Буровий верстат

Реферат: Буровий верстат, що містить розпірно-поворотний механізм, лебідку, механізм подачі, передній патрон, задній патрон зі встановленими в ньому шпинделем і підвідною муфтою, дистанційний пульт управління. Для зменшення поздовжнього габариту верстата патрони забезпечені притискними пластинами з отворами і на передньому патроні встановлені фіксатори, з можливістю контакту з рамою верстата, а шпиндель заднього патрона виконаний знімним, з можливістю фіксації його кулачками. UA 100500 C2 (12) UA 100500 C2 UA 100500 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої промисловості, а саме до бурової техніки, і може знайти застосування в конструкції верстатів для буріння свердловин ударно-обертальним способом в підземних умовах. Відомий буровий верстат для ударно-обертального буріння свердловин в підземних умовах [1], що містить розпірно-поворотний механізм, лебідку для установки верстата на вісь буріння, механізм подачі, обертач (задній патрон) з кулачковим клиновим затискним патроном, штанготримач (передній патрон), виконаний у вигляді кулачкового затискного патрона, встановленого на рамі верстата, а також буровий інструмент у вигляді заглибного пневмоударника і бурової коронки. Суттєвим недоліком даного бурового верстата є жорсткий кінематичний зв'язок різьбового шпинделя в патроні верстата за допомогою шліцьового з'єднання. Даний зв'язок робить патрон не прохідним для бурових штанг, що скорочує його область застосування і, крім того, шліцьове з'єднання, будучи достатньо точним з'єднанням, не захищено від дії бурового шламу, унаслідок чого воно швидко виходить з ладу. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є буровий верстат для ударно-обертального буріння свердловин в підземних умовах [2], що містить колонку розпору, лебідку для монтажу верстата і установки його на вісь буріння, встановлений на колонці розпору передній кулачковий клиновий затискний патрон (редуктор з пневмозахватом) з розміщеним на ньому пультом керування і задній кулачковий клиновий затискний патрон (що подає), встановлений на направляючих і пов'язаний з механізмом подачі, а також буровий інструмент у вигляді заглибного пневмоударника і коронки. Недоліком цього бурового верстата є те, що передній патрон, не будучи прохідним для використовуваного пневмоударника і коронки, встановлений на колонці розпору нерухомим, при цьому, буровий інструмент приєднується до бурових штанг, знаходячись за межами габаритів бурового верстата. Це значно збільшує розміри гірничих виробок, необхідних для ведення бурових робіт подібними верстатами і приводить у зв'язку з цим, до значного дорожчання гірничопрохідницьких робіт. Крім того муфта, що підводить стиснене повітря пригвинчується безпосередньо до штанги, що обертається, і також знаходиться за габаритами верстата, що дуже травмонебезпечно, особливо, при можливому заклинюванні муфти і намотуванні при цьому шланга, що підводить, безпосередньо на штангу. Щоб уникнути травмонебезпечності, конструкція верстата має в своєму складі захисний кожух, що ускладнює конструкцію і робить її не зовсім зручною в експлуатації. Суттєвим недоліком даної конструкції є також необхідність застосування пульта керування (для забезпечення під час буріння подачі бурових штанг методом перехоплення), встановленого виключно безпосередньо на передньому патроні верстата, оскільки персонал при керуванні знаходиться в самому травмонебезпечному і найзабрудненішому місці. Технічною задачею винаходу є виключення вказаних недоліків шляхом застосування в конструкції бурового верстата переднього патрона, рухомого в осьовому напрямі, який має знімний фіксуючий пристрій, що контактує з рамою бурового верстата, а також пристрій з'єднання його із заднім патроном, причому задній патрон також має пристрій для з'єднання з переднім патроном і, крім того, різьбовий шпиндель його виконаний знімним і фіксується в патроні за допомогою кулачків, а підвідна муфта, встановлена на шпинделі, виконана з можливістю фіксації на корпусі патрона. Поставлена задача досягається тим, що патрони бурового верстата забезпечені притискними пластинами з отворами, причому отвори на притискних пластинах при з'єднанні патронів суміщені, а саме з'єднання зафіксоване кріпильними елементами, встановленими в суміщені отвори і на передньому патроні встановлені знімні фіксатори, з можливістю контакту з рамою верстата, а шпиндель заднього патрона виконаний знімним, з можливістю фіксації його кулачками, причому підвідна муфта, встановлена на шпинделі, фіксується на корпусі заднього патрона. Вказана сукупність ознак дозволяє сполучати патрони між собою і зміщувати в сполученому положенні за допомогою механізму подачі в початкове положення, необхідне для згвинчення різьблення шпинделя заднього патрона з буровою штангою і з буровим інструментом, при цьому поздовжні габарити бурового верстата є гранично мінімальними, а, отже, і габарити гірничої виробки для такої конструкції верстата потрібні мінімальні. Крім того, фіксація підвідної муфти на корпусі заднього патрона виключає захльост рукава, що підводить стиснене повітря, при заклинку муфти, а виконання шпинделя заднього патрона знімним робить патрон прохідним і дозволяє проводити операції по розгвинчуванню бурового снаряда за рахунок фіксації бурових штанг кулачками патрона, в будь-якому положенні патрона відносно рами верстата. Суттєвою перевагою також є те, що така конструкція верстата дозволяє повністю механізувати процес 1 UA 100500 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розгвинчування бурових штанг, причому виконання операцій, як по розгвинчуванню, так і по самому бурінню виконується з дистанційного пульта керування, що значно знижує ступінь травмонебезпечності і покращує санітарно-гігієнічні умови на робочому місці. Суть технічного рішення пояснюється прикладом конкретного конструктивного виконання і рисунками, де: на фіг. 1 показаний буровий верстат під час буріння (вигляд збоку); на фіг. 2 показаний переріз А-А по фіг. 1; на фіг. 3 показано кінцеве положення заднього патрона на рамі бурового верстата у момент його з'єднання з переднім патроном; на фіг. 4 показано початкове положення сполучених патронів з пригвинченими до шпинделя буровою штангою і пневмоударником з коронкою; на фіг. 5 показане одне з можливих положень заднього патрона відносно рами бурового верстата при розгвинчуванні бурових штанг. Буровий верстат (фіг. 1) включає розпірно-поворотний механізм 1, лебідку 2 для установки верстата на вісь буріння, механізм подачі 3, задній патрон 4, передній патрон 5, дистанційний пульт керування 6, буровий інструмент (заглибний пневмоударник з коронкою) 7 і бурові штанги 14. Передній патрон забезпечений знімними фіксаторами 8, закріпленими на притискних пластинах 9 за допомогою болтів і гайок 10. Задній патрон також має у відповідь притискні пластини 11 з отворами 12, що поєднуються з отворами 13 в притискних пластинах 9 переднього патрона, при установці останнього в положення початку буріння або заміни бурового інструменту. Знімні фіксатори, встановлені на передньому патроні контактують з пазами 15 на рамі бурового верстата (фіг. 3) і таким чином, фіксують його на рамі. Задній патрон (фіг. 2) має в своєму складі знімний різьбовий шпиндель 16, що фіксується кулачками 17 патрона, а підвідна муфта 18 зафіксована за допомогою стакана 19 і кронштейна 20 на корпусі патрона. Обертання шпинделя патрона здійснюється за допомогою приводу 21. Буріння свердловин верстатом в підземних умовах здійснюється таким чином. Верстат доставляється в гірничу виробку і вмонтовується в ньому (фіг. 1). Працює він таким чином. Перед початком буріння задній патрон 4 (фіг. 3) з початкового положення, за допомогою механізму подачі 3 переміщається по рамі до переднього патрона 5, при цьому отвори в притискних пластинах 11 і 9 заднього і переднього патронів поєднуються. Фіксатори 8 демонтуються з переднього патрона 5, а кріплення 10 у вигляді болтів і гайок, що кріпило фіксатори 8 встановлюється в суміщені отвори 11 і 9 притискних пластин. Таким чином, патрони з'єднуються, а сам передній патрон перестає фіксуватися на рамі бурового верстата. У сполученому положенні патрони відводяться в початкове положення (фіг. 4), в якому до різьблення на шпинделі переднього патрона пригвинчується бурова штанга 14 і буровий інструмент 7 (пневмоударник з коронкою). Після цього, здійснюється буріння на довжину бурової штанги, при цьому сполучені патрони переміщаються в положення, показане на фіг. 3. У цьому кінцевому положенні патрони роз'єднуються, а за допомогою демонтованого при роз'єднанні кріплення на передній патрон 5 встановлюються фіксатори 8, що контактують з пазами 15 виконаними на рамі. При цьому передній патрон 5 виходить зафіксованим відносно рами бурового верстата і можна провести утримання бурової штанги 14 в передньому патроні 5 і відгвинчування шпинделя 16 заднього патрона від бурової штанги. Після чого, задній патрон 4 за допомогою механізму подачі 3 відводиться в початкове положення, нарощується наступна бурова штанга і проводиться буріння на довжину наступної штанги. Цикли нарощування штанг і буріння на їх довжину виконуються до досягнення проектної глибини свердловини, після чого проводиться розгвинчування бурових штанг і витягання бурового інструменту зі свердловини в наступному порядку. Задній патрон 4, з пригвинченою до шпинделя 16 штангою, механізмом подачі 3 відводиться від переднього патрона 5 і встановлюється на відстані від переднього патрона 5, що забезпечує подальше захоплення кулачками 17 заднього патрона 4 останньої штанги. Після цього, остання штанга фіксується в передньому патроні 5. Реверсуючи привід заднього патрона 4, відгвинчуємо шпиндель 16 від останньої штанги. Розтискаємо кулачки 17 заднього патрона і, здійснюючи осьовий рух вліво, демонтуємо шпиндель 16, при цьому стакан 19 підвідної муфти 18 знімається з кронштейна 20 і відбувається розфіксування підвідної муфти 18 відносно корпусу заднього патрона 4. Проводимо подачу заднього патрона 4 вперед, фіксуємо його кулачками 17 останню штангу, розтискаємо кулачки переднього патрона 5 і відводимо задній патрон 4 із зафіксованою в ньому штангою від переднього, при цьому різьбовий стик 22 цих двох останніх штанг повинен бути на відстані від переднього патрона 5, що забезпечує подальше захоплення кулачками заднього патрона 4 передостанньої штанги 23 (фіг. 5). Проводимо фіксацію бурового ставу (штанга 23) в передньому патроні 5. Включаємо реверс обертання, проводимо зрив натягу в різьбовому з'єднанні 22 і розгвинчування різьблення на 1.3 обороту. Розкриваємо кулачки 17 заднього патрона 4, включаємо подачу вперед і в правому крайньому положенні переднього патрона 5 проводимо фіксацію ним штанги 23, при цьому 2 UA 100500 C2 5 10 15 20 штанга 14 виявляється поза заднім патроном 4, залишаючись згвинченою з штангою 23 декількома витками. Уручну без зусиль відгвинчуємо штангу 14 і знімаємо її з верстата. Виконуємо наступний цикл розгвинчування бурових штанг і так до повного розгвинчування бурового ставу, після чого проводиться операція по витяганню бурового інструменту. На самому кінцевому етапі витягання бурового інструменту знову виконується операція з'єднання патронів, демонтаж фіксаторів 8 (фіг. 3) і відведення сполучених патронів в початкове положення (фіг. 4), після чого можна демонтувати пневмоударник і коронку з бурового верстата і провести демонтаж самого бурового верстата в гірничій виробці. Керування процесом нарощування бурових штанг, буріння і демонтажу бурових штанг здійснюється з дистанційного пульта керування. Використання запропонованих технічних рішень в конструкції бурового верстата, дозволяє механізувати процес заміни бурового інструменту, поліпшити санітарно-гігієнічні умови на робочому місці, а сам буровий верстат в порівнянні з відомими конструкціями бурових верстатів аналогічного призначення, має мінімальний поздовжній габарит і може застосовуватися в мінімально можливих перерізах гірничих виробок, що скорочує витрати на гірничопрохідницькі роботи. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР №825894, Е21С 1/10 від 20.01.1978. 2. Иванов К.И. и др. Техника бурения при разработке полезных ископаемых.-3-е изд., перераб. и доп., - М.: Недра, 1987. С. 135, рис. 5.1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 1. Буровий верстат, що містить розпірно-поворотний механізм, лебідку, механізм подачі, передній патрон, задній патрон зі встановленими в ньому шпинделем і підвідною муфтою, дистанційний пульт управління, який відрізняється тим, що патрони забезпечені притискними пластинами з отворами і на передньому патроні встановлені фіксатори, з можливістю контакту з рамою верстата, а шпиндель заднього патрона виконаний знімним, з можливістю фіксації його кулачками. 2. Буровий верстат за п. 1, який відрізняється тим, що отвори на притискних пластинах при з'єднанні патронів суміщені, а саме з'єднання зафіксоване кріпильними елементами, встановленими в суміщені отвори. 3. Буровий верстат за п. 1, який відрізняється тим, що фіксатори, встановлені на передньому патроні, виконані знімними. 4. Буровий верстат за п. 1, який відрізняється тим, що підвідна муфта шпинделя фіксується на корпусі заднього патрона. 3 UA 100500 C2 4 UA 100500 C2 5 UA 100500 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6