Подающее устройство бурильных машин Советский патент 1983 года по МПК E21B19/86 E21B19/84 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к подающим устройствам бурильных машин. Известно подающее устройство бурильных машин, включающее полый цилиндр, сдвоенные поршни с манжетами, образующие внутреннюю полость, отклоняющие ролики и гибкий элемент 1. Недостатком этого устройства является сложность компенсации удлинения канатов. Кроме того, в нем невозможна постоянная выборка полученного удлинения канатов во время хода частей поршня и вследствие этого воздействие повыщенных динамических нагрузок на податчик, бурильную машину и инструмент при бурении, что снижает надежность работы устройства. Наиболее близким к предлагаемому является подающее устройство бурильных машин, включающее полый цилиндр, сдвоенные порщни с манжетами, отверстиями и обратными клапанами, гибкий элемент и от клоняющие ролики 2. Недостатком данного устройства является сложность уплотнения гибкого элемёйта в торцевых стенках порщней. Трос по мере эксплуатации изнашивается, что вызывает появление на его поверхности разорванных проволочек, которые при перемещении сдвоенных порщней относительно друг друга изнашивают уплотняющий элемент. Кроме того, поскольку гибкий элемент закреплен не в центре внутренней торцевой поверхности поршня, то он при натяжении перекашивает поршень, что приводит к заклиниванию его, к одностороннему износу внутренней поверхности полого цилиндра. Это снижает надежность работы устройства. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет исключения перекоса поршней при движении. Поставленная цель достигается тем, что в подающем устройстве бурильных машин, включающем полый цилиндр, сдвоенные порщни с манжетами, отверстиями и обратными клапанами, гибкий элемент и отклоняющие ролики, каждый поршень выполнед с полым штоком, каждый из которых проходит через торец другого поршня. На фиг. 1 изображено устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Подающее устройство бурильных машин состоит из полого цилиндра 1, в котором помещены сдвоенные поршни 2 и 3, торцевых крыщек 4 и 5 с размещенными на них отклоняющими роликами 6 и 7 и гибкого элемента 8. Наружные цилиндрические поверхности сдвоенных порщней 2 и 3 и внутренняя поверхность полого цилиндра 1 уплотнены при помощи манжет 9, установленных в наружных кольцевых проточках упомянутых порщней. Сдвоенные порщни 2 и 3 имеют полые щтоки 10 и И соответственно, которые одним своим концом прикреплены к порщню, а другим - проходят через торцевую поверхность другого порщня, при этом сдвоенные порщни могут перемещаться друг относительно друга в осевом направлении. Для обеспечения осевого перемещения сдвоенных порщНей 2 и 3 друг относительно друга при наличии по крайней мере двух полых щтоков, проходящих через торцевые стенки порщней, щток 10 порщня 2 соединен при помощи перемычки 12 с тягой 13, проходящей через торцевую стенку порщня 3 и уплотненную при помощи уплотнительного элемента 14. В свою очередь щток 11 порщня 3 проходит через полый щток 10 поршня 2, и сам порщень 2 уплотнен при помощи уплотнительных элементов 15 и 16. Кроме того, щток И имеет продольный паз 17, в котором может перемещаться перемычка 12. Величина перемещения перемычки 12 по пазу 17 обуславливает величину раздвижения сдвоенных порщней 2 и 3. На концах полых щтоков 10 и 11 закреплены проущины 18, к которым присоединены обе ветви гибкого тягового элемента 8. Каждый порщень может быть снабжен при данной конструкции несколькими щтоками, расположенными на его торцевой поверхности. В порщне 2 выполнено отверстие 19 с обратным клапаном 20, состоящим из щарика 21, подпружиненного пружиной 22. В торце порщня 3 выполнено отверстие 23 с обратным клапаном 24, состоящим из щарика 25, подпружиненного пружиной 26. Гибкий элемент 8 охватывает отклоняющие ролики 6 и 7 и проходит через отверстия в торцевых крыщках 4 и 5, причем гибкий элемент 8 в этих отверстиях уплотнен. Порщни 2 и 3 своими внутренними поверхностями образуют полость 27. Наружная торцевая стенка порщня 2, внутренняя поверхность цилиндра 1 и торцевая крыщка 4 образуют полость 28, а наружная торцевая стенка порщня 3, внутренняя поверхность цилиндра 1 и торцевая крыщка 5 - полость 29. В полости 28 и 29 попеременно может подаваться энергоноситель, -причем при подаче энергоносителя в одну из полостей вторая сообщается с атмосферой. Полость 28 может быть сообщена с полостью 27 через отверстие 19. Полость 29 также может быть соединена с полостью 27через отверстие 23. Устройство работает следующим образом. Предполагают, что энергоноситель подан в полость 28, а полость 29 в это время соединена с атмосферой. При достижении давления, на которое рассчитан обратный клапан 20, энергоноситель через отверстие 19 воздействует на щарик 21, который сжимает пружину 22 и тем самым соединяет полость 28с полостью 27. Во время заполнения полости 27 энергоносителем обратный клапан 24 закрыт, поскольку щарик 25 под воздействием пружины 26 и давления энергоносителя перекрывает отверстие 23. Когда давление в полости 28 и полости 27 выравняется, щарик 2.1 обратного клапана 20 под воздействием пружины 22 перекрывает отверстие 19 и тем самым разъединяет полости 27 и 28. В случае, когда в процессе работы податчика давление в полости 27 понижается (это может произойти вследствие утечки энергоносителя по уплотнительным элементам 9, 14, 15 и 16) до давления, на которое рассчитан обратный клапан 20, последний под воздействием больщего давления энергоносителя со стороны полости 28, открывается. В дальнейщем клапан 20 автоматически поддерживает одинаковое давление в полостях 27 и 28 до конца хода сдвоенных порщней 2 и 3. Принимая во внимание то, что внутренняя и наружная поверхности торцевых стенок порщня 2 равны, а давление в полости 27 равно давлению в полости 28, порщень 2 находится в равновесии. В это время на порщень 3 воздействует давление энергоносителя из полости 27. Поскольку полость 29 соединена с атмосферой, порщень 3 перемещается (на чертеже вверх) и тем самым выбирает провисание конца гибкого элемента 8, прикрепленного через проущину 18 к полому щтоку 11. При движении вверх полый щток 11 с пазом 17 перемещается в щтоке 10 порщня 2. Вследствие того, что порщень 2 остается на месте, а порщень 3 соверщает ход, равный вытяжке гибкого элемента 8, выбирается провисание и конца упомянутого гибкого элемента, .прикрепленного через тягу 13 и перемычку 12 к полому щтоку 10. При достижении рабочего давления энергоносителя порщень 2 начинает перемещаться, воздействуя на порщень 3 через воздущную подущку, образованную в полости 27, вследствие того, что обратные клапаны 20 и 24 закрыты. .Во время всего хода порщень 3 ПОСТОЯННО стремится отжаться от порщня 2 под воздействием давления энергоносителя из полости 27 и тем самым обеспечивает Непрерывную ликвидацию провисания концов гибкого элемента 8. При обратном ходе сдвоенных порщней 2 и 3 подающего устройства происходит аналогичная работа, отличающаяся только тем, что энергоноситель подается в полость 29, а полость 28 соединя