Патрон бурового станка Советский патент 1982 года по МПК E21B17/03 

(54) ПАТРОН БУРОВОГО СТАНКА

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к патронам буровых станков.

Известен патрон бурового станка, включающий корпус, подпружиненные рычаги и оси, в котором рычаги выполнены однопле- 5 чими, оси которых расположены в плоскости, не проходящей через ось вращения патрона, причем один из рычагов снабжен стопором для фиксации нерабочего положения 1.10

Недостатком патрона является то, что передача крутящего момента от него на буровой став обеспечивается через малую площадь контакта рычага и паза штанги, ограничивающую величины нагрузок, а следовательно, длину и диаметр скважины. Пат- 15 рон не допускает работ по расширению скважин обратным ходом при демонтаже штанг, так как площадь контакта рычага и паза штанги в этом случае особенно мала. Патрон не обеспечивает реверсирование бу- 2о рового стана без подхода оператора к станку.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является патрон бурового станка, включающий корпус с пазами, связанный с вращателем, стакан и запирающее устройство с пружиной, рычагами и фиксатором 2.

Патрон бурового станка характеризуется недостаточной производительностью из-за отсутствия автоматизации захвата и освобождения штанг.

Цель изобретения - обеспечение дистанционного и автоматического управления работой патрона посредством механизации процессов захвата и освобождения штанг, повыщение прочности, а также снижение трудоемкости и затрат времени на вспомогательные операции при бурении.

Для достижения поставленной цели в патроне бурового станка, включающем корпус с пазами, связанный с вращателем, стакан и запирающее устройство с пружиной, рычагами и фиксатором, запирающее устройство выполнено Б виде подвижных вилок, размещенных в пазах корпуса перпендикулярно оси вращения и связанных друг с другом посредством осей, пружин и рычагов, концы которых попарно соединены посредством расположенных в направляющих корпуса пальцев, установленных с возможностью взаимодействия со стаканом, имеющим фиксатор, связанный с.гнездами вращателя посредством дополнительных рычагов. Кроме того, патрон снабжен параллелограммным механизмом, выполненным в виде двух пар рычагов, которые шарнирно связаны с вращателем, а одна из пар соединена стяжкой. На фиг. 1 показан патрон по оси вращения; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 1. Патрон состоит из установленного на выходном валу вращателя 1 бурового станка корпуса 2 с гнездом 3 для размещения хвостовика щтанги, каналом 4 для подвода промывочной жидкости, уплотнением 5 и пазом 6, перпендикулярным оси вращения л симметрично расположенным по бокам гнезда 3. В пазу 6 навстречу друг другу установлены две подвижные снабженные профильными вырезами вилки 7 с закрепленными в них осями 8, через окна 9 корпуса 2 выходящими за его внешний контур. Оси 8 попарно связаны между собой пружинами сжатия 10. Кроме того, на осях 8 щарнирно установлены рычаги 11, свободные концы которых попарно соединены пальцами 12, консольно выходящими на обе стороны от рычагов. Концы пальцев 12, направленные к оси вращения патрона, размещены в пазах 13 корпуса 2, а противоположные концы с незначительным зазором установлены под кольцевым торцем 14 стакана 15, охватывающего корпус 2. Эти концы пальцев могут быть снабжены роликами. В одном из отверстий 16 стакана 15 размещен подпружиненный фиксатор 17, попеременно входящий в кинематическую связь с гнездами 18 или 19 одного из кронщтейнов 20, закрепленных на вращателе 1. На кронштейне 20 со стороны фиксатора 17 с помощью оси 21 установлен поворотный рычаг 22 со щтырем 23, входящим в гнездо 19. Стакан 15 через оси 24 и 25, 26 и 27 и две пары рычагов 28 и 29, составляющие два одинаковых параллелограммных механизма, связан с кронштейнами 20 и удерживается ими от вращения. Рычаги 29 двуплечие и соединены между собой стяжкой 30 Отверстия 31 и 32 рычагов 28 и 29 выполнены овальными. При работе патрона оси 8, пружины 10, рычаги 11 и пальцы 12 вращаются совместно с его корпусом 2. Управление работой (открытие и закрытие) патрона при дистанционном и автоматическом управлении обеспечивается при помощи копиров, которые устанавливаются на подхвате и питателе штанг бурового станка. В описании подхват, -питатель и копиры не показаны, а направления их поочередного взаимодействия с элементами патрона указаны стрелками Г и Д. Кроме того, патрон снабжен средствами открытия и закрытия его вручную. Работает патрон следующим образом. На фиг. 1-4 патрон показан в положении «Закрыто. При бурении скважины после перемещения вращателя 1 с патроном и буровым ставом в крайнее переднее положение относительно бурового станка и при последующем закрытии подхвата его копир, надвигаясь на стакан 15 (показано стрелкой Г), смещает стакан вниз относительно корпуса 2 (в сторону вращателя). При этом фиксатор 17 утапливается в отверстие 16, выходит из контакта с гнездом 18 и входит в гнездо 17, выталкивая из него штырь 23 с одновременным поворотом влево рычага 22 вокруг оси 21. Фиксатор 17 через гнездо 19 удерживает стакан 15 в нижнем положении. Одновременно торец 14 стакана 15 входит в контакт с внещними концами пальцев 12 и смещает пальцы вниз вдоль пазов 13. Рычаги 11, поворачиваясь вокруг пальцев 12 при их смещении, через оси 8 раздвигают вилки 7, открывая патрон (освобождая щтангу) и растягивают пружины 10. При смещении стакана 15 вниз рычаги 28 и 29 одновременно и на одинаковые углы поворачиваются вокруг осей 24 и 25. Овальность отверстий 31 и 32 связи рычагов 28 и 29 с осями 26 и 27 стакана 15 обеспечивает прямолинейность смещения последнего. Описанным способом запирающее устройство патрона приводится в положение «Открыто с одновременным освобождением нижнего конца штанги от удержания. Открытый патрон совместно с вращателем смещается в заднее (нижнее) положение относительно бурового станка. Затем каретка питателя подает очередную щтангу на ось бурения и удерживает ее на оси до обеспечения соединения этой щтанги с нижним концом находящегося в скважине и удерживаемого подхватом бурового става, а также с патроном (на фиг. не показано). При подаче вперед патрон надвигается на нижний конец щтанги, который входит в гнездо 3. -После входа нижнего конца щтанги в гнездо 3 и перед началом свинчивания штанги с буровым ставом рычаг 22 надвигается на копир каретки питателя (направление действия копира на рычаг показано стрелкой Д), штырь 23 смещается в гнездо 19 и выталкивает из него подпружиненный фиксатор 17, утапливая его в отверстие 16 стакана 15. Проворачиванием патрона при совмещении лысок щтанги с профильными пазами вилок 7 последние под действием пружины 10 смещаются к оси вращения патрона и захватывают щтангу. Рычаги 11, поворачиваясь пальцами 12 перемещают стакан

15 в верхнее положение, при этом фиксатор 17 входит в гнездо 18. Рычаги 28 и 29 также переходят в верхнее положение. Патрон приходит в положение «Закрыто.

Дальнейшими вращениями и продольным перемещением вперед патрона обеспечиБается свинчивание штанги с буровым ставом. Затем каретка питателя отводится в сторону, подхват открывается и производится бурение скважины на длину штанги. В дальнейшем цикл работ повторяется.

Перед началом работ по расширению скважины (демонтажу буровых штанг) копиры подхвата и питателя перестанавливаются таким образом, чтобы копир подхвата взаимодействовал с рычагом 22 (направление по стрелке Д), а копир каретки питателя взаимодействовал со стаканом 15 (направление по стрелке Г).

При расширении скважины (демонтаже штанг) патрон работает следующим образом.

Открытый патрон вращателем 1 перемещается в верхнее положение, нижний конец последней штанги бурового става входит в гнездо 3. Открывается подхват и его копир, действуя по стрелке Д на рычаг 22, утапливает штырь 23 в гнездо 19 и выталкивает фиксатор 17 в отверстие 16 стакана 15.

При проворачивании патрона профильные пазы вилок 7 совмещаются с лысками штанги, под действием пружин 10 вилки 7 смещаются к оси вращения патрона, запирая щтангу, и через рычаги 11 и пальцы 12 перестанавливают стакан 15 в верхнее положение. Фиксатор 17 стопорит стакан 15 относительно гнезда 18, рычаги 28 и 29 переходят в верхнее положение, а патрон в целом - в положение «Закрыто.

Вращением и подачей патрона вниз обеспечивается расширение скважины (опускание става) на длину одной штанги.

В конце хода вращателя подхват закрывается, а каретка питателя перемещается к оси бурения и захватывает опущенную вниз щтангу. Последующим вращением в левую сторону патрона и ограниченной подачей его вниз происходит отвинчивание штанги от бурового става. В конце развинчивания патрон надвигается стаканом 15 на копир каретки питателя (действие по стрелке Г).

Стакан 15 смешается вниз относительно корпуса 2 natpoHa и через пальцы 12, рычаги 11, оси 8 раздвигает вилки 7, опускает рычаги 28 и 29 и фиксируется в нижнем положении фиксатором 17 и гнездом 19. Патрон перешел в положение «Открыто. При дальнейшем опускании патрона вниз штанга выходит из гнезда 3.

Смещается в исходное положение каретка питателя с подачей снятой штанги в питатель, и начинается очередной цикл демонтажа следующей щтанги.

Пазы 13 корпуса 2 патрона в процессе работы через пальцы 12 и рычаги 11 обеспечивают синхронность перемещений вилок 7 в пазу 6.

Двухплечими рычагами 29 через стяжку 30 обеспечивается, при необходимости, открытие и закрытие патрона вручную. При этом усилие прикладывается к стяжке 30 и через рычаги 29 и оси 27 передается на стакан 1.5, пальцы 12, рычаги 11, оси 8 вилки 7, фиксатор 17, пружины 10. Канал 4 обеспечивает подвод промывочной жидкости в буровой став, а уплотнение 5 устраняет ее утечки через патрон.

Для снятия усилий, возникающих от передачи крутящего момента между рабочими поверхностями вилок и лысками штанг при бурении, необходимо кратковременное вклю чение патрона на реверс или механическое отключение его через муфту от передач вращателя.

Предложенный патрон обеспечивает дистанционное и автоматическое управление его работой, что сокращает трудоемкость и затраты времени на вспомогательные операции при ведении буровых работ. Патрон также снабжен средствами управления его работой вручную.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 340776, кл. Е 21 С 3/34, 1976 (прототип) . Ц fi I f5 J6 №111112 310 2 6 } S IB 28 5 i7 I tjf ;

1%

17 27 32

30