буровой станок

Формула изобретения

1. БУРОВОЙ СТАНОК, включающий мачту, вращатель, опорный узел со шпинделем, верхние и нижние ключи и механизм стопорения опорного узла, который состоит из закрепленных на опорном узле с возможностью взаимодействия друг с другом храпового колеса и подпружиненной собачки с рычагом и выполненного в виде гидроцилиндра привода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности станка без увеличения его металлоемкости, он снабжен направляющими, установленными на конце штока гидроцилиндра для взаимодействия с рычагом собачки механизма стопорения, а привод механизма установлен на мачте на уровне храпового колеса опорного узла в крайнем верхнем положении последнего.

2. Станок по п.1, отличающийся тем, что привод механизма стопорения шпинделя опорного узла установлен с возможностью установочного перемещения вдоль мачты.

3. Станок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен кожухом и размещенными внутри кожуха с возможностью осевого перемещения вдоль него дополнительными направляющими, причем гидроцилиндр привода механизма стопорения размещен внутри дополнительных направляющих и скреплен с кожухом, а шток цилиндра скреплен с дополнительными направляющими.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к самоходным станкам шарошечного бурения.

Известен буровой станок, включающий мачту, вращатель со шпинделем, буровой став, поддерживающие и вспомогательные ключи [1].

В известном станке развинчивание става буровых штанг производится с использованием поддерживающего ключа. При этом отвинчивается очередная штанга от става, устанавливается в сепаратор, фиксируется в нем, а затем вращатель отвинчивается от нее.

В некоторых случаях вместо развинчивания штанг происходит опережающее отвинчивание шпинделя вращателя от штанги. Для исключения подобного явления и страгивания затянутого резьбового соединения между штангами используют вспомогательный ключ, закрепленный на мачте и требующий применения ручного труда.

Известен также буровой станок, включающий мачту, вращатель, опорный узел со шпинделем, верхние и нижние ключи и механизм стопорения с возможностью взаимодействия друг с другом храпового колеса и подпружиненной собачки с рычагом и выполненного в виде гидроцилиндра привода [2].

В известном буровом станке гидроцилиндр привода установлен на опорном узле, а шток привода гидроцилиндра связан с рычагом собачки. При создании больших осевых давлений, а в настоящее время имеется четко выраженная тенденция к увеличению максимального давления на долото при бурении взрывных скважин, происходит затяжка бурового става. Для страгивания резьбы требуется большой крутящий момент. Для достижения такого момента требуется либо удлинять ход гидроцилиндра привода, либо увеличить его диаметр.

При увеличении хода гидроцилиндра требуется увеличение пространства внутри мачты, что ведет к увеличению ее массы. При увеличении диаметра цилиндра также увеличивается вес буровой головки, появляются большие усилия, которые передаются на мачту, что требует ее усиления и следовательно увеличения металлоемкости станка.

Целью изобретения является повышение надежности станка без увеличения его металлоемкости.

Достигается это тем, что буровой станок снабжен направляющими, установленными на конце штоке гидроцилиндра для взаимодействия с рычагом собачки стопорения, а привод механизма стопорения установлен на мачте по высоте на уровне храпового колеса опорного узла при развинчивании бурового става, тем, что привод механизма стопорения шпинделя опорного узла установлен с возможностью установочного перемещения вдоль мачты, тем, что он снабжен кожухом и размещенными внутри кожуха с возможностью осевого перемещения вдоль него дополнительными направляющими, причем гидроцилиндр привода механизма стопорения размещен внутри дополнительных направляющих и скреплен с кожухом, а шток цилиндра скреплен с дополнительными направляющими.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается наличием новых элементов: буровой станок снабжен направляющими, установленными на конце штока гидроцилиндра для взаимодействия с рычагом собачки механизма стопорения, а привод механизма стопорения установлен на мачте по высоте на уровне храпового колеса опорного узла при развинчивании бурового става, тем, что привод механизма стопорения шпинделя опорного узла установлен с возможностью установочного перемещения вдоль мачты, тем, что он снабжен кожухом и размещенными внутри кожуха с возможностью осевого перемещения вдоль него дополнительными направляющими, причем гидроцилиндр привода механизма стопорения размещен внутри дополнительных направляющих и скреплен с кожухом, а шток цилиндра скреплен с дополнительными направляющими.

Таким образом заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 представлен общий вид бурового станка; на фиг. 2 - головка бурового станка; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1 (узел стопорения шпинделя опорного узла); на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - привод механизма стопорения.

Буровой станок содержит мачту 1, буровую головку с вращателем 2 и опорным узлом 3 со шпинделем 4, верхний и нижний ключи 5, 6. Шпиндель 4 опорного узла 3 связан с вращателем посредством редуктора 7 и шинно-зубчатой муфты 8. Буровой станок имеет также механизм стопорения опорного узла, который состоит из закрепленных на опорном узле с возможностью взаимодействия друг с другом храпового колеса 9 и подпружиненной пружиной 10 собачки 11 с рычагом 12. Механизм стопорения опорного узла включает также привод, выполненный в виде гидроцилиндра 13, на конце штока которого расположены направляющие 14 для взаимодействия с рычагом 12 собачки 11. Гидроцилиндр снабжен пружиной 15, размещенной в нижней части кожуха. На каркасе мачты закреплены гидрокоммуникации 16, которые подключены к приводу механизма стопорения. С опорным узлом скреплен буровой став со штангами 17. На мачте 1 установлена рама 18, которая выполнена с рядом отверстий для установления крепежных деталей. На раме установлен привод 13 с возможностью установочного перемещения вдоль нее. Привод механизма стопорения установлен на мачте по высоте на уровне храпового колеса 9 опорного узла при развинчивании бурового става.

Станок работает следующим образом. В процессе бурения вращение на шпиндель 4 опорного узла 3 передается от двигателя вращателя 2 через редуктор 7 и шинно-зубчатую муфту 8 при бурении скважины на глубину, не кратную длине буровых штанг, при разборке бурового става появляется необходимость удержания шпинделя опорного узла при страгивании резьбового соединения.

Опорный узел 3 поднимают вместе с буровым ставок в верхнее положение до совпадения по высоте нижнего профильного участка последней штанги 17 с подвижным верхним ключом 5 механизма развинчивания. Скоба верхнего ключа 5 заводится на лыски буровой штанги 17, а гидроцилиндр 13 выдвигает шток с направляющими 14, которые нажимают на рычаг 12 собачки 11, конец которой заходит в паз храпового колеса 9, после этого буровую штангу 17 поворачивают подвижной скобой ключа 5 и страгивают резьбовое соединение между штангой и застопоренным шпинделем 4 опорного узла.

В случае несовпадения упорного конца собачки, а также при вращении храпового колеса в сторону, противоположную развинчиванию, пружина 15 под действием усилия, передаваемого храповым колесом, сжимается, обеспечивая отход гидроцилиндра привода и последующий возврат его в исходное положение, предохраняя тем самым от поломки.

Гидроцилиндр 13 и скобу ключа 5 возвращают в исходное положение, разворачивают резьбовое соединение между штангами, затем штангу ставят в чашку сепаратора (не показан) и удерживают в ней, а шпиндель опорного узла отвинчивают от штанги вращателем. Для обеспечения совпадения рычага 12 собачки и направляющих 14 последние имеют длину, позволяющую компенсировать неточности изготовления каркаса мачты.

Для компенсации разброса по длине штанг, которые могут иметь отклонения по длине как в заводском исполнении, так и в процессе эксплуатации штанг в результате их ремонта, предусмотрена возможность установочного перемещения привода механизма стопорения вдоль мачты. Гидроцилиндр 13 закрепляют на раме 18 на расстоянии, оптимальном для данной длины штанги.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет по сравнению с прототипом:

- значительно повысить надежность бурового станка за счет обеспечения срабатывания механизма стопорения при разбросе штанг по длине, так как конструктивное выполнение станка позволяет установить привод механизма стопорения на каркасе мачты с учетом длины штанги;

- обеспечить надежное страгивание буровых штанг при их разборке и тем самым уменьшить время вспомогательных операций без увеличения массы станка.