Система подачи бурового станка Советский патент 1981 года по МПК E21B19/84 E21B3/00 

(54) СИСТЕМА ПОДАЧИ БУРОВОГО СТАНКА

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения, например, взрывных скважин на открытых горных работах. Известен станок для бурения скважин, содержаний гусеничный ход с приводом, раму на которой смонтированы компрессор, кабина с пультами управления, машинное отделение с электро- и гидрооборудованием, установленную на трех гидравлических домкратах мачту, враш.атель с редуктором, опорный узел с буровой штангой, маслонасосную станцию с датчиком давления, механизм подачи бурового инструмента, включающий два. гидроцилиндра подачи, дзе полиспасные системы с блоками, муфту 1. Однако при эксплуатации станка на заниженных режимах является повышенная вибрация бурового става, возникающая в процессе взаимодействия долота с забоем скважины, и станка в целом, вследствие передачи динамических нагрузок канатнополиспасной системой конструкции станка Известна система подачи бурового станка, включающая гидроцилиндры подачи с датчиком давления, дополнительные сообщенные между собой внутренними полостями силовые гидроцилиндры с датчиком давления в рабочей полости одного из них и усилители 2. Однако, известная система не может поддерживать давление в дополнительных гидроцилиндрах постоянным, что связано с большой инерционностью системы. В связи с этим недостаточна эффективность гашения вибраций рамы станка. Цель изобретения - увеличение эффективности снижения вибрации рамы станка. Поставленная цель достигается тем, что система снабжена электрогидравлическим преобразователем с обратной связью по давлению, к электрическому управляющему входу которого через усилители подключены датчики давления, а его гидравлический выход соединен с внутренними полостями дополнительных силовых гидроцилиндров. На фиг. 1 изображен станок, общий вид; на фиг. 2 - принципиальная схема системы. С танок для бурения скважин смонтирован на гусеничном ходу 1. Под рамой 2 расположен привод 3. На раме 2 смонтированы компрессор 4, кабина 5 с пультами управления, машинное отделение 6 с электро- h гидрооборудованием, маслонасосная станция 7 с датчиком 8 давления, мачта 9, гидравлические домкраты 10. В мачте 9 расположены вращатель 11 с редуктором 12, опорный узел 13 с буровой штангой 14. Система подачи бурового инструмента состоит из двух гидроцилиндров 15 нодачи, двух четырехкратных полиспасных систем 16 подъема. При ходе штока 17 гидроцилиндра подачи вверх опорный узел 13 вместе с буровой штангой 14 пойдет вниз. При этом полиспасная система дает возможность отцепиться вращателю 11 с редуктором 12 за счет собственного веса и переместиться на ту же величину, обеспечивая постоянным расстояние между вращателем И и опорнь м узлом 13. Крутящий момент от вращателя 11 к буровой щтанге 14 передается через резино-хордовую высокоэластичную муфту 18, которая предохраняет опорный узел 13 от высокочастотных вибраций. Ход штока 17 гидроцилиндра 5 подачи вниз поднимает вращатель 11, а за ним при помощи тяг 19 поднимается и опорный узел 13 с буровой штангой 14. Предварительное натяжение обеих канатно-полиспасных систем производится натяжным устройством 20. Гидроцилиндры подачи 15 установлены в нижней части мачты 9, ь верхней ее части установлены поворотные блоки 21. Вращатель 1 1 и опорный узел 13 перемещаются по направляющим 22 на каретках 23. Через блок 24 перекинут 1 кабель и П1ланг с воздушно-водяной смесью. Блок 24 за счет канатно-полиспасной системы 25 и блоков 26, 27 и 28 опускается в два раза медленнее, чем вращатель П. Внутренние полости дополнительных гидроцилиндров 29, штоки 30 которых скреплены с опорным узлом 13, а корпусы 31 - с концами напорных ветвей 32 канатнополиспасной системы 16, сообщены между собой. В полости одного из дополнительных гидроцилиндров 29 установлен датчик 33 давления. Ко входу электрогидравлического преобразователя 34 по давлению с электроуправляющим входом и гидравлическим выходом подсоединены датчики 33 и 8 давления, последний из которых установлен в рабочей полости одного из гидроцилиндров 15 подачи, через усилители 35 и 36. Гидравлический выход электрогидравлического преобразователя 34 по давлению подсоединен к внутренним полостям дополнительных гидроцилиндров 29, а его питание осуществляется подключением к маслонасосной станции 7. В качестве электрогидравлического преобразователя ПЭГ-Д используется двухкаскадный электрогидравлический усилитель с обратной связью по давлению в полости нагрузки. Входным сигналом преобразователя является электрический сигнал постоянного тока, а выходным - пропорциональное давление рабочей жидкости. Систе.ма работает следующим образом. При колебаниях опорного узла возникает динамическая нагрузка 13 и передается через напорные ветви 32 канатно-полиспасной системы 25 на раму 2 станка. При установке дополнительных гидроцилиндров 29 между опорным узлом 13 и концами напорных ветвей 32 канатно-полиспасной системы 16, если опорный узел 13 перемещается вверх, то в их внутренней полости возникает дополнительное давление сжатия, если опорный узел 13 перемещается вниз - дополнительное давление разряжения. Для компенсации пульсирующего давления во внутренних полостях дополнительных гидроцилиндров 29 и, следовательно, ликвидации вибрации рамы 2 станка, служит электрогидравлический преобразователь 34 по давлению. Принцип работы электро-гидравлического преобразователя 34 по давлению заключается в преобразовании входного электрического сигнала в пропорциональное изменение давления жидкости на выходе исполнительного органа. Эффективность работы электрогидравлического преобразователя 34 по давлению зависит от объема нагрузки. Дополнительные гидроцилиндры 29 служат для создания наиболее благоприятного режима электрогидравлического преобразователя по давлению, постоянного не зависящего от времени оптимального объема нагрузки. Датчики 33 давления преобразуют изменение давления во внутренней полости дополнительных гидроцилиндров 29 в электрический сигнал, поступающий через усилитель 35 на электрический вход электрогидравлического преобразователя 34 по давлению, который преобразует его в процорциональное изменение давления жидкости в них. Таким образом, давление в дополнительных гидроцилиндрах 29 поддерживается постоянным. Осевая нагрузка создается натяжением напорной ветви 32 канатно-полиспасной системы 16 и вызывает давление сжатия во внутренних полостях дополнительных гидроцилиндров 29. Для нормальной работы электро-гидравлического преобразователя 34 по давлению в одном из гидроцилиндров 15 подачи установлен датчик 8 давления, вырабатывающий электрический сигнал, зависящий от давления жидкости в гидроцилиндрах 15 подачи. Этот сигнал поступает на электрический вход управляющего органа электро-гидравлического преобразователя 34 по давлению через усилитель 36. Давление сжатия за счет создания осевой нагрузки напорной ветвью 32 канатно-полиспасной системы 16 во внутренних полостях дополнительных гидроцилиндров 29 будет скомпенсировано. Питание исполнительного органа электрогидравлического преобразователя 34 по давлению производится подключением к его входу маслонасосной станции. Применение предлагаемой системы позволит за счет ликвидации колебания рамы станка вести бурение на форсированных режимах, увеличить срок службы комплектующего оборудования, снизить вибрацию станка до санитарно-гигиенических норм и норм на комплектующее оборудование, увеличить продолжительность безаварийной работы станка, то есть повысить его надежность. Формула изобретения Система подачи бурового станка, содержащая гидроцилиндры подачи с датчиком давления, дополнительные сообщенные между собой внутренними полостями силовые гидроцилиндры с датчиком давления в рабочей полости одного из них и усилители отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности снижения вибрации рамы станка, она снабжена электрогидравлическим преобразователегд с обратной связью по давлению, к электрическому управляющему входу которого через усилители подключены датчики давления, а гидравлический выход соединен с внутренними полостями дополнительных силовых гидроцилиндров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 140768, кл. Е 21 С 1/00, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР о заявке № 2153072/03, кл. Е 21 В 19/08 1975 (прототип).