Вибромолот

.Цейтлин М. Г. и др. Вибрационная техника и технология в свайных и буровых работах. Л.: Стройиздат, 1987. с. 207, рис, 98. (54) ВИБРОМОЛОТ Изобретение относится к торному делу,а именно к вибрационным механизмам длябурения скважин, забивки в грунт труб исвой на суше.и на акваториях.Известна погружная виброударная морская буровая установка с кольцевым вибро, .молотом, который включает верхнюю инижнюю плиты, установленный между нимина подпружиненных штоках герметичный.корпус с центральным проходным кольцевым каналом. смонтированные в корпусе ижестко соединенные с его стенками дваэлектровибратора, а также верхний и ниж. ний патроны с клиновыми захватами грунтоноса, установленные в проходном канале.Недостаток таких вибромолотов малыймоторесурс электропривода, так как он жестко соединен с вибромассой и во времяработы вместе с ней совершает высокочастотные колебания, наносит удары по нако. вальне и, тем самым, испытывает большиединамические нагрузки,51)5 Е 21 В 11/02, 7/2(57) Использование: бивка в грунт труб. вибромолот содерж лансами, втулку и у верхности кольцево вращающиеся дебал ременные нагрузки. их действием накоси При этом валы с деб ся по дугообразным няя постоянное нат шкивами валов и их бурение скважин и заСущность изобретения: ит корпус, валы с дебатановленный на ее по-. й ударник, При бурении ансы создают знакопеКольцевои ударник под т удары по наковальне алансами йеремещаютпазам корпуса, сохраяжение ремней между приводов 3 ил3Известен вибратор, содержащий полый корпус с центральным проходным отверстием, валы с дебалансами, установленные в корпусе, два приводных электродвигателя, установленных на верхней плите корпуса, втулку с кольцевым буртом, установленную в центральном отверстии корпуса. и скрепленный с втулкой переходник буровых труб,Недостаток таких вибраторов низкая надежность их работы из-за малого моторесурса электропривода, так как он жестко соединен с вибромассой и во время работы вместе с ней совершает высокочастотные колебания и испытывает большие динамические нагрузки,. В розультате образуется провис обмоток статора дь упора во враща. ющийся ротор и происходит их замыкание, быстро ослабевает крепление приводов к корпусу и крепежные элементы. ломаются, разрушаются, разрушаются подшипники приводов и валов вибраторов. Поэтому моторесурс электропривода таких вибраторов не превышает 300 ч,Цель изобретения - повышение надежности в работе вибромолота за счет снижения воздействия ударных нагрузок на егопривод (электродвигатели),Указанная цель достигается тем, что. вибромолот, содержащий полый корпус сцентральным отверстием, валы с дебалан,сами и. с приводами их вращения, установленные в корпусе, втулку с кольцевымбуртом, установленную в центральном отверстии корпуса, и переходник буровыхтруб, скрепленный с втулкой, снабжен кольцевым ударником, размещенным на наружной поверхности втулки с возможностьюограниченного осевого перемещения, и тягами, одни концы, которых шарнирно соединены с валами, а другие - с ударниками, приэтом в корпусе выполнены криволинейныепазы с центрами кривизны на осях приво.дом валов, в которых размещены концы валов с возможностью перемещения вдольпазов.Размещение. кольцевого ударника нанаружной поверхности втулки позволяетему перемещаться только возвратно-поступательно по прямолинейной втулке;. Соединение кольцевого ударника с валами с дебалансами при помощи тяг и шарниров не препятствует одновременномуперемещению ударника по втулке, а валов сдебалансами по криволинейным пазам, т.е.при забивке труб или свай вертикально позволяет перемещаться ударнику по вертикали, а валам с дебалансами по дуге.Выполнение криволинейных пазов сцентрами кривизны на осях приводов позволяет валам с дебалансами совершать колебательн ые перемещения. относительнонеподвижного корпуса и соединенных сним приводов. При этом координаты валовс дебалансами постоянно меняются во времени относительно координат приводов, асила натяжения приводных ремней междушкивами приводов и валов остается неизменной,Перемещение валов с дебалансами вкриволинейных пазах неподвижного корпуса обеспечивает возвратно-поступательныедвижения ударника при неизменном положении приводов. Атак как корпус и установленные на нем приводы не участвуют вколебательйых перемещениях, то на нихуменьшается воздействие динамическихнагрузок. Это существенно повышает надежность работы привода., корпуса и вибро. молота в целом.Размещение кольцевого ударника навтулке, установленной в центральном отверстии корпуса, обеспечивает строго заданное центральное соударение ударника с20 ударник соосно размещен на вертикально установленной втулке.На фиг, 1 показан предлагаемый вибромолот, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1: на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2,Вибромолот состоит из полого корпуса, расположенных в нем электроприводов и вибромеханизма. Корпус выполнен с центральным отверстием и включает поддон 1, две боковые стенки 2, верхнюю стенку 3,25 30 жестко соединенные меж у собой. две боковые крышки 4, втулку 5 с кольцевым буртом, установленную с центральном отверстии корпуса и жестко соединенную своими концами с поддоном 1 и верхней стенкой 3, а также переходник 6 буровых труб, скреп 35 ленный с втулкой 5, На верхнем конце втулки 5 и на переходнике 6 выполнена резьба для соединения вибромолота с погружаемыми в породы трубами. В теле боковых кры 40 шек 4 корпуса выполнены симметрично криволинейные пазы 7 с центрами кривизны на осях электроприводов.Вибромеханизм включает кольцевой ударник 8, размещенный соосно с вгулкой 5 на ее наружной поверхности с воэможностью ограниченного осевого перемещения по ней, валы 9, концы которых установлены с возможностью вращения.и поступательного перемещения в криволинейных пазах 7, дебалансы 10 и шкивы 11, установленные 50 на валах 9, и тяги 12, одни концы которых шарнирно соединены с валами, а другие - с ударником, Электропривод включает два электро 55 двигателя 13, установленные на поддоне 1,шкивы 14 и ремни.15, передающие вращение на валы,Работа вибромолота заключается в следующем. переходником буровых труб. Кроме того, соединение ударника с валами при помощи тяг и размещение его на втулке обеспечивают синхронизацию вращения валов с деба лансами, которые приводятся во вращениенезависимыми друг от друга электроприводами. Так при несколько различных значе-.ниях коэффициентов скольжения электроприводов одинаковых частот враще ния у них со временем могла бы нарушатьсясинфаэность вращения. Однако рассогласо"вания вращения валов с дебалансами не происходит, так как йри рассогласовании оба вала с дебалансами находились бы на 15 различной высоте от горизонтали, А так каквалы связаны с ударником тягами одинаковой длины, то ударник при этом отклонился бы от вертикали.Но это невозможно, так как кольцевойПри помощи буровой лебедки (не показана) вибромолот на тросокабеле 16 вывешивают на очке бурения, соединяют с :забиваемыми элементами (трубы, сваи и т.п,) и по тросокабелю 16 к электродвигате лям 13 подают электроэнергию. Электродвигатели 13 через шкивы 14, 11 и ремни 15 вращают валы 9 с дебалансами 10, причем в противоположные стороны, что обеспечивает соответствующей схемой подключения 10 токоподводящих жил тросокабеля 16 к электродвигателям 13. Вращающиеся дебалансы 10 создают знэкопеременные, направленные вдоль вертикальной оси силы. Под действием этих сил виброударная 15 масса поднимается вверх и опускается . вниз, нанося удар по наковальне. При этом валы с дебалансами движутся вверх и вниз по дуге, так как концы валов 9 установлены с возможностью перемещения в криволи нейных пазах 7. А так как пазы 7 выполнены по радйусу, равному расстоянию между осями электродвигателя и приводимого им вовращение вала, то валы 9 и дебалансы 10 движутся вверх и вниз относительно непод вижных электродвигателей 13 по дугам того же радиуса. Это обеспечивает постоянство натяжения приводных ремней между шкивами электродвигателей и валов несмотря на то, что координаты валов с дебалансами 30 относительно электродвигателей постоянно меняются во времени при работе вибро-" молота. Постоянство натяжения приводных Ремней обеспечивает стабильность режима нагруженияприводных электродвигателей, 35 не ограничивает воэможности вибромолотов по их мощности и не снижает КПД вибромолота по мере увеличения мощности.Вибромолот можно применять для бурения скважин на суше и на акваториях. При 40 бурении на суше каждый раз после погружения очередной трубы забиваемой колонны на всю ее длину вибромолот снимают с колонны, наращивают следующую трубу и на нее снова устанавливают вибромолот, При бурении на акваториях трубы наращивают по мере забивки колонны:без снятия с нее , вибромолота. При этом корпус вибромолота должен быть в герметичном исполнении, так как по мере забивки колонны он погружается под воду, Выбуриваемые породы извлег кают из скважины известными способами (желонки, стаканы и пр.) через колонну труб.Надежность и моторесурс предлагаемо-. го вибромолота при работе как на суше, так и на акваториях значительно выше, чем вибромолотов известных конструкций, так как в конструкции предлагаемого вибромолота электропривод не используются в качестве ударной массы и не подвержен динамическим сотрясениям,Ф ормул а из об рете н и я Вибромолот, включающий полый корпус с центральным отверстием, валы с дебалансами и с приводами их вращения, установленные в корпусе, втулку с кольцевым буртом, установленную с центральном отверстии корпуса, и переходник бурильных труб,.скрепленный с втулкой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в работе. он снабжен кольцевым ударником, размещенным на наружной поверхности втулки с возможностью ограниченного осевого перемещения, и тягами, одни кон 5 ы которых шарнирно соединены с валами, а другие - с ударниками, при этом в корпусе выполнены криволинейные пазы с центрами кривизны на осях приводов валов, в которых размещены концы валов с возможностью перемещения вдоль пазов..В-Б ИГ. 3 Составитель В.ЛиберманТехред М.Моргентал Корректор Т.Пал актор С,Патрушев водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ ЙИО Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5