Штангодержатель для бурового станка Советский патент 1982 года по МПК E21B19/10 E21B3/00 

1

Изобретение относится к горной промышленности, к буровым станкам.

Извecfeн буровой станок, включающий вращатель с ведущим патрубком, разборный став штанг и штангодержатель, состоящий из.корпуса, гильзы с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещения зажимные кулачки с конусной наружной поверхностью, контактирующей с конусным раструбом поршня, разделяющего полости корпуса на силовые камеры включения и выключения 1.

В этом станке используется заднее наращивание става штанг, а штангодержатель жестко установлен на станке и служит только для удержания става штанг от падения при спуске. Причем навертывание очередной штанги осуществляется вручную при остановленном вращателе, а при развертывании става используются штанговые ключи и ручное простукивание резьбового соединения, что часто приводит к производственному травматизму и снижает производительность труда.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является щтангодержатель, содержащий корпус, гильзу с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещения зажимные кулачки с конусной наружной поверхностью, контактирующей с конусным раструбом поршня, разделяющего полости корпуса на силовые камеры включения и выключения 2.

При использовании известного устройства производительность - недостаточная,

10. а условия труда - плохие.

Целью изобретения является повыщение производительности и улучшение условий работы.

15 Для достижения поставленной цели в штангодержатель, содержащий корпус, гильзу с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещения зажимные кулачки с конусной

20 наружной поверхностью, контактирующей с конусным раструбом поршня, разделяюшего -ПОЛОСТИ корпуса на силовые камеры включения и выключения, снабжен храповым механизмом одностороннего действия.

кинематически соединяющим гильзу с корпусом при развинчивании става штанг.

Кроме того, свободный угловой люфт гильзы составляет не менее 20°, а храповое колесо выполнено с количеством зубьев, кратным количеству замковых собачек, которые равнорасположены по окружности.

При этом храповое колесо выполнено съемным и соединено с гильзой посредством шлидевого соединения.

Кроме того, храповое колесо выполнено в корпусе, а замковые собачки установлены в гильзе.

На фиг. 1 приведен вариант исполнения бурового станка для подземных горных работ; на фиг. 2 - продольный разрез штангодержателя; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (поперечный разрез).

Буровой станок состоит из направляющей рамы 1, шарнирно установленной на распорной колонке 2. На направляющей раме имеется вращатель 3, кинематически соединенный со щтоком 4 податчика 5. На вращателе смонтирован ведущий патрон 6, осуществляющий вращение и подачу разборного става штанг 7 с пневмоударником 8. На переднем конце направляющей рамы установлен щтангодержатель 9 с возможностью его перемещения по направляющей раме и фиксации его в крайних положениях. Станок может быть смонтирован на самоходном шасси или на манипуляторе буровой каретки (не показано).

Штангодержатель состоит из корпуса 10 с крышкой И. Внутри корпуса на гильзе 12 уст;ановлен подвижный поршень 13, разделяюший полость корпуса на камеры включения 14 и выключения 15 штангодержателя. Поршень снабжен коническим раструбом, контактирующим с коническими поверхностями зажимных кулачков 16, установленных в окнах гильзы с возможностью их перемещения в радиальном направлении. Для разжима кулачков используется пружинное кольцо 17. В корпусе щтангодержателя смонтировано храповое устройство, состоящее из замковых собачек 18, установленных в гнездах корпуса, и храпового колеса 19, соединенного с гильзой 12 посредством шлицевого или иного другого соединения. Замковые собачки прижимаются к храповому колесу пружинками 20. Все храповое устройство закрыто крышкой 21. Храповое колесо может быть выполнено непосредственно в корпусе или для упрощения конструкции установлено и закреплено в нем, а замковые собачки смонтированы на гильзе (не показано).

Одна или несколько замковых собачек равномерно расположены по окружности. Причем угловое расстояние между зубьями храпового колеса, количество зубьев которого кратно числу замковых собачек, выполнены так, что свободный угловой люфт гильзы составляет не менее 20°.

Штангодержатель бурового станка работает следующим образом.

При наращивании става штанг в процессе бурения или спуска става во вращающийся раскрытый патрон 6 вращателя 3, находящегося при этом в крайнем заднем положении, вставляется очередная штанга. Патрон включается , захватывая штангу. После этого включается медленная подача, и вращающаяся штанга ввинчивается в конец става штанг, выступающего из щтангодержателя 9. Так как при этой операции щтангодержатель, удерживающий став щтанг от падения, позволяет ему свободно вращаться в направлении резьбового соединения щтанг, то соединение штанг осуществляется безударно. Таким образом устраняется излишне сильная затяжка резьбового соединения щтанг. После соединения щтанг щтангодержатель освобождает став, для чего сжатый воздух подается в камеру 15, сдвигая поршень 13 с коническим раструбом в крайнее верхнее (по чертежу) положение, а пружинное кольцо 17 раздвигает зажимные кулачки 16, давая возможность вращающемуся ставу штанг перемещаться в продольном направлении под действием усилия подачи. При разборке става вращатель с помощью податчика вытягивает став из скважины до появления из щтангодержателя очередной щтанги. В этом положении став штанг захватывается штангодержателем. Для этого в камеру 14 подается сжатый воздух, под действием которого конический раструб поршня 13 надвигается на зажимные кулачки 16, заставляя последние сдвигаться к центру, зажимая став штанг. После этого выключается вращатель на обратное вращение. При этом, так как храповое устройство имеет угловой люфт, то в конце холостого хода при вращении храповое колесо 19 своими зубьями с ударом контактируют с замковыми собачками, резко останавливая вращение зажатого в штангодержателе става штанг. Таким образом, развертывание штанги, захваченной ведущим патроном, осуществляется с ударным срывом резьбового соединения. При необходимости ударная нагрузка путем реверсирования может быть повторена несколько раз. Вывернутая щтанга освобождается из ведущего патрона. Вращатель подводится к очередной щтанге, выступающей из штангодержателя. Ведущий патрон захватывает очередную щтангу, щтангодержатель включается на разжим, и цикл повторяется.

В предложенном буровом станке осуществлено безударное свинчивание буровых щтанг с помощью вращателя, что снижает момент, необходимый для их развинчивания тем же вращателем. Использование при разборке става ударного момента для срыва

резьбового соединения штанг способствует снижению производственного травматизма и улучшает условия труда. Это способствует повышению производительности бурения скважин. Кроме того, возможность производить нараш,ивание става без остановки вращателя также ведет к повышению производительности бурения.

Формула изобретения

1. Штангодержатель для бурового станка, содержащий корпус, гильзу с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещения зажимные кулачки с конусной наружной поверхностью, контактирующей с конусным раструбом поршня, разделяющего полости корпуса на силовые камеры включения и выключения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и улучщения условий работы, штангодержатель снабжен храповым механизмом одностороннего действия, кинематически соединяющим гильзу с корпусом при развинчивании става штанг.

У../.:У/

2.Штангодержатель по п. 1, отличающийся тем, что свободный угловой люфт храпового механизма составляет не менее 20°.

3.Штангодержатель по пп. I и 2 отличающийся тем, что храповое колесо выполнено с количеством зубьев, кратным количеству замковых собачек, которые равнорасположены по окружности.

4.Штангодержатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что храповое колесо выпол0нено съемным и соединено с гильзой посредством шлицевого соединения.

5.Штангодержатель по пп. 1-4, отличающийся тем, что храповое колесо выпол-нено в корпусе, а замковые собачки уста5новлены в гильзе.

Источники информации, принятые во внимание при экспеэтизе

1.Авторское свидетельство СССР

0 Я 170022, кл. Е 21 С 1/00, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 515871, кл. Е 21 С 1/00, 1973 (прототип).