Гідросвепер гсп-1

Гідросвепер, що складається з корпусу, в якому розміщено ударно-обертальний механізм і ме 3 ударної дії на штангу і її повороту, висока маса, низька продуктивність, складність параметричного регулювання і оптимізації режиму їх роботи. Найбільш близькою за призначенням і технічній суті є гірське свердло, що складається з приводу обертання, гайки і муфти приводу прямого і зворотного ходів, механізму передачі обертаючого моменту, у вигляді труби, в якій розміщена бурова штанга [А.с. СССР №1687772, кл. Е21В1/00, 1987]. Недоліками існуючого пристрою є неможливість здійснення ударних навантажень на бурову штангу і ріжучий інструмент, необхідність нарощування штанги через обмежену довжину штангоприємника, низька продуктивність, особливо в міцних породах, неможливість роботи з гладкими типами бурових штанг, складність параметричного регулювання і оптимізації режиму їх роботи В основу корисної моделі поставлено завдання створення нового бурового пристрою - гідросвепера, в якому завдяки наявності ударнообертального механізму і механізму подачі бурової штанги нового типу досягається високопродуктивне буріння, за рахунок проходження бурової штанги уздовж центральної осі корпусу гідросвепера спрощується орієнтування буріння свердловин в просторі, зводиться до мінімуму можливість викривлення штанги під дією напірного зусилля, що дозволяє його збільшити і отримати підвищену швидкість буріння, а також використовувати для буріння не тільки витих, але і гладких штанг. Це технічне завдання досягається тим, що гідросвепер ГСП-1, що складається з корпусу, в якому розміщено ударно-обертальний механізм і механізм подачі бурової штанги, згідно з корисною моделлю, він виконаний у вигляді системи парних радіальних гідроциліндрів односторонньої дії і аксіальних гідроциліндрів двосторонньої дії, що розміщені усередині корпусу з можливістю обертання, причому головні гідроциліндри жорстко скріплені з аксіальним циліндром подвійної дії, поршень якого з'єднано з допоміжним гідроциліндром. Така конструкція гідросвепера ГСП-1 дозволяє проводити буріння шпурів за допомогою нерухомої бурової головки, притиснутої до гирла свердловини, шляхом пропускання штанги через корпус з гідроциліндрами, що значно підвищує точність і продуктивність буріння, дозволяє вести буріння в режимі параметричної адаптаційної оптимізації, спрощує процес нарощування штанг, знижує масу і збільшує питому енергоозброєність буріння, що дозволяє підвищити продуктивність буріння глибоких шпурів, збільшити ефективність роботи. На Фіг.1 показано загальний вид пристрою, на Фіг.2 - система гідророзподілу гідросвепера, а на Фіг.3 - розріз по А-А на Фіг.2. Гідросвепер ГСП-1 складається з корпусу 1, в якому знаходиться гідромотор 2 з гідромагістралями 3, що підводять робочу рідину пульсуючого тиску. До ротора гідромотора 2 нерухомо прикріплені ударно-обертальний механізм і механізм подачі бурової штанги, які виконано у вигляді системи парних радіальних гідроциліндрів односторонньої дії гальмівних 4 і головних 5, а також аксіальних ударних гідроциліндрів 6 двосторонньої дії, розміщених усередині корпусу 1. Раді 41162 4 альні гальмівні гідроциліндри 4 аксіально нерухомі і скріплені з нерухомими поршнями 7 аксіальних ударних гідроциліндрів 6. Останні з'єднані з головними гідроциліндрами 5. Поршні 8 гальмівних гідроциліндрів 4 і поршні 9 головних гідроциліндрів 5 взаємодіють з поверхнею бурової штанги 10, що проходить уздовж центральної вісі корпусу 1 в свердловину 11. Передня частина корпусу 1 гідросвепера є камерою 12 для відсмоктування бурового шламу, герметично відокремлена від гідравлічної частини діафрагмою 13 і впритул присунена до гирла свердловини 11. До камери приєднана магістраль 14 для видалення бурового шламу при бурінні. Працює гідросвепер ГСП-1 таким чином. Через обидві гідромагистралі 3 до гідромотора 2 і всіх гідроциліндрів подається від гідронасоса з імпульсатором (не показані) робочу рідину з пульсуючим тиском, який міняється від 0 до 40МПа. Ротор гідромотора 2 починає обертатися, захоплюючи за собою в обертальний рух всі гідроциліндри, розташовані на підшипниках 15 усередині корпусу 1. Ударно-обертальний механізм і механізм подачі бурової штанги мають два самостійні канали для робочої рідини 16 і 17, коли в одному каналі тиск максимальний, в іншому - нульовий. Коли в каналі 16 тиск рівний 0, а в каналі 17 тиск максимальний, то гальмівні поршні 8 віджаті від штаги 10, а поршні 9 головних радіальних циліндрів щільно затискають штангу 10. Одночасно попереду нерухомих поршнів 7 тиск максимальний, а позаду дорівнює нулю, що примушує аксіальні ударні гідроциліндри 6 з прискоренням рухатися вперед, захоплюючи за собою бурову штангу 10. Після ударно-обертальної дії на забій свердловини аксіальний рух бурової штанги 10 зупиняється і тиск в каналах 16 і 17 стрибком змінюється. При цьому поршні 8 гальмівних циліндрів затискають штангу 10, а поршні 9 головних гідроциліндрів 5 розтискають штангу 10. Одночасний тиск попереду нерухомих поршнів 7 стає рівним нулю, а позаду максимальним, що примушує аксіальні ударні гідроциліндри 6 рухатися назад в початкове положення, захоплюючи за собою і головні радіальні гідроциліндри 5. Далі цикли роботи повторюються, чим забезпечується процес буріння. Для витягання бурової штанги зі свердловини в гідросвепері є система гідроциліндрів зворотного ходу 18, що працює подібно до робочої системи гідроциліндрів. Таким чином, без використання спеціальних пристроїв гідророзподілу (типу золотників і ін.) завдяки наявності ударно-обертального механізму і механізму подачі бурової штанги 10 нового типу досягається високопродуктивне буріння, за рахунок проходження бурової штанги 10 уздовж центральної осі корпусу 1 гідросвепера спрощується орієнтування буріння свердловин в просторі, зводиться до мінімуму можливість викривлення штанги під дією напірного зусилля, що дозволяє його збільшити і отримати підвищену швидкість буріння. Особливо важливою перевагою є можливість змінювати в широких межах режими буріння зале 5 жно від зміни гірничо-геологічних умов буріння, шляхом керованої зміни частоти пульсацій тиску в робочій рідині, сили удару і моменту обертання бурової штанги від гідромотора. Тим самим забезпечується адаптивна параметрична оптимізація параметрів буріння в реальному режимі часу. Наявність камери для відсмоктування бурового шламу зі свердловини в процесі буріння значно покращує комфортність праці і зводить до мініму 41162 6 му можливість професійних захворювань бурильників силікозом і антракозом. Таким чином, завдання розробити нову конструкцію бурового пристрою, в якому за рахунок поєднання обертальної і ударної дії на порідний забій штангою, що проходить через ударнообертальний механізм і механізм подачі, забезпечується підвищення продуктивності буріння глибоких шпурів, збільшення ефективності роботи, слід вважати виконаним. 7 Комп’ютерна верстка О. Рябко 41162 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601