Процес керування спуско-піднімальними операціями бурового постава верстата для буріння вибухових свердловин
Номер патенту: 14095
Опубліковано: 15.05.2006
Автори: Микитась Анатолій Петрович, Сокуренко Микола Іванович, Ремха Юрій Степанович, Литвин Володимир Вікторович, Погорілий Анатолій Никифорович, Турченко Олександр Васильович
Формула / Реферат
Процес керування спуско-піднімальними операціями бурового постава верстата для буріння вибухових свердловин з використанням енергії робочої рідини високого тиску, при якому вказані операції формують зміною напрямку потоку робочої рідини до поршневих або штокових порожнин гідроциліндрів механізму подачі бурового постава, використовуючи при цьому, шляхом об'єднання, енергію витікаючої рідини із штокових порожнин в поршневі, який відрізняється тим, що в витікаючій рідині попередньо, до об'єднання її з рідиною, яка подається в поршневі порожнини, встановлюють засобами регулювання величину тиску, необхідну для відкривання штокових порожнин гідроциліндрів, а поршневі порожнини з'єднують з маслобаком та надають можливість їх донаповнення робочою рідиною.
Текст
Процес керування спуско-піднімальними операціями бурового постава верстата для буріння 3 14095 4 суттєво впливають величини швидкостей спускозані недоліки обмежують більш ефективне викорипіднімальних операцій подачі робочого органу бустання бурового верстата шляхом підвищення рового верстату до контакту з поверхнею забою та його продуктивності і коефіцієнта завантаження. його повернення із свердловини і визначаються Найбільш близьким із відомих рішень процесу процесом формування керуючих швидкостей цих керування спуско-піднімальними операціями буротехнологічних операцій. вого постава верстата для буріння вибухових свеПерші із наведених похідних є суто технічними рдловин на основі гідравлічного привода з викорипараметрами і, як правило, на кожному етапі розстанням енергії робочої рідини високого тиску, при витку машинобудівних технологій є обмеженими якому швидкості вказаних операцій формують величинами, наприклад, зусилля на шарошкове шляхом керування потоком робочої рідини, яка долото Дрогобицького долотного заводу (Україна) надходить до поршневих чи штокових порожнин діаметром 245мм не повинне перевищувати 300кН гідроциліндрів подачі бурового постава та викори(економічне доцільне 230-250кН), для доліт фірми стовують при цьому енергію перетікаючої рідини з "Сміт Інтернейшел" (США) діаметром 251мм відвказаних порожнин шляхом їх об'єднання [11]. При повідно 590 та 400-450кН. цьому фіксацію положень бурового снаряда версВ свою чергу тривалість допоміжних операцій, тата виконують надійним однобічним гідравлічним пов'язаних із спуско-піднімальним процесом бурозасобом запирання штокових порожнин гідроцилівого постава, має більш широкі можливості вплиндрів подачі, а управління ним здійснюють воднову, наприклад, шляхом збільшення довжини штанчас з подачею робочої рідини в поршневі порожги - з 8 до 20 метрів і відповідно зменшенням в нини. процесі проходки свердловини часу на монтаж Довгостроковий досвід експлуатації бурових (демонтаж) бурового постава, спуско-піднімальні верстатів СБШ-250 МНА-32, де використовується операції, також формуванням швидкостей у фазах наведений вище процес керування спускойого руху до поверхні забою та із свердловини. піднімальними операціями, виявив ряд недоліків. При цьому при подачі бурового постава на поПри швидкому опусканні бурового снаряда із посверхню забою задають режими швидкостей, які тавом у початковий момент на поршні гідроцилінвідповідають бурінню в міцних породах, бурінню в дрів діють зусилля від тиску рідини та маси буром'яких породах та швидкому спуску постава. При вого снаряда і бурового постава. Величина маси піднятті бурового постава з свердловини формубурового снаряда і постава знаходяться в межах ють відповідно слідуючі швидкісні режими: повільвід 4,5 до 10,5 тон. Під впливом тиску, поданого не підняття постава, швидке підняття постава, засобами гідросистеми, робоча рідина із штокових маневрове підняття постава. Обґрунтовані швидпорожнин перетікає у поршневі порожнини. При кості спуско-піднімального процесу бурового посцьому, швидкість перетікання рідини із штокових тава дозволяють суттєво зменшити питому частку порожнин у поршневі значно вища, ніж швидкість допоміжних операцій при бурінні вибухових свердзаповнення останніх. Це приводить до того, що в ловин. поршневих порожнинах тиск рідини поступово паЗгідно аналізу величини співвідношень найдає майже до вакууму. У той же час в штокових меншої швидкості руху бурового постава до найпорожнинах завжди має місце тиск рідини, що вивищої відповідно режимам спуску та підняття у никає від дії маси бурового снаряда і бурового сучасних верстатів складають від 50 до 74 одипостава. В реальних умовах діючого верстата вениць (найбільше значення швидкості при бурінні в личина вказаного тиску знаходиться в межах від 4 твердих породах складає 0,243м/хв) та від 6,36 до до 9,3кПа. Під дією цього тиску засоби гідросисте16,89 одиниць (найбільше значення повільного ми зупиняють подачу робочої рідини і гідроциліндпідняття бурового постава при цьому складає ри різко зупиняються. Після цього тиск рідини у 1,953м/хв), поршневих порожнинах починає рости, і, після Відомий спосіб формування спускоперевищення тиску у штокових порожнинах (клапіднімальних операцій бурового постава верстата пан гідрозамка знову відкривається), починається для буріння вибухових свердловин на основі гідновий цикл переміщення і подальших зупинок. равлічного приводу, при якому зусилля і швидкості Ці коливання, що спостерігаються при опусвказаних операцій формують шляхом керування канні бурового снаряда і постава шкідливо відбипотоком робочої рідини гідроприводу, яка надховаються на роботі гідроциліндрів подачі. Знакоздить до поршневих та штокових порожнин гідромінне навантаження манжетних ущільнень різко циліндрів (подачі) бурового постава на вибій чи від знижує їх ресурс, а динамічні навантаження у винього через зміну кількості працюючих насосів [10]. гляді ударів при зупинках бурового снаряда сприНедоліками даного способу є низькі значення чиняють руйнуванню бурового інструмента, канашвидкостей руху бурового постава при різних техтів поліспастної системи, каркасу бурової щогли, нологічних фазах буріння свердловини, енергетирізьб шпинделя і бурових штанг. чні втрати при видачі робочої рідини з відповідних В основу корисної моделі попоставлена задапорожнин гідроциліндрів подачі та обмежені регуча підвищення надійності роботи бурового версталюючі можливості. Також аналог не забезпечує та та його продуктивності. надійність фіксації положень бурових снарядів, що Попоставлена задача вирішується запропономають значну масу та тривалість часу фіксації, бо ваним процесом керування спуско-піднімальними запирання штокових і поршневих порожнин гідроопераціями за рахунок того, що робочій рідині, яка циліндрів подачі здійснюється одночасно в нейтвитікає із штокових порожнин гідроциліндрів подачі ральному положенні золотника гідророзподільного під час операції опускання бурового снаряда, позасобу, яким ведеться управління подачею. Вкапередньо задають величину тиску, що дорівнює, 5 14095 6 або перевищує, тиск рідини у штокових порожнидорівнює (або перевищує) величину тиску, необнах, створеного масою бурового снаряда і буровохідного для відкривання гідрозамком 17 штокових го постава, а потім об'єднують з поршневими попорожнин гідроциліндрів 15 і 16. При цьому запорожнинами. Поршневі порожнини гідроциліндрів біжний гідроклапан 28 відрегульований на тиск подачі з'єднують з маслобаком через зворотний робочої рідини, необхідний для буріння вибухових клапан для неуможливлювання появи вакууму. свердловин. Від гідроклапанів тиску 24 і 25, а таЗавдяки запропонованому процесу керування кож від запобіжного гідроклапана 28 робоча рідина спуско-піднімальними операціями не виникають іде на злив у маслобак по магістралі 29, а від гідколивання при русі бурового постав а вниз, створоклапанів тиску 26 і 27 - маслопроводом 30 на рюються комфортні умови роботи верстата, підоб'єднання з потоком робочої рідини, що подаєтьвищується надійність та його продуктивність. При ся в поршневі порожнини гідроциліндрів. цьому швидкість піднімання бурового снаряда і При виникненні в поршневих порожнинах вабурового постава не знижується і надається можкууму відбувається їх донаповнення за рахунок ливість руху буровому поставу з максимальною рідини із маслобака через зворотний клапан 31 і швидкістю. маслопровід 32. Порівняльний аналіз запропонованого технічБурильний верстат працює наступним чином ного рішення з відомим рівнем техніки не виявив його підключають до кар'єрної електромережі живпливу існуючих (відомих) рішень на досягнення влення, виконують необхідні організаційно-технічні позитивного результату згідно попоставленої мети підготовчі операції, пускають засоби енергозабезрозробки. печення і з допомогою гусеничного шасі 1, підняТаким чином, пропоноване технічне рішення тою щоглою 2 (задіяні елементи 3, 4) наїздять на відповідає вимогам наявності корисна модельникоординати майбутньої свердловини. Машиністцького рівня, корисності і новизни, призначене для оператор з кабіни керування 6 горизонтує верстат використання у промисловості, здійснене за доподомкратами 13 і 14. При цьому компресор, пилепмогою існуючих комплектуючих виробів і матеріаригнічення 7, буровий снаряд 8, постав 9, гідроцилів (гідророзподільники, запобіжний гідроклапан, ліндри 10, 11 створення напірного зусилля введені гідроклапани тиску, зворотні гідроклапани, рукава, в робочу готовність забезпечення виконання техтрубопроводи), визнаних науково обґрунтованих нологічних операцій буріння свердловини. методів, і при його реалізації у складі бурового Спуско-піднімальні операції виконуються таверстата УСБШ-250А забезпечується досягнення ким чином. технічного результату, що вбачали автори, і викоУ режимі "Буріння міцних порід" включається нуються вимоги промислової придатності. маловитратний насос або одна із секцій насосу (на Суть корисної моделі пояснюється кресленнясхемі Фіг.2 не приведені) і рідина підводиться до ми і описом складових елементів та їх взаємодії гідророзподільника 18. Переключивши золотник при реалізації процесу. гідророзподільника вліво, спрямовують потік робоНа Фіг.1 зображено буровий верстат у варіанті чої рідини до поршневих порожнин гідроциліндрів з гусеничним шасі, на Фіг.2 наведена схема реалі15 і 16 механізму подачі. За допомогою гідророззації процесу керування спуско-піднімальними подільника 20 робочу рідину, що витісняється із операціями бурового постава верстата. штокових порожнин, спрямовують через гідроклаВерстат Фіг.1 включає гусеничне шасі 1, буропан тиску 24 на скидання у зливну магістраль 29. ву щоглу 2, яка кріпиться до передньої опори плаГідроклапан тиску 24 відрегульовують на величину тформи 3 гусеничного шасі шарнірно за допомотиску, достатню для відкривання гідрозамком 17 гою пальців та гідроциліндрів піднімання щогли 4. штокових порожнин. При цьому переміщення гідНа платформі шасі встановлено машинний відділ роциліндрів реалізується плавно. 5, кабіна керування 6 та установка мокрого пилепУ режимі "Буріння м'яких порід" включається ригнічення 7. В щоглі розміщені буровий снаряд 8, насос з більшою продуктивністю, ніж у попередщо включає обертач з напірним вузлом і каретку, ньому режимів і потік робочої рідини спрямовують буровий постав 9 з буровим інструментом, мехау гідророзподільник 18, а звідти - в поршневі понізм подачі бурового постава з гідроциліндрами 10 рожнини гідроциліндрів. Потік рідини із штокових і 11, використаних в якості рушійного органу, мепорожнин спрямовують включенням гідророзподіханізм монтажу-демонтажу 12 бурових штанг. льника 21 через гідроклапан тиску 25 у магістраль До платформи шасі закріплені гідродомкрати 29 і далі на зливання в маслобак. Регулювання 13 і 14, що служать для горизонтування верстата гідроклапана тиску 25 аналогічно гідроклапану 24. та зняття динамічних навантажень з гусеничного У режимі "Швидкий спуск" до потоку рідини нашасі при бурінні. сосів, що були включені у двох попередніх режиНа схемі Фіг.2 показані гідроциліндри 15 і 16 з мах, додається потік насосу великої продуктивносоднобічним гідрозамком 17, що запирає штокові ті. Сумарний потік цих насосів спрямовують порожнини гідроциліндрів. Гідророзподільник 18 розподільником 18 в поршневі порожнини гідроцикерує напрямком подачі робочої рідини в порожліндрів. Потік робочої рідини, що витісняється із нини гідроциліндрів. Зворотний гідроклапан 19 штокових порожнин спрямовується при включені перешкоджає прямувати потоку робочої рідини із гідро-розподільників 22 і 23 через гідроклапани штокових порожнин до гідророзподільника 18. Рітиску 26 і 27 у поршневі порожнини гідроциліндрів дина рухається тільки у напрямку гідророзподільпо магістралі 30. Гідроклапани тиску 26 і 27 регуників 20, 21, 22 і 23, а при їх включені - до гідроклюють на величину тиску достатню для відкриванлапанів тиску 24, 25, 26 і 27. Гідроклапани тиску ня клапана однобічного гідрозамка 17. В цьому відрегульовані таким чином, що тиск по величині випадку до потоку робочої рідини від насосів до 7 14095 8 дається рідина, що надходить від штокових пороДжерела інформації: жнин, і швидкість спуску бурового снаряда зрос1. UA 48998, E21B7/02, 15/04, 16.09.02, Бюл. тає. №9, 2002. В реальному виконанні регулювання гідрокла2. SU 1652497, E21B3/00, 30.05.91, Бюл. №20, панів тиску у вищевказаних операціях ведеться по 1991. середній величині тягового зусилля на штоках гід3. SU 1652498, E21B3/00, 30.05.91, Бюл. № роциліндрів від маси бурового снаряда і бурового 20,1991. постава, тому повністю звільнитися від пульсації 4. ДM45 and ДM50 Drillmaster blasthole drills. (автоколивань) рідини в поршневих порожнинах Рекламний проспект фірми Інгерсолл-Ренд, 1981. неможливо. Для зменшення шкідливої дії цього Ingersoll-Rond Co. Rotary Drill Division, Orrville, Оhiо явища (тобто для надання інваріантності) на ман44667. жетні ущільнення гідроциліндрів в схемі передба5. Буровий верстат фірми Висуrus-Erie чений зворотний гідроклапан 31 та маслопровід Company. South Milwaukee, Wisconsin 53172, 2000. 32, що з'єднують поршневі порожнини гідроцилін6. Станок для бурения взрывных скважин типа дрів з маслобаком. НВМ 230. Rudolf Hausher und Söhne Gm вН Co. У режимі "Повільне піднімання" як і у режимі KG, Wuppertaler Str., 77. D-4322 Sprock hövel, 1. "Буріння міцних порід" включається лише один Telex 8229988. маловитратний насос. Робоча рідина підводиться 7. Буровая машина KATO PF 1200-YS. Рекладо гідророзподільника 18, а при переключені його мний проспект фірми KATO WORKS CO., LTD, золотника вправо вона спрямовується у штокові 1999. Предпоставництво СНД, Москва, вул. Гіляпорожнини гідроциліндрів 15 і 16. Із поршневих ровського 8-8А, телекс 7485. порожнин робоча рідина витісняється через роз8. Станок СБШ-250 МНА-32 КП. Информациподільник 18 на зливну магістраль в маслобак. онно-рекламный материал. Горный журнал, 2003, У режимі "Швидке піднімання", як і у режимі №10, с.57. швидкого спуску працюють всі вказані вище насо9. М.И. Щадов, К.Е. Виницкий, С.Д. Бабарика. си, а робоча рідина підводиться гідророзподільниБуровая техника для карьеров в ближайшей перском у штокові порожнини. Робоча рідина, що витіпективе. Горный журнал, №11-12, 1996, с.92-97. сняється із штокових порожнин гідроциліндрів, 10. М.С. Сафохин, Б.А. Катанов. Машинист прямує також через розподільник 18 по зливній бурового станка на карьере. М., Недра, 1976, магістралі в маслобак. с.122. У цих двох останніх режимах піднімання у 11. Станки, технология и экономика шарошечзв'язку з відсутністю перешкод швидкість підніманного бурения. Под редакцией Н.М. Трегубова. М., ня не знижується. Недра, 1975, с.98. 9 Комп’ютерна верстка М. Мацело 14095 Підписне 10 Тираж 26 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюThe process of control of round-trip operations of drill mill of machine for drilling blast holes
Автори англійськоюRemkha Yurii Stepanovych, Mykytas Anatolii Petrovych, Turchenko Oleksandr Vasyliovych
Назва патенту російськоюПроцесс управления спускоподъемными операциями бурового постава станка для бурения взрывных скважин
Автори російськоюРемха Юрий Степанович, Микитась Анатолий Петрович, Турченко Александр Васильевич
МПК / Мітки
МПК: E21B 4/00, E21B 3/00, E21B 19/00
Мітки: процес, свердловин, бурового, спуско-піднімальними, операціями, верстата, керування, вибухових, постава, буріння
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-14095-proces-keruvannya-spusko-pidnimalnimi-operaciyami-burovogo-postava-verstata-dlya-burinnya-vibukhovikh-sverdlovin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Процес керування спуско-піднімальними операціями бурового постава верстата для буріння вибухових свердловин</a>
Попередній патент: Зубчастий редуктор
Наступний патент: Механізм накатки полотна круглов’язальної машини
Випадковий патент: Комбінований сошник