Устройство для привода подачи и вращения бура Советский патент 1982 года по МПК E21B19/86 E21B3/02 E21B44/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИВОДА ПОДАЧИ И ВРАЩЕНИЯ БУРА

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для привода подачи и вращения бура. По основному авт. св. № 846722 известно устройство для привода подачи и вращения бура, включающее гидроцилиндр подачи бура, гидромотор вращения бура, насос, гидроаппаратуру управления, редукционный клапан, установленный последовательно в магистрали гидроцилиндра подачи и маслопровод. В этом устройстве линия управления редукционного клапана соединена с напорной магистралью гидромотора вращения бура, кроме того, устройство имеет дроссель, который установлен в сливной магистрали гидроцилиндра подачи, а управляющий элемент дросселя посредством тяги связан с регулятором мощности редукционного клапана 1. Недостатком такого устройства является то, что при заклинивании бурового инструмента включается в работу предохранительный клапан, происходит потеря мощности в приводе и увеличивается цикл бурения по времени. Это снижает производительность Прения. Подъем бура из зоны заклинивания осуществляется по команде оператора. Цель изобретения повышение производительности. Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет дополнительные электромагниты для взаимосвязи регулятора мощности редукционного клапана с реверсивным золотником гидроаппаратуры управления гидроцилиндром подачи. На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема устройства. Устройство для привода подачи и вращения бура включает бак 1, насос 2, клапан 3, электромагнит 4, редукционный клапан 5 с регулятором 6 мощности, реверсивный золотник 7 гидроаппаратуры управления, электромагниты 8 и 9, гидроцилиндр 10 подачи, реверсивный золотник 11, электромагниты 12 и 13, напорный золотник 14, гидромотор 15, реверсивный золотник 16, электромагнит 17, заглушку 18, фильтр 19, редукционный клапан 20, обратный клапан 21, дроссель 22, тяги 23 и 24, кулачок 25, дополнительные электромагниты 26 и 27 и управляющий элемент 28. Тяга 23 может быть соединена с реечными механизмами, шестерни которых установлены на регулировочных винтах редукционного клапана 5 и дросселя 22. Тяга. 24 соединена с регулятором 6 мощности и с кулачком 25. Электромагнит 26 блокирован с электромагнитом 9, а электромагнит 27 - с электромагнитом 8. Шток гидроцилиндра 10 подачи закреплен неподвижно, а гильза совершает возвратно-поступательное и вращательное движения. Буровой инструмент закреплен на торце гильзы гидроцилиндра 10 подачи, которая имеет квадратное сечение по наружному периметру и проходит через шестерню редуктора. Гидромотор 15 установлен на редукторе и передает момент гильзе гидроцилиндра 10 подачи, а следовательно, и буровому инструменту.

Насос 2 имеет постоянную производительность.

Клапан 3 предназначен для предохранения системы от перегрузок, а также для разгрузки насоса в холостом режиме.

Заглушка 18 установлена в цилиндровом отверстии реверсивного золотника 16.

Реверсивный золотник 7 управляет гидроцилиндром 10 подачи, а реверсивный золотник 11 - гидромотором 15. Реверсивный золотник 16 предназначен для подключения системы вращателя к системе подачи. Редукционный клапан 5 заострен на давление, превышающее застройку редукционного клапана 20.

В сливной полости гидроцилиндра 10 установлен дроссель 22, который управляется при помощи управляющего элемента 28 регулятора б мощности, с которым взаимодействует редукционный клапан 5. Регулировочные винты дросселя 22 и редукционного клапана 5 соединены между собой тягой 23, которая имеет регулировку по длине. В зависимости от крепости грунта и других факторов устанавливается положение степени открытия дросселя и выходного давления редукционного клапана.

С ростом крутящего момента во вращателе регулятор мощности 6 посредством тяги 23 может в различных сочетаниях открывать или закрывать как редукционный клапан, так и дроссель.

Устройство работает следующим образом.

При обесточенных электромагнитах насое 2 нагнетает масло через клапан 3 фильтр 19 в бак 1. При включении электромагнитов 4, 8 и 13 насос 2 нагнетает масло через редукционные клапаны 5 и 20, обратный клапан 21 в бестоковую полость гидроцилиндра 10.

Происходит быстрый подвод бурового инструмента к скважине.

При соприкосновении бурового инструмента с грунтом в устройстве возрастает давление и открывается напорный золотник 14. При этом поток масла делится и поступает к гидроцилиндру 15 и к гидроцилиндру 10 подачи. Происходит подача и вращение бурового инструмента. Так как настройка

редукционного клапана 5 выше, чем редукционного клапана 20, то благодаря наличию обратного клапана 21 происходит запирание выхода масла из редукционного клапана 21, и оно пойдет через редукционный клапан 5 в количестве, не превышающем его пропускную способность и необходимым для осуществления подачи. Этим достигается повышение чувствительности редукционного клапана 5 к регулировке и настройке.

При бурении скважины происходит автоматическая регулировка аппаратов в зависимости от крепости грунта. Например, при бурении твердых пород управляющий элемент 28 регулятора 6 мощности поворачивает тягу 23, уменьшает давление подачи и увеличивает степень открытия дросселя.

При бурении мягких пород регулятор мощности увеличивает давление подачи и уменьшает степень открытия дросселя, что исключает «завинчивание бура.

При достижении наибольшего давления в напорной магистрали насоса 2, близкого к настройке предохранительного клапана 4, происходит включение электромагнита 27 при помощи кулачка 25. При этом включается электромагнит 9 и происходит приподъем бура.

При падении давления в насосе 2 кулачок 25 возвращается в прежнее положение и включаются электромагниты 26 и 8. Происходит опускание и вращение бура. При бурении на всем диапазоне работы регулятора 6 мощности, кроме экстремального, электромагниты 26 и 8 постоянно включены.

При включении электромагнитов 4 и 9 происходит подъем бура без вращения гидромотора 15, а электромагнитов 4, 13 и 17 - вращение гидромотора 15. Эта операция применяется при центробежном разбрасывании вынутого из ямы грунта.

При включении электромагнитов 4, 12 и 17 происходит реверс вращения гидромотора 15.

Устройство предусматривает перераспределение потока масла между гидроцилиндром 10 подачи и гидромотором 15 с автоматическим выбором оптимальных скоростей работы гидродвигателей и с использованием всего насосного потока масла на полезную работу.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства заключается в повышении производительности за счет безостановочной непрерывной работы машины при бурении, в автоматическом приподъеме и опускании бура при его заклинивании в процессе бурения скважины.

Формула изобретения

Устройство для привода подачи и вращения бура по авт. св. № 846722, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, устройство имеет дополнительные электромагниты для взаимосвязи регулятора мощности редукционного клапана с реверсивным золотником гидроаппаратуры управления гидроцилиндром подачи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 846722, кл. Е 21 С 5/08, 19.10.79 (прототип) . F1 -1 10