кассета для буровых штанг

Формула изобретения

Кассета для буровых штанг, содержащая податчик, на котором посредством гидроцилиндров податчика и поворотных рычагов податчика шарнирно закреплен барабан с отверстиями по периметру и штангами, отличающаяся тем, что кассета снабжена соосно установленным с барабаном поворотным рычагом барабана и гидроцилиндром поворота барабана, шарнирно закрепленным на поворотном рычаге податчика, причем на поворотном рычаге барабана жестко закреплен первый гидроцилиндр-фиксатор барабана, а на одном из поворотных рычагов податчика закреплен второй гидроцилиндр-фиксатор барабана, штоки которых установлены с возможностью взаимодействия с отверстиями по периметру барабана, при этом центральная часть штоковой полости первого гидроцилиндра-фиксатора сообщена с запоршневой полостью второго гидроцилиндра-фиксатора, а запоршневая полость первого гидроцилиндра-фиксатора сообщена с центральной частью штоковой полости второго гидроцилиндра-фиксатора, центральная часть штоковой полости гидроцилиндра поворота барабана сообщена с центральной частью запоршневой полости, а через обратный клапан - с центральной частью штоковой полости первого гидроцилиндра-фиксатора, центральная часть запоршневой полости гидроцилиндра поворота барабана сообщена с центральной частью запоршневой полости, а через обратный клапан - с центральной частью штоковой полости второго гидроцилиндра-фиксатора, центральные части штоковых полостей первого и второго гидроцилиндов-фиксаторов сообщены через гидрораспределитель со сливной и напорной гидромагистралями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для буровых станков, в частности к кассетам для буровых штанг.

Известно устройство для смены и хранения штанг на буровых станках, включающее плоский магазин для буровых штанг, манипулятор с захватами, стопорную вилку с приводом от пневмоцилиндра, установленную на шпинделе вращателя, манипулятор снабжен выдвижным фиксатором, выполненным в виде установленной в корпусе захвата выдвижной вилки с пневмоцилиндром, рабочая полость которого пневматически связана через распределитель с рабочей полостью пневмоцилиндра стопорной втулки (см. А.с. СССР №583280, кл. Е 21 В 19/06, 1975 г.).

Недостатком устройства является большие габаритные размеры магазина для штанг, что ограничивает отвод устройства от оси бурения и затрудняет работу вращателя при бурении скважин.

Известна также кассета для буровых штанг, включающая полую ось, упорный диск, фиксаторы, подпружиненные храповики, поддерживающие лотки, водило, тягу и толкатели. Вилкой оси кассеты установлен подпружиненный плунжер, взаимодействующий посредством тяги с толкателями, причем толкатели имеют внутренние проточки для зацепления с тягой (см. А.с. СССР №383824, кл. Е 21 В 19/14, 1971 г.).

Наиболее близкой к изобретению является кассета для буровых штанг, содержащая податчик, на котором посредством пневмоцилиндра податчика и поворотных рычагов податчика шарнирно закреплен барабан с отверстиями по периметру и штангами. На одном из поворотных рычагов податчика закреплены подпружиненный упор с возможностью взаимодействия с храповым колесом барабана и подпружиненный фиксатор с возможностью взаимодействия с отверстиями по периметру барабана (см. А.с. СССР №643620, кл. Е 21 В 19/14, 1976 г.).

Данная кассета для буровых штанг имеет общие с предыдущей кассетой недостатки.

Ненадежность поворота барабана кассеты храповым механизмом. Возможность его остановки в недовернутом состоянии - не на полный шаг храпового механизма и заклинивание устройства. Это связано с ненадежностью взаимодействия подпружиненного фиксатора с отверстиями по периметру барабана.

Изобретение решает задачу повышения надежности поворота барабана кассеты, устранение заклинивания устройства путем обеспечения выполнения последовательности операций поворота барабана кассеты и невозможности включения последующей операции без выполнения предыдущей.

Для достижения поставленной цели заявляемое изобретение - кассета для буровых штанг содержит следующие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной задачи.

Изобретение содержит податчик, на котором посредством гидроцилиндров податчика и поворотных рычагов податчика шарнирно закреплен барабан с отверстиями по периметру и штангами.

По отношению к наиболее близкому аналогу у заявляемого имеются следующие отличительные признаки. Кассета снабжена соосно установленным с барабаном поворотным рычагом барабана и гидроцилиндром поворота барабана, шарнирно закрепленным на поворотном рычаге податчика, причем на поворотном рычаге барабана жестко закреплен первый гидроцилиндр-фиксатор барабана, а на одном из поворотных рычагов податчика закреплен второй гидроцилиндр-фиксатор барабана, штоки которых установлены с возможностью взаимодействия с отверстиями по периметру барабана, при этом центральная часть штоковой полости первого гидроцилиндра-фиксатора сообщена с запоршневой полостью второго гидроцилиндра-фиксатора, а запоршневая полость первого гидроцилиндра-фиксатора сообщена с центральной частью штоковой полости второго гидроцилиндра-фиксатора, центральная часть штоковой полости гидроцилиндра поворота барабана сообщена с центральной частью запоршневой полости, а через обратный клапан - с центральной частью штоковой полости первого гидроцилиндра-фиксатора, центральная часть запоршневой полости гидроцилиндра поворота барабана сообщена с центральной частью запоршневой полости, а через обратный клапан с центральной частью штоковой полости второго гидроцилиндра-фиксатора, центральные части штоковых полостей первого и второго гидроцилиндров-фиксаторов сообщены через гидрораспределитель со сливной и напорной гидромагистралями.

Такая совокупность признаков обеспечивает выполнение последовательности операций поворота барабана кассеты и невозможность включения последующей операции без полного выполнения предыдущей. Это повышает надежность поворота барабана кассеты, и устраняется заклинивание устройства.

По имеющимся сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат совокупности признаков, которые отличают от близкого аналога заявленное изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в конструкции кассет для буровых штанг. При этом повышается надежность поворота барабана кассеты и устраняется закливание устройства. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применяемость".

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид кинематической схемы устройства, на фиг.2 - общий вид гидравлической схемы устройства, на фиг.3 - общий вид устройства, установленного на транспортной базе.

Кассета для буровых штанг содержит податчик 1, которым посредством гидроцилиндров 2 податчика 1 и поворотных рычагов 3 податчика 1 закреплен барабан 4 с отверстиями 5 по периметру и штангами 6.

Кассета снабжена соосно установленным с барабаном 4 поворотным рычагом 7 барабана 4 и гидроцилндром поворота 8 барабана 4, шарнирно закрепленным на поворотном рычаге 3 податчика 1, причем на поворотном рычаге 7 барабана 4 жестко закреплен первый гидроцилиндр-фиксатор 9 барабана 4, а на одном из поворотных рычагов 3 податчика 1 закреплен второй гидроцилиндр-фиксатор 10 барабана 4, штоки которых установлены с возможностью взаимодействия с отверстиями 5 по периметру барабана 4. Центральная часть штоковой полости первого гидроцилиндра-фиксатора 9 сообщена с запоршневой полостью второго гидроцилиндра-фиксатора 10, а запоршневая полость первого гидроцилиндра-фиксатора 9 сообщена с центральной частью штоковой полости второго гидроцилиндра-фиксатора 10. Центральная часть штоковой полости гидроцилиндра поворота 8 барабана 4 сообщена с центральной частью запоршневой полости, а через обратный клапан 11 с центральной частью штоковой полости первого гидроцилиндра-фиксатора 9. Центральная часть запоршневой полости гидроцилиндра 8 поворота барабана 4 сообщена с центральной частью запоршневой полости, а через обратный клапан 12 с центральной частью штоковой полости второго гидроцилиндра-фиксатора 10. Центральные части штоковых полостей первого и второго гидроцилиндров-фиксаторов (9 и 10) сообщены через гидрораспределитель 13 со сливной 14 и напорной 15 гидромагистралями.

Устройство работает следующим образом. Включением гидроцилиндров 2 и поворотом рычагов 3 барабана 4 кассеты выводятся на ось бурения. Буровая штанга 6 навинчивается на вращатель 16 и приподнимается вверх до выхода из упора 18. Барабан 4 посредством гидроцилиндров 2 и рычагов 3 отводится в исходное положение, а буровая штанга 6 навинчивается на буровой став, находящийся в скважине 17. При углублении скважины 17 на длину буровой штанги 6 вращатель отвинчивается от бурового става и поднимается в крайнее верхнее положение на податчике 1. Включением гидроцилиндров 2 и поворотом рычагов 3 барабана 4 выводится на ось бурения. Переключением гидрораспределителя 13 в первое положение давление на напорной магистрали 15 передается в штоковую полость гидроцилиндра-фиксатора 9 и шток поршня выводится из отверстия 5 барабана 4. Одновременно давление из напорной магистрали передается в запоршневую полость гидроцилиндра-фиксатора 10 и шток вводится в одно из отверстий 5 барабана 4. При втягивании в гидроцилиндр-фиксатор 9 штока его поршень открывает отверстие в центральной части и давление из штоковой полости этого цилиндра поступает в штоковую полость гидроцилиндра 8, который своим штоком поворачивает рычаг 7 до совмещения штока гидроцилиндра-фиксатора 9 с осью следующего отверстия 5. Гидрораспределитель 13 переключают во второе положение, давление из напорной магистрали 15 подается в штоковую полость гидроцилиндра-фиксатора 10 и шток поршня выводится из отверстия 5 барабана 4. Одновременно давление из напорной магистрали передается в запоршневую полость гидроцилиндра-фиксатора 9 и шток поршня вводится в одно из отверстий 5 барабана 4. При втягивании в гидроцилиндр-фиксатор 10 штока его поршень открывает отверстие в центральной части и давление из штоковой полости этого цилиндра поступает в запоршневую полость гидроцилиндра 8, который своим штоком поворачивает рычаг 7 вместе с барабаном 4 до совмещения ближайшей буровой штанги 6 в барабане 4 с осью бурения.

Далее буровая штанга навинчивается на вращатель и последующие циклы повторяются до пробуривания скважины на заданную глубину.

Разборка бурового става и размещение буровых штанг в барабане 4 осуществляется следующим образом. Вращатель 16 с буровым ставом поднимается в верхнее положение так, чтобы резьбовой стык штанг находился выше люнета 19. Верхняя буровая штанга 6 отвинчивается от бурового става, удерживаемого в люнете 19. Отвинченная штанга поднимается вращателем 16 в крайнее верхнее положение. Барабан 4 посредством гидроцилиндров 2 и рычагов 3 выводится на ось бурения. Верхняя буровая штанга 6 опускается на шестигранный упор 18 кассеты и отвинчивается от вращателя 16. Вращатель поднимается в крайнее верхнее положение. Барабан 4 кассеты с помощью гидроцолиндров 7, 8, 9 проворачивается до тех пор, пока первый свободный упор 18 кассеты не совпадет с осью бурения. Проворот барабана 4 и кассеты происходит аналогично провороту барабана при наращивании бурового става. Барабан 4 кассеты посредством гидроцилиндров 2 и рычагов 3 отводится от оси бурения. Вращатель 16 опускается вниз и навинчивается на верхнюю штангу бурового става, закрепленного в люнете 19. Далее последующие циклы повторяются до полной разборки бурового става.

Такая конструкция обеспечивает выполнение последовательности операций поворота барабана 4 и невозможность включения последующей операции без полного выполнения предыдущей. Например, без полного втягивания штока гидроцилиндра-фиксатора 10 не включится гидроцилиндр поворота 8 барабана 4 и так далее.