Устройство для автоматической подачи бурового инструмента при вращательном бурении

Устройство для автоматической подачи бурового инструмента при вращательном бурении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 уЕ 409.13 -, Гх, Ю-

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВЙ КА ИЗОБРЕТЕКИЕ i. д - Й с.

Класс.5 а, 12

ОПИСАНИЕ устройства для автоматической подачи бурового инструмента при врашательном бурении.

К авторскому свидетельству Л. Ф. Куликовского и

М. М. Скворцова, заявленному 24 января 1934 года (спр. о перв. № 141014).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 января 1935 года, Ъ

Предлагаемсе устройство предназначается для автоматической подачи инструмента при вращательном бур;нии, по ппеимушестьу для буге ия нз нефть. Предлага: мое изобретение, по мнению авторов, им ет следующие преимушества перед уже сущестьуюшими устройстьзмк вместо двух больших влектродгнгателей применяется лишь один большой влектродьигатель с двумя маленькими, гследст не чего по.сравнению с.аьтоматом

Хилда и М. М. Ск орцота упрцшается-подсобная электрическ ая и механическая арматура, отсутствует диференциал (как у Хилда) и ленточный тормоз одноьрем. нно переводится r.a электрическое управление, что в сильной степенно бле чает труд бурильщика при подь< ме и спуске бурсгого инструмента.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройстг а.

Устройст|о состоит в следующем. На галу бурглъного барабана 1 сидит зубчатсе колесо 2, которое сцеплено с зубчаткой 3, «а1а;:у которой сидит шетка 4.

Шетна 4 соприкасаетса с диском 5, нз котором находятся (в плоскости диска) дйа контакта 6 и 7.

Лиск 5 с помощью взлз соединен с червячным колесом 8, которое сцеплено с чергяком 9, сидящим на галу глектродгигателя 10. Электр одгигатель 10, коллекторный, с шунтоьым ьозбуждением.

В цепи возбуждения сопротивление Р, которое изменяется .пергдгнжейием гайки 11, представ= ляющей собой контакт. Гайка l l перемешается по винту, соединеньому с г алом мотора 12.

Шетки мотора 12 -соединены с контактами

13 — 14, между которымн находится якорь 15, несущий на себе подв ижной контдкт. (14) Якорь 15 находится между влектромагннтзми

16 — 17, которые соединены между собою последовательно, причем их средняя точка присоединена к сети, а дга конца идут к контактам 18 — 19, которые могут пересгавляться по дуге аб. Между контактами 18 — 19 находится контакт 20, укрепленный на стрелке дриллометра 21, укрепленного на мертвом койце каната О, намотанном на буг ильно м баг «бане 1.

Тормоз бу,-илы ого ба, абана 28 всегда находится под дгйствием груза 27, укреплейного на " рычаге тормоза 26, п| ичгм рычаг тормоза 26 через расцепляюшую коробку А соединен с винтом 25, получзюшнм поступательные перемещения от конической зубчатки 29, которая для винта 25 я гляется гайкой. Коническая зубчатка 29 сцеплена с зубчаткой 30, которая приводится в дгйствие электродгигателем,24.

Электродгигатель 24 приключается к источнику тока через контактор К, который заставляет вращаться двигатель в ту или другую сторону, в зав исимости от того, какая из катушек 22 нли

23 будет под напряжением. Напряжение в катушкам 22 и 23 подается через среднюю точку и через контакты 6 — 7.

Во время подъема нлн спуска инструмента и при всех других опе1.ациях, размыкая выключатель 32, можно управлять тормозным сервомотором 24 с помощью . выключателя 31. По окончании бурения ьсе. приспособление дляаьтоматической подачи .инструмента, начиная от зубчатки 2, за исключением электрического тормоза, отключается от бурильного барабана 1. (с . помощью муфты).

Лейстьие предлагаемого устройства состойт в следующем. Во время бурения путем оттормажи-., вания бурильного барабана 1 происходит подача бурильного инструмента на забой с известной скоростью. Гери этом зубчатка 2 скрепляется с бурильным барабаном 1 и, так как барабан проворачивается, то вместе с ним начнет проворачи ваться и зубчатка 2. Зуочатка 2 сцеплена с зубчаткой 3. Эта передача необходима для того, чтобы скор усть вращения щетки 4, сцепленной с зуочаткой 3, была больше, чем барабана 1.

Таким образом, щетка 4 начинает вращаться со ско ростью, прямо пропорциональной скорости бурильного барабана. Щетка 4, соприкасается с диском 5, представляющим собой изолятор,. на котором расположены контакты 6 — 7. . Диск 5 вращается в ту же сторону, что и щетка 4, от электродви -ателя 10 через червячную передачу 8 — 9.

Если диск 5 е ращается с той же скоростью, что и щетка 4, то их относительная cKopoclb равна нулю, и если к тому we щет, а находилась между контактными пластинками диска 6 — 7, то нет никакого воздействия на тормоз бурильного барабана, и 4арабан вращается с некоторой постоянной скоростью, зависящей от тормошого усилия, подача бурильного инструмента на за-, бой происходит с постоянной скоростью. Если произошло заедание тормозной ленты 28, и скорость вращения барабана уменьшится, то вследствие того, что диск 5 вращается с постоянной скоростью, а скоросгь щетки 4 уже не равна скоросги диска 5, скорзсгь щетки 4 относительно диска 5. уже не буде," равна нулю.

Щетка 4 будет перемещаться и войдет на контакт. б, вследствие чего через электромагнит 23 контактор К втянет сердечник, что произведет включени тормозного дзига геля 24, который через конические зубчатки 30 — 29 начнет перемещать шток 25 вверх, чго приведет к опор-, маживанию ленточного тормоза 28 бурильного барабана 1. Оттормаживание приведет к увеличению скоросги подачи бурильного инструмента, что увеличит также скорость вращения щетки 4, отчего относительная скорость изменит свой знак и щетка 4 войдет на контакт 7, вследствие чего включится катушка 22. контактора К, что включит двигатель 24, причем вращение его будет происходить в направлении, противополож.ном тому случаю, когда дви. атель включен от

=катушки 23. В этом случае тормоз 28 будет затормаживаться.

Торможение будет происходить до тех пор, пока относительная скорость не изменит своего знака, что переместиг щетку па контакт 6. О контакта 6 щетка .перейдет на контакт 7.

Итак, с так сой переменной скоростью щетка 4 будет и ремещаться по диску 5, вследстьи. чего будет происходить подача бурильного инстру-мента с некоторой ср дней скоростью, пропорциональной скорости вращения диска 5.

- Если изменить. скорость вращения диска 5, то

: соответственно изменится скорость вращения ,бурильного барабана. П оисходит-это следующим образом. Если, например, .у; еличить скорость вращения диска 5 (путем изменения соеЕротивлеЕеия Р в цепи возбуждения двигат ля 10)., то диск. 5 относительно щетки 4 забежит вперед (относительная скорость уже не равна 0). 3ТО заставит щетку 4 войти на контакт 6, что, как о исывалосм выше, приведет к уменьшению тормозного усилия на ленточный тормоз, отчего ск >росгь вращения барабана увеличится и в результате подача бурильного инструмента на забой будет процсходить с новой средней ско.росгНго, уже больше той, которая была до увеличения скор(>сти вращений диска 5. рассмотрим случай, когда скорость вращения диска 5 нами уменьшена. Тогда диск 5 будет отставать от щетки 4, всл дсгвие чего щетка 4 забежит на контакт 7; при этом тормозный двигатель увеличит нагяркение ленточного тормоза и скорость подачи инструмента уменьшится, в результате чего подача инструмента будет происходить с некоторой среди и скоростью,. меньшей той, которая была.

Таким - образом, установив скорость вращения двигателя 10 путем изменения сопротивления воз5уждения, мы устанавливаем некоторую постоянную корость диска-5 и следствием этого бурильный: барабан будет проворачиваться с некоторой средней скоростью, изопорциональной. скооосги вращения диска 5.

Изменяя скорость вращения диска 5, мы устчназливаем н которую необходимую нам скорость подачи бурильного инструмента.

Можно устанавливать скорость подачи совершенно автоматически по дасл.нию бурильного инструмента на забой, Делается это следующим об )азом. Дрцллометр 21,. измеряющий натяжени мертвого конца каната, извитого на бурильный барабан, на своей стрелке несет контакт 20

Этот контакт 20 перзмеща lcB вместе со стрел кой ме.кду подви кными контактами 18 — 19. которые могут быть переставляемы но дуге аб.

Контакты 18 — 19 соедин ны с концами электромагнитов 16 — 17, ксторые соединены последовательно, пЕЕичем их средняя точка присоединена к сети.

Автоматическое регулиро ание происходит следующим образом. !!ри большом давлении на забой уменьшится натяжени. м ртвого конца каната О, а также уменьшится давление на мембрану дриллометра; тогда подвижная стрелка 20 замкнет контакт 18, и цепь катушки 16 окажется замкнутой. Якорь 15 тогда замкнет цепь электромотора 12 через контакт 14. Двигатель. 12 начнет вращаться, вместе с ним будет вращаться и сидящий на его валу ьиит, отчего гайка ll ачнет п .ремешаться; в данном случае она будет. перем щаться слева направо, т. е. вводить в цепь возбу>кдения дви ателя 10 сопротивлени Р, благодаря чему число. оборотов двигателя 10 уменьшится, что приведет к уменьшению скорости диска 5, результатом чего б, дет уменьшение скорости подачи инструмента. Ум ньшение скорости будет происходить до тех пор, пока контакт 20 дриллометра не отойдет от контакта 18, тогда разорвегся цепь двигателя 12, отчего уменьшение скорости вращения диска 5 прекратится, потому .чго электродвигатель10 не будет уменьшагь свое о числа оборотов, подача инструмента на забой будет происходить с какой-то НоеоА скоростью, меньшей предыдущей, и это соответствует той породе, которая L данный момент разбуривается.1 я Если давление на забой уменьшится (что соот:це. твует уменьшению сопротивления породы

;при медленной подаче), то натяжение мертвого конца каната О увеличится; тогда подвижной контакт 20 дриллометра 2i замкнет контакт 19, что включит катушку 17, она притянет якорь 15, .отчего замкнет контакт 13. Якорь двигателя 12 начнет вращаться в сторону противоположную, ч и:- том случае, когда была замкнута катуш.ка 16. При этом вращении двигателя гайка 11 оудет из цели возбуждения электодвигателя 10

:Рыводить сопротивление, что приведет к увелич нию скорости его, что, в свою очередь, вызовет увеличение скорости диска 5, результатом чего явится подача бурильного инструменга на .забой с большей скоростью, давление на забой от этого буд т увеличиваться. Это увеличение давления будет происходить до тех пор, пока натяжение каната не уменьшится настолько, что контакт 20 отойдет от контакта 19. Тогда

:двигатель 12 перестанет вращаться, о чего перестанет изменяться регулируемое гайкой 11

-сопротивление P в цепи возбуждения двигателя 10, вследствие чего диск 5 будет вращаться с некоторой ужз установившейся скоростью, и связанная с этим скорость подачи также установится, Таким образом, устанавливая контакты 18 — 19, =мы тем самым регулируем подачу инструмента на забой с некоторым постоянным давлением инструмента на забой. По окончании бурения отключаются зуочатки 2 — 3 от бурильного бара бана, что отключает весь ре.::улятор.

Эксперт и редактор Ч. Л. Мочульский

Предмет изобретения.

1. Устройство для автоматической подачи бурового инструмента при вращательном бурении, действующее от включенного в мертвый конец подъемного каната дриллометра, отличающееся тем, что, с целью автоматического торможения подъемного барабана, применена зубчатка 2, сидящая на валу упомянутого барабана 1, входящая в зацепление с зубчаткой 3, приводящей в круговое движение щетку 4, соприкасающуюся с диском 5, снабженным двумя контактами 6 и 7, . соединенными с катушками 22 и 23 контактора К для приведения во вращение в ту или иную сторону электромотора 24, служащего для поднятия и опускания тормозного рычага 26 при ! помощи шестереночно - червячной передачи

30 — 29 — 25 — А.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью приведения во вращательно= движение с требуемой скоростью диска 5, применена червячная передача S — 9 от электродвигателя 10, с переменным сопротивлением P которого связана гайка 11, насаженная ва винтовой вал электродвигателя 12, щетки которого соединены с контактами 13 — 14 и с электромагнитами 16 — 17, соединенными между собой последовательно и средняя "î÷êà которых соединена с сетью, а два противоположных конца обмотки — с контактами»

18 — 19, между которыми помещен подвижной контакт 20, управляемый дрвллометром, уста- новленным на мертвом конце подъемного каната. !

Тип.,Промполиграф". Тамбовская, 12 Зак. 2056-,,,