бурения (высоты подъема инструмента над забоем), а также плавного и оперативного (без остановки бурения) изменения параметров режима работы возрастает как рейсовая скорость , так и коммерческая скорость проходки скважин. Формула изобретения Устройство для ударного бурения, включающее лебедку, связанную с приводом посредством элемента сцепления и взаимодействующий с ним механизм реверсирования каната лебедки,о тличающееся тем, что, с целью повышения его производительности путем обеспечения возможности оперативного изменения режимов бурения, механизм реверсирования выполнен в виде гидроцилиндра одностороннего действия и клапанного распределителя, имеющего напорную и сливную магистрали, впускной обратный клапан со штоком его управления, два запорных обратных клапана,сливной обратный клапан, регулируемый дроссель, поршневой гидроцилиндр

с подпружиненным штоком, взаимодействующим со сливным обратным клапаном, рычажный элемент, установленны с возможностью взсшмодействия с канатом лебедки и штоком управления сливного обратного клапана, причем подклапанная полость впускного обратного клапана связана с напорной магистралью, его надклапанная полость - с надклапанными полостями язапорных обратных клапанов, подклапанная полость одного из которых соединена с надклапанной полостью сливного обратного клапана и рабочей полостью гидроцилиндра одностороннего действия, а другого - со

входом регулируемого дросселя и рабочей полостью поршневого гидроцилиндра с подпружиненным штоком, причем подклапанная полость сливного обратного клапана и выход регулируемого е дросселя связаны со сливной магистралью. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кардыш В.Г. и др. Бурение неглубоких сквс1жин. М., Недра,: 1971, с. 134-166.

2. Ребрик Б.М. Ударное бурение грунтов. М., Недра, 1976, с. 157159 (прототип).

W§ ,