Гидравлическая буровая головка ударно-вращательного действия Советский патент 1981 года по МПК E21B1/26 

I

Изобретение относится к горнорудной проьйппленности и может использоваться в качестве рабочего органа в установках для бурения взрывных скважин.

Известны конструкции гидравличес.ких машин применительно к ударно-вращательному бурению. Они содержат гидрообъемное устройство с гидромотором вращателя, орган управления с подпружиненным золотником, редуктор, ограш1читель расхода жидкости и напорную и сливную магистрали 1

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическая буровая головка ударио-вращательиого действия, содержащая вращатель бурового става и ударный механизм, в корпусе которого, вьшолненном с напорной и сливной магистралями, расположен ударный боек со штоком и поршнем, образующнй с его стенками аккумулирующую, напорную, сливную

И вспомогательную полости, и имекнций подпружиненный золотник, торцовые камеры которого постоянно сообщены между собой и со сливной магистралью, а управлякицая камера имеет возможность периодического сообщения с напорной и сливной полостями ударного механизма Г2 1.

Недостатком зтой маишны является относительная сложность конструкции:

10 ..ударного механизма и его значительная -.длина,

Цель изобретения - сокращение осевой длины буровой головки и упрощение ее конструкции.

15

Поставленная цель достигается тем что вспомогательная полость ударного механизма расположена между сливной и напорной полостями, а на штоке ударного бойка выполнена кольцевая

20 проточка, при этом управляющая камера золотника периодически сообщена с напорной и сливной полостями ударного механизма посредством вспомо3гательной полости и кольцевой проточ ки штока. На 4иг.1 изображена гидрокинемати ческая схема предлагаемой гидравлической буровой головки ударно-вра щательного действия; на фиг.2 и 3 то же, продольный разрез; на фиг.4 то же,поперечный разрез. Гидравлическая буровая грловка содержит ударный механизм, в корпус 1 которого размещен шпиндель 2,жест ко соединенный с буроёым ставом, и ударный боек, включающий собствен боек 3 и поршень 4. Головка имеет подпружиненный двухпозиционный трех поясковый золотник управления 5,рас положенный в продольной осевой.расточке гильзы 6. Корпус 1 и гильза 6 запрессованы в цилиндр 7 и образуют вместе неподвижную корпусную часть, в которой могут перемещаться только ударный боек, шпиндель 2 и золотник 5. Ударный боек имеет шток 8, на котором выполнена кольцевая проточка 9.. Корпус 1 и ударный боек образуют между собой аккумулирующую 10, напорную 11, сливную 12 и вспомогательную 13 полости. При этом, вспомогательная полость 13 расположена между сливной 12 и напорной И полостями ударного механизма. Торцовые камеры 14 и 15 золотника имеют разное сечение, и постоянно сообщены между сббой каналом 16 и со сливной магистралью 7. Управляющая камера 18 золотника 5 имеет возможность периодического сообщени с напорной 11 и сливной 12 полостя-т ми ударного механизма посредством вспомогательной полости 13 и кольцевой проточки 9 штока 8 ударного бойка. Первый поясок золотника 5, имеющ больший диаметр, чем остальные два взаимодействует с рабочими каналами 19, соединенными с напорной полость И. В зависимости от положения золо ника 5 напорная магистраль 20 приво да через проточку 2 на золотнике 5 сообщается с каналами 19 или напоро вращателя бурового става, содержащего гидромотор 22 вращателя, к которому подключен гидроаккумулятор 23, а сливные каналы 24 через прото ку 25 на золотнике 5 и каналы 19 периодически сообщается между собой Управляющая камера 18 посредством канала управления 26 сообщена со сромогательнойполостью 13. Гидравлическая буровая головка дарно-вращафельного действия работает следукнцим образом. Перед включением насоса ударный боек под действием давления газа в аккумулирующей пoлoctи 10 прижат к хвостику шпинделя 2, а золот№1К 5 благодаря упругой силе пружины находится в левом положении и отсекает своим первым пояском напорную . полость 11 от сливной 12, а вторым напор гидромотора 22 от напорной магистрали. После включения насоса жидкость под давлением через проточку 21 на золотнике 5 и каналы 19 поступает в напорную полость 11, в результате чего ударный боек начинает двигаться вправо, сжимая газ в полости 10 и вытесняя на слив отработанную жидкость из сливной полости 12. Перемещение ударного бойка вправо продолжается до тех пор, пока напорная полость 11 через проточку 9 на штоке 8 ударного бойка не сообщится со вспомогательной полостью 13. После этого жидкость из вспомога - тельной полости 13 по каналу управления 26 поступает в управляющую- ; камеру 18 и перемещает золотник 5 вправо. В результате занятия золотником 5 правого положения, напорная nor лость 11 посредством рабочих каналов 19 проточки 25 на золотнике 5 соединяется со сливной полостью 12 и отсекается от напорной магистрали третьим пояском, а жидкость от яасоса через проточку 21 поступает одновременно в рабочие камеры гидромотора 22 вращателя и гидроаккумулятор 23. После зтого давление в полостях 11 и 12 выравнивается и ударный боек под действием давления газа в полости 10 сначала затормаживается, а затем ускоренно движется влево для нанесения удара по хвостику шпинделя 2. , До соударения золотник 5 удерживается в правом положении за счет разницы сил, действующих на его первый и второй пояски, обусловленной давлением гидродинамического потока жидкости и полученного замкнутого объема жидкости в управляющей камере. 5 Перед нанесением удара управляющая камера 18 через проточку 9 на штоке 8 и вспомогательную полость 13 сообщается со сливной полостью П В период соударения ударный боек и поток жидкости, следующий из напо ной полости 11 по рабочим каналам 19 и проточку 25 на золотнике 5 в сливную полость 12, полностью теряю свои скорости. В результате этого в силы, удерживающие золотник 5 в пра VBOM положении, снижаются, золотник |5 под действием упругой силы пружины I перемещается влево и занимает свое первоначальное положение, отсекая напорную полость 11 от сливной 12 и соединяя ее через проточку 21 с напорной магистралью, а также разобщая напор гидромотора 22 от напорной магистрали. Далее цикл повторяется. Б период совершения ударным бойком холостого, хода гидромотор 22 вращателя работает от потока жидкост под давлением, поступающего из гидро аккумулятора 23. Формула , изобретения Гидравлическая буровая головка ударно-вращательного действия, содержащая вращатель бурового става 5 и ударный механизм, в корпусе которого, выполненном с напорной и сливной . мaгиcтpaля в, распс южен удар№1й боек со штоком и поршнем, образующий с его стенками аккумулирующую, напорную, сливную и вспомогательную полости и имеющий подпружиненный золотник, торцовые камеры которого постоянно сообщены между собой и со сливной магистралью, и управляющая камера имеет возможность периодического сообщения с напорной и сливной полостями ударного механизма, отличающая ся тем, что, с целью сокращения осевой длины буровой головки и упрощения ее конструкции, вспомогательная полость ударного механизма расположена, между сливной и напорной полостями, а на штоке ударного бойка выполнена кольцевая проточка, при этом управляющая камера, золотника периодически сооб- щена с напорной и сливной полостями ударного механизма посредством вспо-. могательной полости и кольцевой проточки птока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 481697, кл. Е 21 С 3/24, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 663831, кл. Е 21 С 3/20, 1977 (прототип).

W