Буровой станок Советский патент 1982 года по МПК E21B19/86 

Изобретение относится к горной прогиышленности, в частности к буровым станкс1м для бурения, взрывных и технологических скважин.

Известен буровой станок, включающий два направляклцих элемента, закрепленных на установочном устройстве станка и соединенных с одной стороны траверсой, основной и дополнительный податчики, каретку несущую вращатель с буровым ставом и забойным инструментом 1 .

Однако в этом станке направляющие стойки служат одновременно силовыми элементами несущей рамы бурового станка, а каретка с вращателем передвигается по направляющим одноцилиндровым пневмоподатчиком, причем вращатель с буровым ставом и податчик расположены эксцентрично относительно направляющих,В результате при работе станка каретка перекашивается и згицемляется на направляющих. Поэтому для нормальной работы станка требуется повышенное усилие подачи для преодоления дополнительной силы трения между скользящими опорами каретки и направляющими станка. Скользящие опоры каретки и направч ляквдие подвержены при этом более

интенсивному износу. Станок не имеет распорного устройства и требует для компенсации сил отдачи и усилия подачи искусственного увеличения его веса путем установки на салазки массивных бутов. Кроме того, одноцилиндровая схема податчика с непосредственной связью штока с кареткой вращателя требует применения более коротких штанс- примерно равньис по длине ходу податчика. Использование коротких штанг снижает производительность бурения из-за возросших потерь времени на операции свинчивания и развинчивания става штанг.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является буровой станок,, включающий установочную балку, рамы станка, силовые цилиндры основного и дополнительного податчиков с поргинями и штоками, переднюю и заднюю траверсы, каретку, несущую вращатель с буровым ставом и забойным инструментом 2 .

Недостатком известного станка является большая маСса.

Целью изобретения является повышение производительности труда.

Поставленная цель достигается тем, что в буровом станке, включающем установочную балку рамы станка, силовые цилиндры основного и дополнительного податчиков с поршняи ш и штоками, переднюю и. заднюю траверсы, каретку, несущую вращатель с буровым ставом н забойным инструментом, штоки основного податчика закреплены в передней и задней траверсах и на середине штоков размещены поршни, на которых с возможностью осевого перемещения установлены силовые цилиндры, при этом каретка установлена с возможностью перемещения по цилиндрам основных податчиков, на концах которых закреплены штоки дополни.тельных податчиков с поршнями и цилиндрами, закрепленными на каретке, а рама станка выполнена в виде трехгранной призмы, образованной связанными между собой штоками податчиков, траверсами-и установочной балкой.

Кроме того, на траверсах установлены жесткие хомуты с конической проточкой, в которой расположен выступ, выполненный на установочной балке, которая выполнена в виде силового цилиндра, в котором размещены выдвижные упорно-распорные стержни.

На фиг. 1 схематически показан буровой станок, вид сбоку, разрез по упорно-распорному механизму на фиг. 2 - вид А на фиг. на фиг.З развертка по сечению Б-Б на фиг. 2.

Буровой станок состоит из рамы, включающей установочную балку 1, два направляющих штока 2 и 3 и две траверсы 4 и 5, Штоки, установочная балка и траверсы образуют жесткую направляющую раму станка в виде трехгранной -призмы. В средней части штоков неподвижно зак эеплены поршни б и 7 силовых цилиндрбв 8 и 9 основных податчиков. На наружной поверхности этих цилиндров, как на направляющих, установлена каретка 10 с вращателем 11 и силовые 12 и 13 дополнительных податчиков, в которых помещены пор«ани 14 и 15 со штоками 16 и 17, концы которых жестко соединены перекладинами 18 и 19 с соответствующими концами цилинд.ров основных податчиков. Компановка цилиндров податчиков такова, что став штанг находится в плоскости как основных, так и дополнительных податчиков. Поэтому защемление каретки вращателя на направляющих практически отсутствует. Это повышает надежность работы податчика станка. Основные и дополнительные податчики образуют как бы развернутый телеско- пический податчик. Применение такого податчика позволяет не увеличивая длину станка использовать более длинную штангу, длина которой определяется суммой ходов обоих податчиков.

Возможно решение, когда используются Только одноцилиндровый основной и одноцилиндровый дополнительный податчики, а освободившийся при этом шток служит только как вторая направляющая опора для каретки вращателя. Однако такое решение снижает надежность станка из-за возможного перекоса каретки, что ведет к повышенному износу направляющих элементов.

В передней части станка на направляющих штоках подвижно установлен и фиксирующийся в крайних роложениях штангодержатель 20, удерживающий став штанг 21 от падения. Верхний конец става штанг зафиксирован в патроне 22 вращателя 11. На нижнем конце става штанг устанавливается породоразрушающий инструмент или пневмо,ударник (не показан).

Установочная балка соединяется с траверсами с помощью быстроразъемных полухомутов 23-26. Полухомуты 23 и 24 жестко соединены соответственно с траверсами 4 и 5, а другие полухомуты 25 и 26 выполнены откидными. В полухомутах сделаны конические проточки, контактирующие с соответствующими коническими выступами 27 и 28 жестко зафиксированными на концах установочнойбалки. Такое решение позволяет легко снять подающевращающий механизм станка с установочной балки, что облегчает его транспортировку по горным выработкам Кроме того, установочная балка используется как силовой цилиндр упорно-распорного устройства, для чего в нем размещены поршни 29 и 30 со стержнями 31 и 32, на концах которых шарнирно укреплены пяты 33 и 34 с торцовой насечкой или установлены упорные пики (не показаны). Силовой цилиндр установочной балки разделен на две части перегородкой 35. Снизу к балке приварен фланец 36, служащий для установки и фиксации станка на распорной колонке, самоходном шасси или на манипуляторе буровой каретки.

Установочная балка имеет полости 37 и 38, 43 и 44. Основные податчики имеют полости 39 и 40, а дополнительные - полости 41 и 42, 45 и 46

Стержни 31 и 32 размещены в полостях 47 и 48.о

Буровой станок работает следующим образом.

Перед началом бурения прдающевращающий механизм устанавливается на установочную балку 3 в полухомуты 23 и 24 и закрепляется на ней с помощью откидных полухомутов 25 и 26. После установки станка в заданном направлении бурения осуществляется распор станка в стенки буровой камеры Для чего в полости 37 и 38 силового цилиндра установочной балки подается энергоноситель, под действием которого стержни 31 и 32 выдвигаются и упираются в переднюю и заднюю стенки буроЬой камеры. При отсутствии задней стенки камеры энергоноситель подается только в полость 37, осуществляя улор станка только в переднюю стенку буровой камеры. Упорно-распорная система станка более жестко фиксирует положение станка в заданном направлении бурения и облегчает процесс забуривания.

При бурении в полости 39 и 40 основных и полости 43 и 44 дополнительных податчиков подается энергоноситель. При этом цилиндры 8 и 9 основных податчиков перемещаются по своим штокам как по направляющим в сторону забоя и тянут за собой штоки 16 и 17 с поршнями 14 и 15 допол:«ительных податчиков, которые в свою очередь перемещают каретку 10 с .вращателем 11 по цилиндрам 8 и 9 основных податчиков, как по направляющим. Таким образом осуществляется подача буровых штанг 21 на забой. В конце рабочего хода подачи став штанг захватывается штангодержателем. Патрон 22 освобождает штангу и вращатель, возвращается в исходное положение для наращивания очередной штанги. Для этого энергоноситель подается в полости 41 и 42 основных и полости 45 и 46 дополнительных податчиков. При этом цилиндры основных податчиков перемещаются посвоим штокам в исходное положение и толкают штоки дополнительных податчиков, которые в свою очередь заставляют возвратиться в исходное положение по отношению к цилиндрам основных податчиков каретку 10 с вращателем 11. После установки очередной штанги цикл бурения повторяется.

По окончании бурения в полости 47 и 48 подается энергоноситель, заставляющий стержни 31 и 32 вернуться в исходное положение, раскрепляя тем самым буровой станок для установки его на следующую скважину. При необходимости транспортировки станка по горным выработкам полухомуты 25 и 26 раскрываются и подающевращакоций механизм снимается с установочной балки 1.

В предлагаемом буровом станке используется податчик телескопного типа, позволяющий без увеличения габаритов CTciHKa применить более длин1ную штангу, что уменьшает затраты

времени на сборку и разборку става

штанг. Применение в податчиках 2-х

пар силовых цилиндров, в плоскости

которых находится вращатель и став

5 штанг, позволяет избавиться от эксцентричности силовых нагрузок относительно направляющих, что устраняе возможность перекоса и защемления каретки вращателя на направляющих,

10 и тем самым повышает надежность работы станка.

Формула изобретения

1.Буровой станок,включающий установочную балку, рамы станка, направляющие элементы, силовые цилиндры основного и дополнительного податчиков с поршнями и штоками, переднюю и заднюю траверсы, каретку, несущую вращатель с буровым ставом

и забойным инструментом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда, штоки основного податчика закреплены в передней и задней траверсах и на середине штоков размещены поршни, на которых с возможностью осевого пе-. ремещения установлены силовые цилиндры, при этом каретка установлена с возможностью перемещения по цилиндрам основных податчиков, на концах которых закреплены штоки дополнительных податчиков с поршнями и цилиндрами, закрепленными на каретке, а рама станка выполнена в виде трехгранной призмы, образованной связанными между собой штоками податчиков, траёерсами и установочной балкой..

2.Станок.по п.1,отличающ и и с я тем, что на траверсах уста-, новлены жесткие хомуты с конической проточкой, в которой расположен вы- ступ, выполненный на установочной балке.

3.Станок по П.1, о т л и чс а ю щ и и с я тем, что установочная балка рамы выполнена в виде силового цилиндра, в котором размещены вьщвижные упорно-распорные стержни.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 55 №515871, кл. Е 21 С 1/00, 1976.

. 2, Авторское свидетельство СССР №4706.09, кл. Е. 21 С 5/00, 1971 (прототип) .

ф1/г.г

fff.f

Б-Б

Фс/г.