Вращательно-подающий механизм бурового станка

(51)5 Е 21 В 3/02 МИТЕТ ТКРЫТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИО ИЯМОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бюро работ 1 5.(71) Специальное конструкторскоетехники морских геологоразведочныхс опытным производством(54) ВРАЩАТЕЛЬНО-ПОДАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ БУРОВОГО СТАНКА(57) Изобретение относится к устройствамдля бурения и может быть использовано при 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,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 рычажную10 20 25 30 35 40 45 50 55 передачу; на фиг, 2 - одна секция предлагаемого устройства, включающая в себя однуобгонную 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 происходятпо винтовой линии, При движении в одну сторону обгонная муфта 3 увлекает за собойбуровую 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 б 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,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 уп 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 размещенывнутри корпусов и связаны с последними посредством винтовой передачи, при этом упругие элементы установлены между корпусом и рамой, а кинематическая связь дви гателя с каждой из обгонных муфтвыполнены в виде рычажной передачи с коленчатым валом, ось которого параллельно оси буровой штанги.2, Вращательно-подающий механизм 20 по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждаяиз обгонных муфт кинематически связана с двумя диаметрально расположенными коленчатыми валами двигателей.Составитель В,ГорбуновТехред М.Моргентал Корректор М.Кучерява Тираж Подписноеного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 35, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5