СТАНОК БУРОВОЙ

Техническое решение относится к горному делу, а именно, к станкам для бурения глубоких скважин по углю и крепким породам.
Известен буровой станок НКР-100 (П.М.Емельянов. Универсальный буровой полуавтомат НКР-100, ГОСГОРТЕХИЗДАТ, М, 1963, стр.15-25), включающий привод вращения бурового снаряда, гидравлический подающий механизм, состоящий из подающего патрона и податчиков в виде пневмоцилиндров, которыми подающий патрон соединен с приводом вращения.
К недостаткам известного устройства следует отнести необходимость остановки бурового снаряда во время холостого хода зажимного патрона, что снижает производительность станка.
Наиболее близким по технической сущности и савокупности существенных признаков является буровой станок СБГ-200 (М.С.Сафохин. Машины и инструменты для бурения скважин в угольных шахтах. М, «Недра», 1972, с.31-36), содержащий два зажимных гидропатрона, каждый из которых соединен с вращателем бурового станка парными двухштоковьми гидродомкратами подачи (далее - гидродомкраты), для синхронного перемещения зажимных гидропатронов в направлениях, противоположных друг другу, при этом рабочие полости гидродомкратов соединены гидромагистралью с пультом управления.
Недостатками известного бурового станка являются следующие:
- при бурении восстающих скважин возможно рассогласование хода гидродомкратов, что снижает надежность работы бурового станка и требует частой корректировки их ходов. Это объясняется тем, что в момент перехвата вращающейся штанги зажимными гидропатронами при кратковременной остановке гидродомкратов, в связи с окончанием рабочего хода и переключением их на обратный ход, штоки и поршни гидродомкратов, завершивших рабочий ход, стремятся переместиться в сторону, противоположную рабочему движению, под воздействием веса штанги. Такое перемещение возможно за счет перетоков рабочей жидкости в золотниках пульта управления. При этом в полостях гидродомкратов, связанных между собой гидравлически, возникает вакуум, который и приводит к рассогласованию ходов гидродомкратов, совершающих рабочий ход, и гидродомкратов заряжающихся.
- конструкцией станка бурого не предусмотрена возможность увеличения крутящего момента, необходимого для бурения глубоких скважин, что ограничивает область его применения.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение надежности работы станка бурового за счет синхронизации работы парных двухштоковых гидродомкратов подачи зажимных гидропатронов в процессе бурения скважины и расширение области применения станка бурового за счет возможности увеличения крутящего момента на штанге.
Поставленная задача достигается тем, что в станке буровом, включающем вращатель буровой штанги, два зажимных гидропатрона для нее, соединенных с вращателем при помощи парных двухштоковых гидродомкратов подачи, рабочие полости которых соединены гидромагистралью с пультом управления, согласно техническому решению парные двухштоковые гидродомкраты подачи снабжены управляемым гидрозамком, установленным в указанную гидромагистраль, что позволяет надежно запереть эти полости и предотвратить возникновение вакуума в полостях гидродомкратов подачи, гидравлически связанных между собой. Таким образом исключается возможность рассогласования хода гидродомкратов подачи и тем самым повышается надежность работы станка бурового.
Целесообразно вращатель буровой штанги выполнить в виде двухскоростного редуктора. Это при неизменных мощностях привода позволит увеличить крутящий момент на штанге за счет возможности уменьшения числа ее оборотов и, как следствие, позволит бурить более глубокие скважины, что, в свою очередь, расширит область применения станка бурового.
Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, где схематично изображен общий вид станка бурового с принципиальной гидравлической схемой управления.
Станок буровой включает вращатель 1, выполненный в виде двухскоростного редуктора с муфтой 2 переключения и направляющими скалками 3, на которых установлены зажимные гидропатроны 4 и 5, присоединенные к вращателю 1 при помощи парных двухштоковых гидродомкратов 6 и 7 подачи (далее - гидродомкраты 6, 7), блок 8 подпитки с кранами 9, 10 и 11, пульт 12 управления и управляемый гидрозамок 13, установленный в гидромагистраль, которой рабочие полости гидродомкратов 6 и 7 соединены с пультом 12 управления. Вращение буровой штанге 14 передается через зажимные гидропатроны 4 и 5, поочередно зажимающие ее, и через шлицевый вал 15 вращателя 1, по направляющим скалкам 3 которого перемещаются зажимные гидропатроны 4 и 5.
Станок буровой работает следующим образом. Управление им производится с пульта 12 управления. Наличие двух зажимных гидропатронов 4 и 5 дает возможность производить автоматический перехват буровой штанги 14 на ходу без остановки вращения и получать непрерывную ее подачу. Продольное перемещение зажимных гидропатронов 4 и 5 вместе с буровой штангой 14 осуществляется путем подачи рабочей жидкости от пульта 12 управления к гидродомкратам 6 и 7. Например, для подачи левого (по чертежу) зажимного патрона 4 рабочая жидкость подается в левые полости гидродомкрата 6. При этом поршни со штоками гидродомкрата 6 перемещаются слева направо (по чертежу), вытесняя рабочую жидкость из его правых полостей через систему трубопроводов и блок 8 подпитки в правые полости гидродомкрата 7, перемещая его поршни со штоками справа налево (по чертежу). При этом в блоке 8 кран 11 открыт, а краны 9 и 10 закрыты. Поскольку правые и левые полости гидродомкратов 6 и 7 равны по объему, а их штоки присоединены к зажимным гидропатронам 4 и 5, то и величина перемещения поршней со штоками, а следовательно, зажимных гидропатронов 4 и 5 одинакова. Это обеспечивает синхронность перемещения зажимных гидропатронов 4 и 5, при котором один из зажимных гидропатронов 4, 5 совершает рабочее движение, перемещая вращающуюся штангу 14, а другой из зажимных гидропатронов 4, 5 совершает холостой ход, проскальзывая по штанге 14. По окончании хода гидродомкрата 6 поток рабочей жидкости подается в правые полости правого (по чертежу) гидродомкрата 7, и далее последовательность операций повторяется.
Синхронность работы гидродомкратов 6 и 7 обеспечивается определенным объемом рабочей жидкости, заключенной в объединенных трубопроводами и блоком 8 подпитки их полостях. Наличие управляемого гидрозамка 13, установленного в гидромагистрали, которой соединены рабочие полости гидро домкратов 6 и 7 с пультом 12 управления, предотвращает изменение этого объема. В случае рассогласования ходов гидродомкратов 6 и 7, например, вследствие непредвиденной утечки жидкости, ее потерянный объем может быть восстановлен при помощи блока 8 подпитки и кранов 9 10 и 11.
При бурении глубоких скважин, когда сопротивление вращению штанги 14 от ее трения о стенки скважины достигает больших значений, включением муфты 2 переключения скорость вращения штанги 14 уменьшается и тем самым увеличивается ее крутящий момент, обеспечивая возможность бурения в этих условиях.