Вращательно-подающий механизм бурового станка

 

Изобретение относится к устройствам для бурения и может быть использовано приинженерно-геологических изысканиях и поисково-разведочных работах. Цель изобретения - повышение надежности работы. Вдоль оси буровой штанги 2 на раме 1 с возможностью осевого перемещения установлены механизмы свободно го хода в виде обгонных муфт 3, каждая из которых размещена в корпусе и связана .с ним винтовой передачей. С коленчатым валом 1 связана каждая из них посредством рычажной передачи 4, причем ось коленчатого вала 1 параллельна оси буровой шта.нги 2. Корпуса механизмов свободного хода установлены на раме и связаны между собой с углом рассогласования через предварительно деформированные упругие элементы 8. 1 з.п,ф-лы, 4 ил.Д8игате/гь >&-чkо о00;0>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О ()с

iQo (21) 4747130/03 (22) 09.10.89 (46) 07.02.92.Бюл. ¹ 5 (71) Специальное конструкторское бюро техники морских геологоразведочных работ с опытным производством (72) В.А. Горбунов (53) 622.233.6.056 (088,8) (56) Патент Франции

¹ 2582046, кл. Е 21 В 3/02, опублик. 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹300582,,кл. Е 21 В 3/02, 1969. (54) ВРАЩАТЕЛЬНО-ПОДАЮЩИЙ МЕХАН ИЗМ БУРО В ОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к устройствам для бурения и может быть использовано при. . Ы 1710686 А1 инженерно-геологических изысканиях и поисково-разведочных работах. Цель изобретения — повышение надежности работы.

Вдоль оси буровой штанги 2 на раме 7 с возможностью осевого перемещения установлены механизмы свободного хода в виде обгонных муфт 3, каждая из которых размещена в корпусе и связана,с ним винтовой передачей. С коленчатым валом 1 связана каждая из них посредством рычажной передачи 4, причем ось коленчатого вала 1 параллельна оси буровой штанги 2, Корпуса механизмов свободного хода установлены на раме и связаны между .собой с углом рассогласования через предварительно деформированные упругие элементы 8. 1 з.п,ф-лы, 4 ил.

1710686

Изобретение относится к устройствам для бурения и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях и поисково-разведочных работах,.

Известны устройства для передачи осевых и вращательных усилий буровой штанге, в которых передача усилий осуществляется с помощью тра ковых гусениц.

Недостатками этих устройств являются сложность и громоздкость конструкции, двусторонние сжимающие усилия на буровую штангу, что не обеспечивает надежности передачи крутящих моментов на буровую штангу и не позволяет использовать последние с малой толщиной стенки, необходимость наличия двух раздельных приводов — вращения станины и привода гусеничных лент, расположенного на вращающейся станине и оттого весьма сложного.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, где передача крутящих моментов производится путем обжатия с двух сторон.

Обжатая с двух сторон роликами труба не способна передать большие крутящие моменты, не будучи деформированной при этом. . Таким образом известное устройство, в конечном итоге, не обладает достаточной надежностью.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что на оси буровой штанги установлены обгонные-муфты, размещенные в корпусах и связанные с ними винтовой передачей. Причем каждая обгонная муфта связана посредством рычажной передачи с коленчатым валом, ось которого параллельна общей оси.

Каждый корпус закреплен на раме с возможностью вертикального осевого перемещения посредством предварительно деформированных упругих элементов, Кроме того, чтобы исключить радиальную нагрузку на обгонные муфты со стороны рычажной передачи, каждая обгонная муфта связана с двумя диаметрально расположенными коленчатыми валами.

Такое исполнение устройства позволяет повысить надежность передачи больших крутящих моментов буровой штанге, так как обеспечено равномерное распределение обжима по всей поверхности буровой штанги и, в конечном итоге, повышение надежности работы.

На фиг. 1 представлена схема передачи вращения от,коленчатого вала к буровой штанге через обгонную муфту и рычажную

20

55 передачу; на фиг. 2 — одна секция предлагаемого устройства, включающая в себя одну обгонную муфту; на фиг. 3 — механизм ограничения вертикальной силы на буровую штангу; на фиг. 4 — схема предлагаемого устройства, содержащего три секции механизмов свободного хода, каждая из которых имеет два привода от двух коленчатых валов.

Устройство работает следующим образом.

С помощью вращающегося коленчатого вала 1 и рычажной передачи 4 обгонная муфта 3 совершает колебательные движения, но так как обгонная муфта находится в неподвижном корпусе и связана с ним винтовой передачей, колебания эти происходят по винтовой линии. При движении в одну сторону обгонная муфта 3 увлекает за собой буровую штангу 2, которая также в этот момент движется по винтовой линии, поворачиваясь и опускаясь (фиг. 2).

Обгонная муфта размещена в неподвижном корпусе 5 и связана с ним посредством винтовой передачи. Корпус 5 через шпильки 6 связан с рамой 7 посредством предварительно деформированных упругих элементов 8 (пружины металлические, резиновые или полиуретановые и др.).,При обратном ходе обгонной муфты 3 происходит ее отключение от штанги 2 и возвращение в исходное состояние. Следующий цикл— дальнейшие поворот и опускание штанги 2 и т.д. Таким образом, штанга 2 совершает циклические движения, поворачиваясь все время в одну сторону и опускаясь. Когда осевые усилия на штангу 2 в процессе бурения достигнут какой-то заданной величины, предварительно деформированные упругие элементы 8 (фиг. 3) сожмутся и корпус 5 с обгонной муфты 3 приподнимается. Плоскость сечения проходит через оси шпильки 6 и штанги 2 (тела качения в плоскость сечения не попали).

Таким образом штанга 2 не получит за этот цикл осевого перемещения. При обратном ходе обгонной муфты 3 произойдет ее отключение от штанги 2 и корпус 5 под действием упругих элементов 8 вернется в исходное положение. Следовательно, при достижении осевых усилий заданной величины вертикальная подача штанги 2 уменьшится вовсе прекратится, при этом вертикальное усилие подачи штанги 2 автоматически поддерживается на заданном предварительно деформированными упругими элементами 8 уровне.

Неравномерность вращения буровой штанги 2 существенно уменьшится; если использовать несколько таких обгонных муфт, 1710686

1 совершающих колебания со сдвигом по фазе (например, при использовании трех обгонных муфт с углом рассогласования 120 ).

Кроме того, с целью исключения радиальной нагрузки на обгонную муфту со стороны рычажной передачи 4 в качестве привода обгонных муфт используют две симметрично расположенные рычажные передачи с двумя коленчатыми валами.

Таким образом, использование нескольких обгонных муфт, работающих со сдвигом по фазе с рычажной передачей от двух коленчатых валов, позволяет существенно снизить неравномерность вращения буровой штанги, а равномерное распределение обжима по всей окружности штанги позволяет обеспечить сохранность тонкостенных труб, что дает основание говорить о повышении надежности работы.

Формула изобретения

1. Вращательно-подающий механизм бурового станка, включающий раму, двигатели, кинематически связанные с двигателями узлы передачи крутящего момента, которые установлены с воэможностью осевого перемещения относительно рамы посредством предварительно деформированных уп5 ругихэлементов, отл ич а ю щи йся тем, что, с целью повышения надежности работы, узлы передачи крутящего момента буровой штанге выполнены в виде установленных концентрично буровой

10 штанге обгонных муфт, которые размещены внутри корпусов и связаны с последними посредством винтовой передачи, при этом упругие элементы установлены между корпусом и рамой, а кинематическая связь дви15 гателя с каждой из обгонных муфт выполнены в виде рычажной передачи с коленчатым валом, ось которого параллельно оси буровой штанги.

2. Вращательно-подающий механизм

20 по и. 1, отличающийся тем, что каждая из обгонных муфт кинематически связана с двумя диаметрально расположенными коленчатыми валами двигателей.

1710686

Составитель B,Ãîðáóíîâ

Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор Н.Рогулич

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 317 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5