Буровой станок Советский патент 1982 года по МПК E21B19/86 E21B3/00 E21B19/84 

(5) БУРОВОЙ СТАНОК

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым станкам для бурения взрывных и технологических скважин и может быт использовано для создания буровых станков с передним наращиванием ста ва штанг. Известен буровой станок, включаю щий вращатель разборного става штан установленный подвижно на направляю щей раме, и податчик р. В этом станке на раме установлен одноцилиндровый пневмодатчик, шток которого кинематически связан с кареткой вращателя. Такой податчик требует применения штанг, примерно равных по длине ходу податчика. В противном случае габариты станка будут слишком большими, что затруднит его применение в подземных усло виях. Использование коротких штанг снижает производительность бурения из-за возросших потерь времени на операции свинчивания и развинчивания става штанг. Крдме того, вращатель при пиевмоподаче имеет большую скорость движения при свободном ходе, что затрудняет проведение операции наращивания става штанг, что снижает производительность бурения. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является буровой станок, включающий вращатель разборного става штанг, установленный с возможностью перемещения по направляющей раме, податчик с силовым цилиндром, в средней части которого размещена разделительная €укса с впускно-выпускными каналами энергоносителя в рабочие камеры, шток, проходящий через буксу и несущий на концах порш; ни с роликами полиспастов, другие ролики которых установлены на концах податчйков, гибкие нити полиспастов, закрегшенные на концах податчика и вращателя 2. В этом устройстве большая скорост свободного перемещения вращателя затрудняет проведение операции наращивания става штанг, что снижает про изводительность бурения из-за неоднократного повторения этой операции, а жесткие удары в конце хода подачи снижают надежность бурового станка. Цель изоб|1етения - повышение про-: изводительности бурения, надежности и долговечности бурового станка. Для достижения поставленной цели в буровом станке, включающем вращаталь разборного става штанг, установ ленный с возможностью перемещения по направляющей раме, податчик с силовым цилиндром, в средней части которого размещена разделительная букса с впускно-выпускнымй.каналами энергоносителя в рабочие камеры, шток, проходящий через буксу и несущий на концах поршни с роликами полиспастов другие ролики которых установлены на концах податчика, гибкие нити полиспастов, закрепленные на концах по,датчика и вращателя, разделительная букса податчика снабжена подпружинен ными золотниками с толкателями, новленными с возможностью взаимодействия с поршнями, при этом в золотни ках выполнены дроссельные отверстия для сообщения рабочих камер с впускно-выпускнымй каналами. Золотники выполнены трубчатыми с внутренней расточкой под возвратную пружину. На фиг. 1 приведен буровой станок продольный разрез по податчику, на фиг. 2 показана разделительная букса податчика, продольный разрез по золотникам. Буровой станок состоит .из направляющей рамы 1, на которой подвижно установлен вращатель 2 с ведущим пат роном 3, в котором зафиксирован верх ний конец става штанг 4. На нижнем конце става штанг закреплен пневмоударник с буровым инструментом (не показаны). На переднем конце направляющей рамы может быть установлен щтангодержатель 5. Внутри рамы находится силовой цилиндр 6 пневмоподатчика. В средней части цилиндра помещ на разделительная букса 7, через которую проходит шток 8, на концах которого установлены по()и1ии 9 и 1П с закрепленными на них роликами или звездочками 11 и 12. На торцах рамы находится вторая пара роликов или звездочек 13 и . Через ролики или звездочки перекинута гибкая нить 15 (трос, лента или цепь), свободные концы которой закреплены, например, на торцах направляющей рамы с возможностью регулировки ее натяжения с помощью винтов 16 и 17, а в средней части закреплена на вращателе 2. Гибкая нить 15 и две пары роликов 11, 13 и 12, образуют систему полиспастов, позволяющих удвоить ход подачи вращателя по сравнению .с ходом поршня податчика. Такая схема податчика позволяет применить более длинную штангу, длина которой примерно равна удвоенному ходу поршня податчика. Снизу к направляющей раме прикреплен фланец 18, служащий для установки и фиксации станка на распорной колонке, салазках, самоходном шасси или на манипуляторе буровой каретки. В разделительной буксе 7 (фиг.2) помещены трубчатые золотники 19 и 20 с толкателями 21 и 22 и с расточкой под возвратные пружины 23 и 2k, удерживаемые от выпадения пружинными кольцами 25 и 26. На наружной поверхности золотников имеются расточки 27 и 28, соединенные с внутренним каналом золотников дроссельными отверстиями 29 и 30. Дроссельные отверстия могут быть выполнены в теле разделительной буксы для постоянного соединения впуско-выпускных каналов 31 и 32 непосредственно с рабочими камерами прямого хода 33 и обратного хода З силового цилиндра 6 (не приведено). В свободном состоянии толкатели золотников выступают из разделительной буксы на длину не менее длины резьбового соединения штанг. На торцах толкателей золотников могут быть выполнены пазы 35 и 36. Буровой станок работает следующим образом. При наращивании става штанг очередная штанга вставляется в патрон 3 вращателя 2, находящегося в крайнем верхнем (по чертежу) положении. При этом толкатель 21 золотника 19 утоплен поршнем Э в разделительную буксу 7. Далее включав гея податчик на прямой ход и сжатый воздух из впуско-выпускного канала 31 поступает в расточку 27 и через дроссель ное отверстие 29 в центральный канал золотника, откуда по пазам 35 в камеру прямого хода 33 силового цилиндра 6, заставляя поршень 9 со штоком 8 и поршень 10 с роликом 12 перемещаться вверх. Это перемещение поршней передается вращателю полиспастом, состоящим из гибкой нити 15 и роликом 12 и 14, причем скорос подачи вращателя определяется разме рами дроссельного отверстия 29, При медленной подаче и пониженных оборотах вращателя осуществляется ввертывание штанги в конец става штанг, удерживаемого штангодержателем 5. ГТри этом золотник 19 под действием пружины 23 следует за порш нем Э пока не упрется в ограничительное пружинное кольцо 25. В конце хода золотника сжатый воздух из впуско-выпускного канала 31 непосред ственно поступает в центральный канал золотника, имеющий значительно большее проходное сечение, чем дроссельное отверстие, поэтому скорость перемещения вращателя возрастает при спуске става штанг до максимума К этому моменту штангодержатель 5 выключается, отпуская став штанг. При бурении в этот момент включается пневмоударник, вращатель переключается на требуемую скорость вращения става штанг, а скорость подачи будет определяться скоростью бурения. Воздух из камеры обратного хода З вытесняется по центральному каналу золотника 20 и впуско-выпускному каналу 32 в атмосферу. В конце прямого хода подачи поршень 10, перемещаясь вверх, упирается в толкатель 22 золотника 20, вдвигая его в разделительную буксу 7. При этом золотник перекрывает канал 32 и соединяет его с камерой обратного хода 3 через дроссельное отверстие-30, снижающее скорость перемещения вращателя и предохраняющее тем самым механизмы бурового станка от излишне жестких ударов, особенно при спуске става штанг или при холостом ходе податчика, что повышает надежность и долговечность бурового станка. Замедленная подача вращателя в начале прямого хода гарантирует безударное и без отказное соединение штанг, что способствует повышению производительнос ти ПУООНИЯ. При подъеме става штанг и его разборке, когда вращатель 2 находится в крайнем нижнем положении ведущий патрон 3 включен и держит конец става штанг (штангодержатель выключен), а золотник 20 утоплен поршнем 10 в разделительную буксу 7, сжатый воздух из впуско-выпускного канала 32 через расточку 28, дроссельное отверстие 30, центральный канал золотника и пазы Зб поступает в камеру обратного хода 3. При этом поршень 10 со штоком 8 и поршень 9 с роликом 11 медленно без рывков начинает перемещаться вниз. Это перемещение поршней передается вращателю полиспастом, состоящим из гибкой нити 15 и роликов 11 и 13. Первоначальная скорость движения определяется размерами дроссельного отверстия 30. Вместе с поршнем 10 под действием пружины 2 перемещается золотник 20, пока не упрется в ограничительное пружинное кольцо 2б, В конце хода золотника, определяемого длиной выступающего в камеру обратного хода З толкателя 22, дроссельное отверстие 30 отсекается золотником от впуско-выпускного канала 32 и сжатый воздух.из него по центральному каналу золотника поступает непосредственно в камеру обратного хода. Скорость подъема става штанг при этом возрастает. Воздух из камеры прямого хода 33 вытесняется движущимся поршнем 9 по центральному каналу золотника 19 и впусковыпускному каналу 31 в атмосферу. В конце обратного хода поршень.9 упирается в толкатель 21 золотника 19 вдвигая его в разделительную буксу 7. При этом золотник перекрывает впуско-выпускной канал 31 и соединяет его с камерой прямого хода 33 через дроссельное отверстие 29, снижающее скорость движения вращателя и предохраняя тем самым механизмы бурового станка от жестких ударов при подъеме става штанг или при обратном холостом ходе податчика, что повышает надежность и долговечность бурового станка. В предлагаемом буровом станке уменьшаются затраты времени на сборку и разборку става штанг. Применение в податчике автоматически действующих концевых пневматических буферных золотнико облегчает и ускоряет процесс ввинчивания штанг при буреНИИ и спуске става штанг, что также способствует повышению производительности бурения. Кроме того, концевые пневматические буферные золотники повышают надежность и долговечность бурового станка, так как предохраняют его механизмы от жестких ударов в конце прямого и обратного хода подачи. Формула изобретения 1. Буровой станок, включающий вра щатель разборного става штанг, установленный с возможностью перемещения по направляющей раме, податчик с силовым цилиндром, в средней части которого помещена разделительная букса с впуско-выпускными каналами энергоносителя в рабочие камеры, шток, проходящий через буксу и несущий на концах поршни с роликами полиспастов другие ролики которых установлены

Ю

/7 68 на концах податчика, гибкие нити полиспастов, закрепленные на концах податчика и на вращателе, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности, надеж- ности и долговечности станка , разделительная букса податчика снабжена подпружиненными золотниками с толкателями, установленными с возможностью взаимодействия с поршнями, при этом в золотниках выполнены дроссельные отверстия для сообщения рабочих камер с впуско-выпускными каналами. 2. Станок по п.1, отличающ и и с я тем, что золотники выполнены трубчатыми с внутренней расточкой под возвратную пружину. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР. №515871, кл. Е 21 С 1/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР №390250, кл. Е 21 С 1/00, 1970 (прототип) .

-32