Гидравлическая бурильная машина

 

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая гидромоторы вращения инструмента и распределительного золотмика, установленного в магистрали ударника, гидрораспределитель включения последнего, сообшенный с золотниковым регулятором , управляющая полость которого сообщена с напорной магистралью гидромотора вращения инструмента, и управляюший клапан, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения пород различной крепости за счет автоматического плавного регулирования частоты и энергии ударов при одновременном расширении функциональных возможностей устройства , вход управляющего клапана соединен с напорной магистралью гидромотора вращения распределительного золотника, а выход соединен с входом золотникового регулятора , выход которого соединен с рабочей полостью гидрораспределителя включения ударника. С Г2 (Л с: со 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1073450 А

09) ()1) 3(51) Е 21 С 3 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ, C:

CO 3 (Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3444196)22-03 (22) 20.05.82 (46) 15.02.84. Бюл. № 6 (72) М. Б. Колесаев, В. А. Медяник, Б. К. Чернышева и В. Д. Мирошниченко (53) 622.233.65 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 394532, кл. Е 21 С 3/20, 1973.

2. Фельдман В. Я. Система автоматического управления гидравлических шахтных бурильных установок. М., «ЦНИИТЭИтяжмаш», № 2 — 79 — 30, 1979, с..6 — 8. (54) (57) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ МА1БИНА. включающая гидромоторы вр щения инструмента и распределительного золот1 ика, установленного в магистрали ударника, гидрораспределитель включения последнего, сообщенный с золотниковым регулятором, управляющая полость которого сообщена с напорной магистралью гидромотора вращения инструмента, и управляющий клапан, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения пород различной крепости за счет автоматического плавного регулирования частоты и энергии ударов при одновременном расширении функциональных возможностей устройства, вход управляющего клапана соединен с напорной магистралью гидромотора вращения распределительного золотника, а выход соединен с входом золотникового регулятора, выход которого соединен с рабочей полостью гидрораспределителя включения ударника. г

1073450 . :воре .пи относится к горной промыш, сти, в частности к гидравлическим б :ильным машинам ударно-вращательно о бурения.

Известна гидравлическая бурильная машина, включающая ударник, вращающийся распределительный золотник и вращатель инструмента с индивидуальными гидромоторами, причем вход и выход гидромотора золотника соединены между собой через регулируемый дроссель (1).

Недостатком гидравлической бурильной машины является отсутствие автоматического регулирования частоты вращения золотника, что приводит к увеличению вероятности заклинивания инструмента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическая бурильная машина, включающая гидромоторы вращения инструмента и распределительного золотника, установленного в магистрали ударника, гидрораспределитель включения последнего, сообщенный с золотниковым регулятором, управляющая полость которого сообщена с напорной магистралью гидромотора вращения инструмента и управляющий клапан (2).

Однако вследствие дискретного изменения величины энергии и частоты ударов для различных по физико-механическим свойствам пород, эффективность бурения снижается. Кроме того, регулирование частоты ударов производится в относительно узком диапазоне для определенного типа буровых долот, что ограничивает функциональные возможности устройства.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения пород различной крепости.

Цель достигается тем, что в гидравлической бурильной машине, включающей гидромоторы вращения инструмента и распределительного золотника, установленного в магистрали ударника, гидрораспределитель включения последнего, сообщенный с золотниковым регулятором, управляющая по,лость которого сообщена с напорной магистралью гидромотора вращения инструмента, и управляющий клапан, вход управляющего клапана соединен с напорной магистралью гидромотора вращения распределительного золотника, а выход соединен с входом золотникового регулятора, выход которого соединен с рабочей полостью гидрораспределителя включения ударника.

На чертеже показана принципиальная гидравлическая схема бурильной машины.

Гидравлическая бурильная машина (ГБМ) содержит ударник 1, гидромотор 2, вращающий распределительный золотник 3 ударника 1, гидромотор 4 вращения бурового инструмента 5. Управление ударником 1 осуществляется через гидрораспределитель 6 включения ударника. Питание гид5

2 ромотора 2 осуществляется из напорной магистрали 7. Причем часть потока, подаваемого к гидромотору 2, через управляющий, например редукционный, клапан 8 отводится к золотниковому регулятору 9, с подпружиненным золотником 10, управляющая полость 11 которого соединена с напорной магистралью 12 гидромотора 4. Для обеспечения включения ударника 1 в режим забуривания схема управления имеет два обратных клапана 13 и 14.

ГБМ работает следующим образом.

На период забуривания скважины (шпура) гидрораспределитель 6 переводится в крайнее левое положение, при этом напорная магистраль 15 ударника 1 соединяется с каналами 16 и 17 золотникового регулятора 9. Поскольку настройка редукционного клапана 8 ниже давления в напорной магистрали 15, то он закрывается и весь поток масла, поступающий в напорную магистраль 7, попадает на гидромотор 2, который при этом развивает максимальные обороты, а ударник 1 работает на максимальной частоте, что соответствует минимальной энергии удара, необходимой при забуривании.

После окончания процесса забуривания гидрораспределитель 6 переводят. в крайнее правое положение. При этом каналы 16 и 17 золотникового регулятора 9 соединяются со сливной магистралью 18. Часть масла, подаваемого в магистраль 7, при этом поступает к гидромотору 2, а часть масла через редукционный клапан 8 и золотниковый регулятор 9 уходит в слив.

Обороты гидромотора 2 падают, частота ударов ударника 1 снижается, растет энергия ударов. Соотношение расходов, поступающих к гидромотору 2 и уходящего в слив, зависит от размеров дроссельной щели 19, так как перепад давления на ней за счет установки редукционного клапана 8 остается постоянным. При работающем гидромоторе 4; вращающем буровой инструмент 5, сигнал из напорной магистрали 12 поступает в полость 11 золотникового регулятора 9. При повышении давления в полости 11, что .соответствует бурению более мягких пород, золотник 10 перемещается влево, уменьшая тем самым проходное се-. чение дроссельной щели 19, что приводит к увеличению потока масла, поступающего к гидромотору 2, в результате частота ударов ГБМ возрастает, а энергия единичного удара падает. При повышении давления в магистрали 12 выше допустимого (заклинивание бурового инструмента 5) золотник 10, перемещаясь влево, открывает канал 16 свободного слива масла из магистрали 7.

Происходит остановка гидромотора 2, т.е. бтключение ударника 1 ГБМ. Изменяя настройку редукционного клапана 8, можно задавать автоматически регулируемый диапазон частот, оптимальный для данных пород и буровой коронки. з

При использовании предлагаемого изобретения достигается обеспечение плавного автоматического регулирования частоты и энергии ударов, в зависимости от нагрузки на гидромоторе вращения бурового

073450 инструмента, установление относительно широкого диапазона частот ударов, автоматическое отключение,-ударника при заклинивании бурового инструмента и возможность перевода ГБМ в режим забуривания.

Составитель В. Захаров

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 11779/32 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4