Вращательный станок для разведочного бурения

Каасс 5а, 12

IP

ДЙ O 9РР М, Р "Нф.

АНТНРЙНЙНН -B REtERBCTBB НА IIB

101

Ж Ы, ОПИСАНИЕ вращательного станка для разведочного бурения.

К авторскому свидетельству f А. Тартакевсногю и П. И. Иаркасова, заявленному 6 апреля 1932 года (спр. о перв. М 106912).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 ноября 1933 года. (А50) Предлагаемый вращательный станок для разведочного бурения, представляет собою двухскоростную лебедку, дающую возможность бурить с .автоматической подачей долота. г1втоматическое регу1.. лирование подачи бурового инструмента иа канате осуществляется не. введением специальных деталей, а лишь соответствующим переключением передаточных механизмов лебедки.

На чертеже изображен, вид станка сверху с частичным разрезом.

На валу .1 насажен.-ременный шкив

2 с фрикционом 3.,Барабан 7 свободно сидит на валу 1 и втулке 70. Внутри барабана 7 помещен дифференциал, состоящий из конического колеса 4, сидящего на валу на шпонке, шестерни

6, свободно сидящей на тою же валу, и паразитных шестерен. 5, оси которых закреплены в оправе 8. Цепное колесо

11 и двусторонняя сцепная муфта 12 сидят не непосредственно на валу 1, а на втулке 70, один конец которой скреплен с шестерней 6, а другой оканчивается сцепными муфтами 15. Барабан одной втулкой свободно опирается на вал 1, а другой — на втулку 70.

Если коническое колесо 4 посредством шкива 2, включением фрикциона

3, приводится во вращение от двигателя, а ш стерня 6 заторможена, включением соединения 12, 13, то барабан 7 вращается в сторону вращения конического колеса 4, делая в два раза меньшее число оборотов.

Если же шестерня 6 включением сцепной муфты 15 сцеплена с валом 7 и, следовательно, делает то-же число оборотов,.что и коническое колесо 4, то барабан 7 вращается в ту же сторонуи с тем же числом оборотов. Таким обра-. зом. на-лебедке имеются две скорости с. отношением 1:2. Вращение на бурящую часть 16 передается посредством переJ дачи 11 — ll включением двустороннеи сцепной муфты 72 к кулачкам цепного колеса 11.

Подача инструмента производится ав-. томатически. Скорость проходки и давление на забой зависят от характера грунта и регулируются таким образом, чтобы окружное усилие на режущей фрезе оставалось- постоянным. Регулирование основано на том, что коническое колесо 4, получающее вращение от двигателя, может передать его либо шестерне б, через паразитные шестерни 5, заставляя их вращаться вокруг своих осей, либо барабану 7, увлекая шестерни 5 и заставляя их бегать па шестерне б, как по зубчатой рейке. Пе-. редача движения шестерне 6 или барабану зависит от соотношения усилий, требуемых для их вращения, и будет происходить в сторону совершения мень- ,шей работы, I

Канат навит на барабан 7 таким образом, чтобы вращение конического колеса 4, происходило в сторону его навивания, т. е. поднятия висящей на нем колонны бурильных труб.

Пока вращению шестерни 6 ничто не препятствует, барабан 7, несмотря на вращение конического колеса 4 в сторону поднятия труб, будет вращаться в. сторону их опускания, увлекая в своем вращении паразитные шестерни 5, которые, воспринимая с одной стороны вращение конического колеса 4, а с дру гой †бараба 7, будут передавать их шестерне 6, заставляя ее вращаться в сторону, обратную, вращению конического колеса 4, но с большим числом оборотов. Но как только .трубы коснулись забоя и начался процесс бурения, потребуется некторое усилие для вращения бурильных труб, а следовательно, и шестерни 6. Придальнейшем вращении барабана 7 в сторону опускания труб, последние все с большей силой будут давить на забой.. Вследствие этого канат будет разгружаться, а окружное на фрезе усилие возрастать, пока не станет настолько значительным, что сможет снизить число оборотов шестерни 6 до числа оборотов конического колеса 4.

При этом вращение барабана, а следовательно, и подача прекратятся и начнутся только тогда, когда, в результате бурения и перемещения забоя по вертикали вниз, окружное усилие на фрезе упадет.

Если долото, почему-либо окажется захваченным, то и его вращение прекратится и барабан начнет вращаться в сторону: поднятия труб, вытаскивая долото из грунта.

При установившемся процессе бурения барабан будет уравновешен и, следовательно, -сумма моментов всех сил, действующих на барабан,,относительно его оси врашения равна нулю. Момент на барабане возникает под действием той части бурильных труб, вес которых воспринимается канатом; Момент этот уравновешивается реактивными моментами, возникающими в результате реакции на зубьях конического колеса 4 и шестерни .6. Обозначим их через М

Н, Л,.

Тогда orrrHD написать: Мбар — —,+

+М,. (Так как коническое колесо 4 и шестерня 6 расположены симметрично относительно осей паразитных шестерен 5, через которые передается на них действие груза, подвешенного к канату, то усилия распределяются между ними поровну, т. е. М = М и, следовательно, 4ар = 2Л в

Принимая во внимание, что усилие на шестерке 6 возникает. в .результате бурения, и выражая моменты через мощ- под Гбур ности, получим = 2,а про2-- . и бар 2-" пб изведя сокращение, получаем гпод гбур бар rrs где erron мощность, потребная на подъем бурильных труб, вес которых уменьшен на величину реакции на забой; гбур — мощность, потРебнаЯ на бурение. При бурении шестерня 6 Ъелает n<=пг+2 n оборотов. Однако, даже при большой скорости проходки, барабан делает на много меньшее число оборотов, чем коническое колесо 4 и, пренебрегая ими, можно приравнять число оборотов шестерен 4 и .6, т. е.

n< — — ла.

Если через N„oä обозначить мощность на пбдъем с первою скоростью, когда коническое колесо 4 делает в два раза больше оборотов, чем барабан, то можно написать 2n6ар= и4 = n

Подставляя в формулу (1) значение п, получим

-Упоа гбур

= 2 илн Х„ = +ciy p . (2). пбар 2п бар т. е. мощность на бурение равна мощности на подъем с первою скоростью воспринимаемого канатом веса буриль.- ных труб.

Таким образом скорости на лебедке пблучаются не из технологических со= ображений, а из условия правильной работы регулятора; Но они оказываются приемлемыми и с технологической стороны. а именно: первая скорость—

О,22 вв/сек на крюке, вторая — 0,44 м/сек на крюке.

При проходке первых 50 — 60 метров вес .труб может оказаться недостаточным для достижения необходимого давления на забой, и последнее получается искусственно (подвешиванием дополнительного груза, принудительной подачей и проч.).

Предмет изобретения.

1 I, Вращательный станок для разведочного бурения, отличающийся тем, что с целью автоматической подачи бурового инструмента служит барабан 7, насаженный свободно одной ступицей на валу 1, а другой ступицей на втулке

10 и приводимый во вращательное дви жение при помощи ременного шкива 2 с фрикционом 3 при посредстве насаженного на валу 1 конического колеса

4, сопряженного при помощи двух параэитных шестерен 5, сидящих на осях, прикрепленных к барабану 7, со скрепленной со втулкой 10 шестерней б, свободно надетой на валу l.

2. При станке по п. 1 применение для соединения вала 1 со втулкой 10 . сцепных муфт 14 и 15 и двусторонней сцепной муфты 12, одйой стороной служащей для сцепления упомянутой втулки 10 с упором 73, а другой стороной — . для соединения с цепным колесом 11, передающим при помощи цепной передачи вращение ротору.

Эксперт В. Б. Комаров

Редактор Ю. Н. Герман

Леипреипечатьсоюв. Тин.,Печ. Труд». Зак. 163 — 10C0