Способ виброзащиты бурового станка

Способ виброзащиты бурового станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 Я94) S3 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 02. 73 (2! ) 1886286/22-03 с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 30 ° 12 ° 81. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30.12.81 (5! )М. Кл.

Е 21 С 1/00

Гевударствкнный комитет ао лелем изобретений н открытий (53) УДК622 233.6(088.8) (72) Автор изобретения

А.Д.Жидков

Г

f"

I I !

Государственный научно-исследова ельский инстйтут горнохимического сырь (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ВИБРОЗАЩИТЫ БУРОВОГО СТАНКА

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вращательном бурении, преимущественно взврывных скважин трехшарошечными долотами.

Известны способы виброзащиты буроS вых станков путем пассивной виброизоляции бурового станка от доло та. При этом непосредственно над долотом или на вращателе уста-. навливают амортизаторы с упругими элементами относительно малой жесткости (11.

Недостатком этого способа является низкая эффективность виброизоляции, в области низких частот (ниже 15 Гц), Известен способ виброзащиты„ осуществляемый путем изменения отношения частоты собственных колебаний бурового станка к частоте вращения бурового става, испытывающего про" дольные колебания, возбуждаемые взаимодействием зубьев долота с забоем скважины или дополнительным источником

1колебаний, встроенным в буровой став.

По этому способу при возникновении опасных для бурового станка или машиниста вибраций снижают частоту вращения бурового става, а также в отдельных случаях и осевое усилие.

Такой способ:виброзащиты бурового станка-является достаночно эффективным для снижения пиковых вибрационных перегрузок (2 ).

Однако данный способ не обеспечи-:вает снижения общего уровня вибрации и, кроме того, из-за необходимости периодического значительного уменьшения частоты вращения бурового става и осевого усилия применение способа снижает среднюю производительность бурового оборудования, особенно при бурении по часто перемежающимся и сильнотрещиноватым породам.

Цель изобретения — снижение уровня вибраций и повышение динамической . устойчивости бурового станка.

8941

Поставленная цель достигается тем, что при изменении отношения частоты собственных колебаний бурового станка к частоте вращения бурового става, испытывающего продольные ко- 5 лебания частоту собственных .колебаний бурового станка поддерживают по величине меньшей, чем 0,4 от частоты продольных колебаний бурового става, а отношение частоты собственных колебаний бурового станка к частоте вращения бурового става выбирают в соответствии с соотношением

К - 1 сf (4(K, где fg — частота собственных колебаний бурового станка, с

Т1ри заданной частоте вращения бурового става, например, 150 об/мин, 56 частоту собственных колебаний бурового станка выбирают в диапазоне 57,5 Гц, при этом частоту продольных колебаний бурового става поддерживают на уровне не менее 19 Гц. 55

Для возбуждения продольных колебаний бурового става помимо встроенного вибратора можно также использо1) — частота вращения бурового

1 20 става —,, с

К вЂ” число лап долота.

Отличительными признаками способа являются выбор значения отношения частоты собственных колебаний 25 станка к частоте вращения бурового става в диапазоне соотношения, указанного формулой, а также,поддержание частоты собственных колебаний бурового станка на уровне 0,4 от частоты 50 продольных колебаний бурового става.

При вращательном бурении трехшарошечным долотом способ осуществляется следующим образом.

В проце" ñå бурения источником колебаний относительно небольшой мощности (например, электрическим или пневматическим вибратором, встроеным в буровой став) возбуждают продольные колебания бурового става, например, с частотой 30 Гц. При этом частоту собственных колебаний бурового станка поддерживают на уровне не более 10-12 Гц, например, 9 Гц, в этом случае частоту вращения бурового става выбирают в диапазоне 180270 об/мин. вать вибрацию, генерируемую зубьями, долота при перекатывании по забою скважины. 8 этом случае на верхнем конце или на верхнем и нижнем концах бурового става размещают амортизаторы, например, над долотом и на траверсе вращателя подающего механизма. Такая установка амортизаторов обеспечивает корректировку частоты ! и амплитуды продольных колебаний бурового става.

Поддержание частоты собственных колебаний бурового станка на требуемом значении при необходимости можно осуществить, например, амортизаторами, размещенными на всех опорных точках бурового станка, т.е. на домкратах горизонтирования и на траверсе вращателя подающего механизма.

На фиг. 1 показаны кривые изменения .среднего значения размаха колебаний нагрузки (в относительных единицах) при изменении отношения частоты собственных колебаний бурового станка (fc) к частоте вращения бурово,го става (1) ); на фиг. 2 — изменения основного отклонения нагрузки в процентах при изменении отношения частоты продольных колебаний, возбуждаемых в буровом ставе (f ), к чассТ тоте собственных колебаний бурового станка (,1 ) ° .

Кривая 1 — станок с частотой собственных колебаний 9,5 Гц, кривая 24,5 Гц.. Как видно из фиг. 1, в диапазоне отношений 2 -: 3 имеется минимум колебания нагрузки, причем наиболее рациональные значения лежат в окрест ности отношения, равного трем.

Как видно из фиг.2 в случаях превышения частоты продольных колебаний, возбуждаемых в буровом ставе, над частотой собственных колебаний бурового станка в 2,5-3 раза основное отклонение нагрузки значительно снижается.

Снижение размаха колебаний и основного отклонения нагрузки обеспечивает значительное снижение уровня вибрации и повышение динамической устойчивости.

Снижение уровня низкочастотных вибраций и повышение динамической устойчивости бурового станка обеспечивает стабилизацию режимов работы в области высоких значений частоты вращения бурового става и осевой нагрузки на долото, а также позволяет

894183 l5

20 получить низкие:уровни вибрации в любом,, наперед заданном диапазоне частоты вращения бурового става, что расширяет технологические возможности бурового оборудования .и способствует повышению его производительности.

Формула изобретения

Способ виброзащиты бурового станка, включающий изменение отношения частоты собственных колебаний бурового станка к частоте вращения бурового става, испытывающего продольные колебания, возбуждаемые взаимодействием зубьев долота с забоем скважины или дополнительным источником колебаний, встроенным в буровой став, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения уровня вибраций и повышения динамической устойчивости бурового станка, сатоту собственных ко- . лебаний бурового станка поддерживают по .величине меньшей, чем 0,4 от частоты продольных колебаний бурового става, а отношение частоты собственных колебаний бурового станка к частоте вращения бурового става выбирают в соответствии с соотношением

К -. Д .- 5,/4 К, где Ф вЂ” частота собственных колебаний бурового станка 1. с

М- частота вращения бурового

1 става— с

К - число лап долота.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 134646, кл. Е 21 С 1/00, 1960.

2. Суханов А.Ф. и др. Вибрация и надежность работы станков шарошечного бурения. М., "Недра", 1969, с. 71-79 (прототип).

8 4183

Ь

Ь

1 а го

b 10

1 Ñå г

Ат

Отй ти ение маетотп

Хс фсм. 2

Составитель И.Земляницын

Редактор M.Têà÷ Техред M. Тепер Корректор Г. ОгаР

Заказ 11418/52 Тираж 630 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4