SU1767166A1

SU1767166A1 - Hydraulic drilling rig

Info

Publication number: SU1767166A1
Application number: SU884416113A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Нерозников; Николай Николаевич Швец; Иван Петрович Рудаков; Андрей Иванович Шевченко
Original assignee: Карагандинский политехнический институт
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области горной промышленности, к гидравлическим бурильным машинам (ГБМ) ударно-вращательного действи дл бурени шпуров и скважин. Цель - повышение надежности работы машины и КПД работы ее гидросистемы при одновременном обеспечении регулировки частоты ударов при различном направлении или остановке вращени бурового инструмента. ГБМ содержит гидроударник 1, гидромотор 4 вращени инструмента 5, гидротурбину 2 вращени гидрораспределител (ГРП), установленного в сливной гидромагистрали 18 (ГМ) гидроударника 1. Гидротурбина 2 своим входом подсоединена к ГМ 18 и параллельно через обратный гидроклапан 15 (его выход 20) и гидродроссель 16 - к сливной ГМ 11 гидромотора 4. Гидродроссель 16 подсоединен к гидроклапану 15 параллельно. К сливной ГМ 18 гидроударника 1 подсоединен гидроаккумул тор 12. При работе ГБМ достигаетс устойчивый запуск в работу гидротурбины 2 при любом направлении вращени инструмента 5 за счет жидкости, поступающей от золотника 7 через регул тор 14 потока в гидротурбину 2 при установке гидродроссел 8 в сливной ГМ 11 гидромотора 4. 1 ил. елThe invention relates to the field of mining, to hydraulic drilling machines (GBM) of a rotary percussion effect for drilling holes and boreholes. The goal is to increase the reliability of the machine and the efficiency of its hydraulic system while simultaneously adjusting the impact frequency at different directions or stopping the rotation of the drilling tool. HBM contains hydraulic hammer 1, hydraulic motor 4 rotations of tool 5, hydraulic turbine 2 rotations of hydraulic distributor (PIU) installed in drainage hydraulic line 18 (GM) of hydraulic hammer 1. Hydraulic turbine 2 is connected to GM 18 and in parallel through return valve 15 (its output 20) and hydraulic throttle 16 - to the drain GM 11 of the hydraulic motor 4. Hydraulic throttle 16 is connected to the hydraulic valve 15 in parallel. Hydraulic accumulator 12 is connected to the drain GM 18 of the hydroblower 1. When the GBM operates, a stable start-up of the hydro turbine 2 is achieved in any direction of rotation of the tool 5 due to the fluid coming from the spool 7 through the flow regulator 14 to the hydro turbine 2 when installing the hydrothrot 8 in the drain GM 11 hydraulic motor 4. 1 Il. ate

Description

ГТ71GT71

////

4four

О ч4About h4

О ОOh oh

Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к гидравлическим бурильным машинам (ГБМ) ударно-вращательного действи дл бурени шпуров и скважин.The invention relates to the mining industry, in particular to hydraulic drilling machines (GBM) of a rotary percussion effect for drilling holes and boreholes.

Целью насто щего изобретени вл етс повышение надежности работы машины и КПД работы ее гидросистемы при одновременном обеспечении регулировки частоты ударов при различном направлении или остановки вращени бурового инструмента.The purpose of the present invention is to improve the reliability of the machine and the efficiency of its hydraulic system while simultaneously adjusting the frequency of impacts with different directions or stopping the rotation of the drilling tool.

На чертеже показана принципиальна гидрокинематическа схема ГБМ.The drawing shows the principal hydrokinematic scheme of the GBM.

ГБМ содержит гидроударни.к 1, гидротурбину 2 вращени гидрораспределител 3 гидроударника 1, гидромотор 4 вращени бурового инструмента 5, редуктор 6, трехпо- зиционный золотник 7, гидродроссель 8, на- порные гидромагистрали 9 и 10, соответственно, гидромотора 4 вращени бурового инструмента 5 и гидроударника 1, сливную гидромагистраль 11, сливной 12 и напорный 13 гидроаккумул торы и регул тор 14 потока, состо щий из обратного гидроклапана 15 и регулируемого гидродроссел 16, а также сливной гидролинии 17 гидромотора 4 вращени бурового инструмента 5 и сливной гидромагистрали 18 гидроударника. Направление вращени бурового инструмента 5 осуществл етс переключением трехпозиционного золотника 7. Питание гидромотора4 вращени бурового инструмента 5 и гидроударника 1 осуществл етс от напорных гидромагистралей, соответственно 9 и 10. Питание гидротурбины 2 осуществл етс от объединенного потокаотработаннойжидкости гирдоударника 1 и гидромотора 4 вращений бурового инструмента 5. Причем, сливна гидролини 17 гидромотора вращени буро- .вого инструмента 5 через трехпозиционный золотник 7 и через регул тор 14 потока соединена со сливной гидромагистралью 18 гидроударника 1, гидроаккумул тором 12 и входом гидротурбины 2, а через трехпозиционный золотник 7 и гидродроссель 8 со сливной гидромагистралью 11. Обратный гидроклапан 15 в регул торе 14 потока своим входом 19 соединен через золотник 7 со сливной гидролинией 17 и, соответственно, с гидромагистралью 11 гидромотора 4 вращени бурового инструмента 5, а выход 20 гидроклапана 15 соединен с гидроаккумул тором 12 и со сливной гидромагистралью 18 гидроударника 1, при этом камера 21 рабочего хода бойка 22 посредством распределител 3 соединена с магистралью 18, а камера 23 обратного хода - с магистралью 10.GBM contains hydraulic hammer. 1, hydraulic turbine 2 of the hydraulic distributor 3 of the hydraulic shock hammer 1, hydraulic motor 4 of the drilling tool 5, gearbox 6, three-position spool 7, hydraulic throttle 8, the hydraulic main 9 and 10, respectively, of the hydraulic motor 4 of the drilling tool 5 and hydraulic hammer 1, drain hydraulic line 11, drain 12 and pressure 13 hydraulic accumulators and flow regulator 14, consisting of a reverse hydraulic valve 15 and adjustable hydraulic cable 16, as well as drain hydraulic line 17 of the rotation motor 4 of the drilling tool 5 and drain line 18 hydraulic hammers. The direction of rotation of the drilling tool 5 is performed by switching the three-position spool 7. The hydraulic motor 4 rotates the drilling tool 5 and the hydraulic hammer 1 is powered from pressure hydraulic lines, respectively 9 and 10. The hydraulic turbine 2 is powered from the combined flow of the hydraulic hammer 1 and the hydraulic motor 4 rotations of the drilling tool 5. Moreover, the drain hydrolines 17 of the motor of rotation of the drilling tool 5 through the three-position slide valve 7 and through the flow regulator 14 are connected to the hydraulic main 18 of the hydraulic hammer 1, the hydraulic accumulator 12 and the inlet of the hydraulic turbine 2, and through the three-position spool 7 and the hydraulic throttle 8 with the hydraulic main 11. The return hydraulic valve 15 in the flow regulator 14 is connected by an input 19 through the spool 7 with the hydraulic hydraulic line 17 and, respectively, hydraulic line 11 of hydraulic motor 4 rotates drilling tool 5, and output 20 of hydraulic valve 15 is connected to hydraulic accumulator 12 and drain hydraulic line 18 of hydraulic shock absorber 1, while chamber 21 of striker 22 through distributor 3 oedinena to the highway 18, a reverse camera 23 - 10 to the backbone.

Управление циклом работы ГБМ осуществл етс подачей жидкости по напорным гидромагистрал м 9 и Ю.соответственно к гидромотору 4 вращени бурового инструмента 5 и гидроударнику 1. Трехпозиционный золотник 7 служит дл остановки и включени реверсивного вращени бурового инструмента 5. Отработанна жидкость от гидромотора 4 вращени бурового инструмента 5 отводитс на трехпозиционный золотник 7, а далее делитс на два параллельных потока - один из которых через гидродроссель 8 направлен в сливную гидромагистраль 11, а другой через регул торThe operation cycle of the HBM is controlled by supplying fluid through pressure hydraulic lines 9 and Y., respectively, to the hydraulic motor 4 rotates the drilling tool 5 and the hydraulic hammer 1. The three-position spool 7 serves to stop and activate the reverse rotation of the drilling tool 5. Used fluid from the hydraulic motor 4 rotates the drilling tool 5 is retracted to the three-position spool 7, and further divided into two parallel streams - one of which is directed through the hydrothrottle 8 to the discharge main 11, and the other through the regulator R

14 потока,объедин сь со сливом гидроударника 1 и гидроаккумул тором 12, направлен к гидротурбине 2. Гидродроссель 8, установленный в сливной гидромагистрали 11 создает перепад давлени , достаточный14 flow, combined with the plunger of the hydraulic hammer 1 and the hydraulic accumulator 12, is directed to the hydro turbine 2. The hydraulic throttle 8 installed in the discharge main 11 creates a pressure differential sufficient

дл открыти обратного гидроклапана 15, и тогда основна часть жидкости от гидромотора 4 вращени бурового инструмента 5 поступит в гидротурбину 2, а оставша с часть жидкости будет проходить через гидродроссель 8 в сливную гидромагистраль 11. Жидкость, поступивша в гидротурбину 2, запускает ее в работу. Гидротурбина 2 начнет вращать гидрораспределитель 3 с малой скоростью вращени . Вращающийс to open the reverse hydraulic valve 15, and then the main part of the fluid from the hydraulic motor 4 rotates the drilling tool 5 enters the hydraulic turbine 2, and the remaining part of the liquid will pass through the hydraulic throttle 8 to the drain hydraulic line 11. The liquid entered into the hydraulic turbine 2 starts it up. The hydroturbine 2 will begin to rotate the hydraulic distributor 3 with a low rotational speed. Rotating

гидрораспределитель 3 при этом будет соедин ть камеру 21 рабочего хода бойка 22 поочередно с напорной 10 гидромагистралью и со сливной гидромагистралью 18. При соединении гидрораспределителем 3the valve 3 will then connect the chamber 21 of the working stroke of the striker 22 alternately with the pressure 10 hydraulic line and with the drain hydraulic line 18. When connected by the hydraulic valve 3

камеры 21 рабочего хода бойка 22 гидроударника 1 со сливной гидромагистралью 18 происходит обратный ход бойка 22, так как камера 23 обратного хода посто нно соединена с напорной гидромагистралью 10. Вchambers 21 of the working stroke of the striker 22 of the hydroblower 1 with the drain main 18 takes place the return stroke of the striker 22, since the return cam 23 is permanently connected to the pressure main 10.

это врем жидкость из камеры 21 рабочего хода бойком 22 вытесн етс в гидроаккумул тор 12, гидротурбину 2 и регул тор 14 потека. Жидкость, поступивша от гидроударника 1 к обратному гидроклапану 15,This time, the fluid from the working chamber 21 by the die 22 is displaced into the hydroaccumulator 12, the hydro turbine 2 and the regulator 14 of the drip. The fluid coming from the hydraulic hammer 1 to the reverse hydraulic valve 15,

закроет его. Тогда весь поток отработанной жидкости от гидроударника ,1 зар жа гидроаккумул тор 12, устремитс к гидротурбине 2, котора значительно увеличит скорость вращени гидрораспределител 3.will close it. Then, the entire flow of the waste liquid from the hydraulic hammer, 1 charging of the hydroaccumulator 12, will be directed to the hydro turbine 2, which will significantly increase the speed of rotation of the hydraulic distributor 3.

При соединении гидрораспределителем 3 камеры 21 рабочего хода с напорной гидромагистралью 10 происходит рабочий ход и боек 22 наносит удар по буровому инструменту 5. Рабочий ход бойка 22 происходитWhen connecting the valve 3 of the working stroke with the pressure main 10 by the hydraulic distributor 3, the working stroke takes place and the striker 22 strikes the drilling tool 5. The working stroke of the striker 22 occurs

вследствие разности сечений бойка 22 в камерах 21, 23 рабочего и обратного хода. В это врем гидроаккумул тор 12, установленный в сливной гидромагистрали 18 гидроударника 1, разр жа сь, подпитываетdue to the difference in cross sections of the striker 22 in the chambers 21, 23 of the working and reverse stroke. At this time, the hydroaccumulator 12 installed in the drainage main 18 of the hydraulic hammer 1, discharges, feeds

гидротурбину 2, котора продолжает вращать гидрораспределитель 3 с той же скоростью . При отключении питани гидроударника 1 обороты гидротурбины 2 сниз тс , обратный гидроклапан 15 откроетс и к гидротурбине 2 начнет поступать жидкость от гидромотора 4 вращени бурового инструмента 5. Гидротурбина 2 будет продолжать вращать гидрораспределитель 3 на малых оборотах до подачи питани гидроударнику 1. При отключении золотником 7 вращение бурового инструмента 5 жидкость из напорной гидромагистрали 9 по сливной гидролинии 17 через регул тор 14 потока поступит в гидротурбину 2, котора будет вращатьс . При таком исполнении гидротурбина 2 будет иметь посто нное вращение, а гидроударник 1 может быть в любой момент включен в работу подачей жидкости в напорную гидромагистраль 10 и имеет функциональную возможность независимой работы от гидромотора 4 вращени бурового инструмента 5. Частота ударов в гидроударнике 1 регулируетс изменением скорости вращени гидрораспределител 3 регулируемым гидродросселем 16. После закрыти обратного гидроклапана 15 гидротурбина 2 получает питание только от отработанной жидкости гидроударника 1 и вращает гидрораспределитель 3 с максимальной скоростью, а значит и частота ударов , необходимо изменить скорость вращени гидрораспределител 3. Это достигаетс регулированием гидродроссел 16. При открывании гидродроссел 16 происходит отвод жидкости от сливной гидромагистрали 18 гидроударника 1 через гидродроссели 16 и 7 в сливную гидромагистраль 11. Приуменьшении количества жидкости поступающей в гидротурбину 2 снизитс скорость вращени гидрораспределител 3. При полностью открытом гидродросселе 16 достигаетс наименьша частота ударов в гидроударнике 1 за счет снижени скорости вращени гидрораспределител 3. Если потребуетс увеличение частоты ударов в гидроударнике 1 необходимо закрывать гидродроссель 16 и тогда в сливную гидромагистраль 11 будет отводитс меньшее количество жидкости, а в гидротурбину 2 увеличитс поток жидкости, чтоhydroturbine 2, which continues to rotate the valve 3 at the same speed. When the power of the hydraulic hammer 1 is turned off, the speed of the hydraulic turbine 2 decreases, the reverse hydraulic valve 15 opens and the hydraulic turbine 2 starts flowing from the hydraulic motor 4 of the drilling tool 5 rotation. The hydraulic turbine 2 will continue to turn the hydraulic distributor 3 at low speed until the hydraulic hammer 1 turns on. rotation of the drilling tool 5 fluid from the pressure main 9 along the drain line 17 through the flow regulator 14 enters the hydraulic turbine 2, which will rotate. With this design, hydroturbine 2 will have a constant rotation, and the hydraulic hammer 1 can be switched on at any time by supplying fluid to the pressure main 10 and has the functionality of independent operation from the hydraulic motor 4 of rotation of the drilling tool 5. The frequency of impacts in the hydraulic hammer 1 is controlled by varying the speed rotation of the hydraulic distributor 3 by an adjustable hydraulic throttle 16. After closing the reverse hydraulic valve 15, the hydroturbine 2 is powered only from the waste fluid of the hydraulic hammer 1 and rotates the distributor 3 has a maximum speed, and therefore the frequency of impacts, it is necessary to change the rotational speed of the hydraulic distributor 3. This is achieved by adjusting the hydraulic outlet 16. When opening the hydraulic outlet 16, fluid is drained from the hydraulic outlet 18 of the hydraulic hammer 1 through hydraulic throttles 16 and 7 to the discharge hydraulic 11. The amount of the fluid entering the hydroturbine 2 decreases the rotational speed of the hydraulic distributor 3. With the hydraulic throttle fully open, the lowest frequency of impacts to the guide is achieved oudarnike 1 by reducing the rotational speed Hydrodistributor 3. If desired increased frequency beats hydraulic hammer 1 is necessary to close the throttle valve 16 and then into the drain 11 will be withdrawn gidromagistral minimal amount of liquid, and a water turbine 2 uvelichits liquid stream that

вызовет увеличение скорости вращени гидротурбины 2. Таким образом, после запуска гидротурбины 2 жидкостью, поступающей от гидромотора 4 вращени буровогоwill cause an increase in the speed of rotation of the hydro turbine 2. Thus, after the launch of the hydro turbine 2, the fluid coming from the hydraulic motor 4 rotates the drill

инструмента 5, в гидротурбину 2 начинает поступать дополнительный расход отработанной жидкости от гидроударника 1, чтоtool 5, in the turbine 2 begins to flow additional flow of waste liquid from the hydraulic hammer 1, which

вызовет закрытие обратного гидроклапана 15 и увеличение скорости вращени гидрораспределител 3. Регулируемым гидродросселем16достигаетс перераспределение жидкости от слива гидроударника 1 в сливную гиДромагистраль 11 и гидротурбину 2, что приводит к варьированию частоты ударов гидроударника 1.will cause the reverse hydraulic valve 15 to close and increase the speed of rotation of the hydraulic distributor 3. The adjustable hydraulic throttle 16 achieves the redistribution of fluid from the hydraulic hammer 1 into the drainage main 11 and the hydraulic turbine 2, which leads to a variation in the frequency of the hydraulic shock 1.

Claims

Invention Formula

Hydraulic drilling machine, including hydraulic hammer with drain and pressure hydraulic lines, gearbox, hydraulic motor of rotation of the drilling tool, hydraulic turbine of rotation of the hydraulic distributor installed in the hydraulic hydraulic line of the hydraulic hammer, adjustable hydraulic throttle, hydraulic accumulator, connected to the hydraulic cylinder and the main branch of the hydraulic shock system of the hydraulic hammer, hydraulic throttle

hydraulic motor of rotation of the drilling tool, characterized in that, in order to increase the reliability of the machine and the efficiency of its hydraulic system while ensuring frequency adjustment

blows at different directions or stop the rotation of the drilling tool, the machine has a reverse hydraulic valve, the drain hydraulic axis of the hydraulic motor rotating the drilling tool is connected to the inlet of the reverse hydraulic valve, and the adjustable hydraulic throttle is connected in parallel to the reverse hydraulic valve, the output of the latter is connected to the hydraulic turbine and the drain hydraulic outlet of the hydraulic valve.