Устройство для гидравлического извлечения кокса

(1% (11)3159 С 10 В ЗЗ/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВЛИЧЕ,Сокиль+ стяго еГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАКОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОКСА из камер ксования,включающее закрепленнуюв механизме подъема-опускания бную штангу с изолированньаии полми раздельной подачи воды высокдавления от неподвижной системысоплам бурения и отбойки вращающ гося гиирорезака через гидроблок,соединенный с гидрорезаком вращающимися концентрично расположеннымитрубами, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения массы, устройствоснабжено гидравлической турбинкой,насаженной на жестко соединенный со.штангой вал, выходной вал турбинкичерез понижающий редуктор соединенс концентрическими трубами гидробло.ка, размещенного между штангой игидрорезаком, и приводные соплатурбинки соединены с полостями подачи воды штанги.959413 Изобретение относится к оборудо-ванию коксового производства, в частности к устройствам для гидравлического извлечения кокса из камер установок замедленного коксования. 5Известно гидравлическое устройство для извлечения кокса из камерзамедленного коксования, содержащеебурильную штангу, нижний конец которой соединен с гидрорезаком, а верх 10ний - с вертлюгом, обеспечивающим ввращение штанги с гидрорезаком отротора и одновременный подвод водыот неподвижной. системы подвода водыЪвысокого давления к вращающейся бурильной штанге,Гидрорезак снабжен золотником,обеспечивающим переключение гидрорезака с режима бурения на режим отбойки и обратно,Наличие вертлюга и ротора делаетустройство, громоздким, сложным, тяжелым, требует прямых энергозатратна вращение ротора и дополнительныхна преодоление сопротивления вращениюсоединенного со шт;.нгой вращающегосяствола в йевращающемся .корпусе вертлюга. Известно также устройство для гид" ЗО равлического извлечения кокса, в котором закрепленная в, механизме подьема-опускания с помощью вертлюга бурильная штанга выполнена в виде концентрически расположенных труб, нижние концы которых неподвижно и раздельно сообщаются с соплами бурения и отбойки вращающегося гидро- резака, а верхние - с гидроблоком раздельного подвода воды к этим тру О бам, соединенным с вертлюгом. Благодаря концентрически расположенным трубам штанги, раздельно сообщающимся с соплами бурения и отбойки гид" рорезака, можно переключать гидроре зак с режима бурения на режим отбойки и обратно с помощью стационарной запорной арматуры. Вынесенный за пределы гидрореэака узел переключения упрощает конструкцию устройства, повышает его надежность. Однако поскольку в этом уст" ройстве имеются вертлюг и ротор, ему присущи перечисленные недостатки. Кроме того, выполнение штанги в видеконцентрически расположенных труб усложняет ее конструкцию, а верхнее расположение вертлюга и гидроблока делает штангу неустойчивой из-забольших опрокидывающих моментов.Цель изобретения - упрощение конструкции устройства, снижение егомассы и энергозатрат.Цель достигается тем, что устройство для гидравлического извлечениякокса из камер коксования, включающее закрепленную в механизме подъемаопускания бурильную штангу с изолированными полостями раздельной подачи воды высокого давления от неподвижной системы к соплам бурения иотбойки вращающегося гидрорезака через гидроблок, соединенный с гидрорезаком вращающимися концентричнорасположенными трубами, снабженогидравлической турбинкой насаженной на жестко соединенный со штангойвал, выходной вал турбинки черезпонижающий редуктор соединен с концентрическими трубами гидроблока,размещенного между штангой и гидрорезаком, а приводные сопла турбинкисоединены с изолированными полостямиподачи воды бурильной штанги.Так как бурильная штанга выполнена неврашающейся, отпадает необходимость в применении вертлюга и ротора,что значительно упрощает устройствои снижает его массу, Благодаря нижнему расположению гидроблока кбнструкция штанги также упрощается, повышается ее устойчивость, так как центртяжести переносится вниз и будетнаходиться в пределах гидроблока,вследствие чего при возвратно-поступательном движении штанги по вертикали дольше сохранится ее прямолинейность и, следовательно, повыситсясрок службы и эффективность работыустроиства,Бл:.годаря гидравлической турбинке, жестко соединенной через понижающий редуктор и концентрически расположенные трубы гидроблока с гидро- резаком и приводимой во вращение от, сопел, сообщающихся с полостями бурильной штанги, обеспечивается вращение гидрорезака за счет энергии воды, поступающей к соплам гидрорезака, Поскольку мощность потока воды, поступающего к соплам гидрорезака, составляет 1500-2000 кВт, а мощность, затрачиваемая на вращение турбинки, составляет около 5 кВт, т.е. около 0,37., то использование такой незначительной доли энергиидля вращения гидрорезака не отразит-, ся на эффективности гидроизвлечения кокса. Эти затраты будут компенсироваться снижением гидравлических потерь за счет отсутствия вертлюга.Благодаря использованию для вращения гидрорезака гидравлическойтурбинки отпадает необходимость в применении специального электропривода и ротора для вращения штанги с О гидрорезаком.На фиг. 1 показан общий вид пред. лагаемого устройства; на фиг. 2 общий вид гидроблока, на фиг. 3 - общий вид механизма подъема-опуска ния штанги (разрез А-А на фиг. 1);на фиг. 4 - гидравлическая турбинка с приводными соплами (разрез Б-Б на фиг. 1).Устройство для гидравлического 20 извлечения кокса содержит невращающуюся бурильную штангу, которая может быть выполнена либо в виде двух . концентрических труб, либо в виде трубы, разделенной перегородкой, 25 либо в виде корпуса 1, разделенного внутренней перегородкой 2 на две изо лированные полости. Нижние концыизолированных полостей при помощи обводных труб 3 сообщаются суста ЗО новленными с возможностью вращения концентрическими трубами 4 и 5 гидроблока 6, при этом правая обводная труба 3 сообщается с внутренней трубой 4 гидроблока, а левая - с наружной трубой 5. Концентрические трубы 4 и 5 жестко соединены нижними концами соответственно с соплами бурения 7 и отбойки 8 гидрорезака 9, Верхние концы труб 4 и 5 заглушены и жестко соединены с выходным (нижним) валом 1 1 О понижающего редуктора 11, входной (верхний) вал 12 которого жестко соединен с гидравлической турбинкой 13. Гидравлическая 45 турбинка 13 насажена на жестко соединенный с бурильной штангой вал 14.1Над гидравлической турбинкой 13 установлены приводные сопла 15, жестко соединенные с изолированными 50 полостями бурильной штанги. Корпусы понижающего редуктора 11 и гидроблока 6 относительно бурильной штанги неподвижны и жестко соединены между собой стяжными шпильками 16 55 и косынками 17, С целью защиты от ударов отбиваемого кокса и засорений обводные трубы 3, приводные соп-. ла 15, гидравлическая турбинк; 13, понижающий редуктор 11 и гидроблок 6 снабженызащитным кожухом 18, жестко соединенным в верхней части с бурильной штангой, а в нижней части через сальник 19 - с вращающейся трубой 5.Гидроблок, изображенный на фиг, 2 содержит две жестко соединенные между собой сальниковые коробки 20 и 21 при помощи шпилек 22 и концентрически расположенных двойных сальниковых узлов - верхнего 23 и нижнего 24.Верхний сальниковый узел 23 служит для подвода воды из невращающихся правой полости бурильной штанги и правой обводной трубы 3 к установленной с возможностью вращения внуТренней трубе 4 гидроблока и далее - к соплам 7 бурения гидрорезака 9.Нижний сальниковый узел 24 обеспечивает подвод воды из невращающихся левой полости бурильной штанги и левой обводной трубы 3 к установленной с возможностью вращения наружной трубе 5 гидроблока и далее - к соплам 8 отбойки гидрорезака 9. С целью обеспечения нормальной работы сальниковых узлов 23 и 24 (исключения их перекоса) последние снабжены радиально-упорными подшипниками 25 и 26 . Для шарнирного соединения гидрорезака 9 с гидроблок 1 м 6 служат радиально-упорные подшипники 26 и 27. Подшипники 26 и 27 одновременно служат для компенсации значительных растягивающих и сжимающих усилий, возникающих в процессе гидроизвлечения кокса.3Изолированные полости бурильной штанги верхними концами неподвижно и раздельно соединены при помощи отводов 28 и 29 с системой подвода воды, состоящей из гибких рукавов (шлангов) высокого давления 30 и 31 трубопроводных стояков 32 и 33 электропроводных задвижек 34 и 35, коллек. тора 36 и водяного насоса 37 высокого давления. Для подъема-опускания невращающеися бурильной штанги служит механизм, состоящий иэ электродвигателя 38, гидронасоса 39, гидромотора 40, червячного редуктора 41 и пары зубчатых колес 42, находящихся в зацеплении с зубчатыми рейками 43, жестко соеди ненными с бурильной штангой. Соединение зубчатых колес 42 между собойосуществляется при помощи зубчатыхколес 44.Для повышения устойчивости буриль.ной штанги служат четыре направляющих швеллера 45 с катками 46, шарнир. 5но соединенными со штангой при помощи балок 47, которые неподвижносоединены со штангой.Предлагаемое устройство для гидравлического извлечения кокса с10дистанционным переключением работаетследукнцим образом,После открытия верхнего люкакоксовой камеры 48 в нее опускаютдо верхнего уровня кокса 49 гидрорезак 9. Включают центробежный насос37 высокого давления и медленнос пульта оператора открывают электроприводную задвижку 35, через которую вода попадает в правую изолированную полость бурильной штанги ипо правой обводной трубе 3 поступаетво внутреннюю трубу 4 гидроблока 6,а иэ нее - к соплам 7 бурения гидрореэака 9. Одновременно небольшая(около О,ЗЖ) часть общего по 1 ока во.ды поступает к приводным соплам 15и, истекая тонкими высоконапорнымиструями, приводит во вращение гидравлическую турбинку 13 с высокой 30частотой вращения (1500-2000 об/мин),Крутящий момент от турбинкн 13 черезпонижающий редуктор 11 и жестко соединенные трубы 4 и 5 приводит вовращение гцдрорезак 9 с заданнойчастотой (3-8 об/мин). Медленно вра.щая и опуская гидрореэак, истекающими из сопел 7 бурения мощнымиструями воды производят бурениецентральной скважины в коксовом пи-, 40роге.После окончания бурения, не останавливая насос 37, производят дистанционное переключение гидрорезака 9при любом его положении в камере. 45Для этого с пульта оператора электроприводную задвижку 34 открывают,а задвижку 35 закрывают. Вода постояку 32, гибкому рукаву 30 и отводу 28 поступает в левую изолированную полость бурильной штанги, а иэ нее по левой обводной трубе 3 - в наружную трубу 5 гидроблока 6 и далее - к соплам 8 отбойки гидрореэака, Одновременно вода из бурильной штан" ги попадает в приводные сопла 15 гидравлической турбинки 13, что приводит к вращению гидрореэака 9. Медленно вращая гидрорезак и поднимая и опуская его по пробуренной скважине, истекающими из сопел 8 отбойки мощными горизонтальными струями воды производят отбойку кокса до полного освобождения камеры.В случае образования завала кокса в скважине (обрушения больших кусков) открывают на короткое время (20- 30 с) задвижку 35 и при помощи струй воды, истекающих иэ сопел 7 бурения, завал расчищают.Регулируя в небольших пределах степень открытия - закрытия задвижки 34 с пульта оператора, изменяют расход воды через приводные сопла 15 и тем самым регулируют частоту вращения гидрорезака 9, добиваясь оптимальных условий гидроизвлечения кокса.Вода, поступающая иэ приводных сопел 15, после ее использования на вращение турбинки 13 накапливается внутри защитного кожуха 18, вытекает через зазоры сальника 19 в нижней части кожуха и выносится иэ камеры. Указанные зазоры устанавливают такими, чтобы в кожухе 18 поддерживалось небольшое избыточное давление (0,1- 0,2 МПа), достаточное для защиты турбинки 13, редуктора 11 и гидро- блока 6 от проникновения в кожух коксовых частичек, образующихся в процессе гидроизвлечения.Использование предлагаемого уст" ройства для гидроизвлечения кокса из камер позволит упростить конструкцию устройства, снизить его массу за счет того, что отпадает необходимость в использовании вертлюга и ротора, снизить энергозатраты эа счет использования энергии поступающей к соплам гидрорезака воды.