Буровой станок - гидравлическая система

Гидравлическая система на буровых станках колонкового бурения даёт следующие преимущества: облегчает труд машиниста буровой установки и его помощников;
позволяет:

• достаточно точно регулировать и контролировать нагрузку на породоразрушающий инструмент;
• машинисту буровой установки фиксировать контакты пород различной крепости;
• не допускать падения в скважину бурового инструмента при обрывах и встрече пустот;
• использовать гидросистему как домкрат или как пресс;
• механизировать и автоматизировать перекрепление патронов шпинделя;
• применять труборазвороты с приводом от гидродвигателей;
• в самоходных буровых установках поднимать и опускать мачты после или перед транспортировкой бурового оборудования;
• перемещать буровой станок по раме при освобождении устья скважины;
• облегчить ручной подъём снаряда от забоя при отключении электроэнергии или поломке двигателя.

Принципиальная схема гидравлической системы бурового станка (рис. 69) состоит из двух систем управления исполнительными органами: зажимных патронов вращателя, подачи вращателя и перемещения станка.

Рис. 69. Принципиальная схема гидравлической системы бурового станка: 1 — маслобак; 2 — фильтр; 3 — насос лопастной; 4 — насос ручной; 5 — пластинчатый фильтр; 6 — клапаны;7 — манометр; 8 — распределитель; 9 -электрозолотник; 10 — распределительная плита; 11 — вентиль; 12 — цилиндры зажима бурильной трубы; 13 — прибор управления; 14 — золотник быстрого подъема; 15 — регулятор подачи; 16 — цилиндры подачи; 17 — золотник отключения указателя давления; 18 — указатель давления; 19 — гидрозамок; 20 — цилиндр перемещения станка.

Управление гидропатронами осуществляется четырехпозиционным распределителем 8 через распределительную плиту 10. В распределительной плите смонтированы: два золотника-пилота, золотник блокировки, обратный клапан и демпфер. На подводящей магистрали к верхнему гидропатрону установлен запорный вентиль 11.

Для управления подачей и перемещениями станка служит пяти-позиционный прибор управления с дросселем. На магистрали нижних полостей цилиндров подачи установлен регулятор подачи клапанного типа 15. Для работы цилиндров подачи в цикле быстрого подъема (при перехвате) служит золотник быстрого подъема 14.

Установка нагрузки на породоразрушающий инструмент и контроль за ней в процессе бурения осуществляются по указателю давления 18, смонтированному на передней крышке трансмиссии станка. Для отключения его при возрастании давления в системе свыше 2,5 МП служит золотник 17.

Верхний гидропатрон закрепляется при установке распределителя 5 в позицию "Закрепить". Поток масла от распределителя через электрозолотник 9 направляется при этом на слив в маслобак. Насос системы патронов разгружен, давление в гидропатронах отсутствует. Верхний гидропатрон под действием усилия рабочих пружин закрепляет рабочую штангу. Нижний гидропатрон под действием возвратных пружин находится в раскрепленном состоянии. Раскрепляется верхний гидропатрон распределителем 8 в позиции «Раскрепить». Поток масла от распределителя через золотник пилотный и вентиль 11 поступает в гидропатрон и давит на поршень, сжимая пружины и раскрепляя патрон. Нижний гидропатрон остается в раскрепленном состоянии.

Перехват рабочей трубы осуществляется при установке распределителя 8 в позицию "Перехват". Поток масла от распределителя через золотник пилотный и демпфер, разделяясь, поступает в верхний гидропатрон и через блокировочный золотник - в нижний. При соприкосновении кулачков нижнего гидропатрона с рабочей штангой давление в системе возрастает, сжимаются пружины верхнего гидропатрона, производя его раскрепление. Такая последовательность обеспечивается за счет разности усилий пружин в гидропатронах. После перекрепления патронов при дальнейшем повышении давления в системе срабатывает золотник быстрого подъёма 14, переключающий цилиндры подачи на режим быстрого подъема. Траверса вращателя идет вверх, перемещаясь относительно рабочей штанги.

Во время быстрого подъёма в патронах поддерживается давление, необходимое для удержания нижнего патрона в закрепленном состоянии, а верхнего — в раскреплённом.

Отключение перехвата происходит при возвращении системы в исходное положение установкой распределителя 8 в позицию «Закрепить». При этом насос патронов переключается на слив. Происходит перекрепление патронов: вначале закрепляется верхний патрон, затем раскрепляется нижний.

При отключении перехвата золотник быстрого подъема 14 переключается в исходное положение, прекращая быстрый подъем траверсы вращателя. Цикл перехвата при ручном управлении распределителем 8 может быть выполнен в любом интервале в пределах хода шпинделя.

Перекрепление патронов вращателя может быть выполнено без совершения быстрого подъема установкой распределителя 5 в позицию «Обратный перехват». Последовательность работы патронов при этом та же, что и при перехвате, но золотник быстрого подъема 14 при этом отключен, и быстрого подъема траверсы не будет.

Автоматический перехват выполняется при установке распределителя 8 в позицию "Закрепить", а пакетного выключателя в шкафу электрического управления в положение - "Включено". Конечный выключатель, установленный на вращателе, в крайних положениях хода шпинделя управляет электрозолотником 9, перекрывая слив.

Подача шпинделя вниз является рабочей подачей при бурении и осуществляется установкой прибора управления 13 в позицию "Вниз". Масло от прибора управления подается в верхние полости цилиндров подачи. Давление регулируется дросселем и контролируется указателем давления 18. При движении шпинделя вниз масло из нижних полостей цилиндров подачи вытесняется через клапан регулятора подачи 15 в маслобак через прибор управления и золотник быстрого подъема. При бурении подача настраивается на давление, равное подпору в нижних полостях цилиндров от массы бурового снаряда.

Шпиндель подается вверх установкой прибора управления 13 в позицию "Вверх". В этом случае масло от прибора управления подается в нижние полости цилиндров подачи через обратный клапан регулятора подачи 75. Давление регулируется дросселем и контролируется прибором 18.

Шпиндель останавливается установкой прибора управления в позицию "Стоп". В этом случае запираются нижние и верхние полости цилиндров подачи. Остановку шпинделя можно производить и путем повышения усилия настройки клапана массы регулятора давления. Как в первом, так и во втором случаях насос системы подачи должен быть разгружен снятием давления с помощью дросселя.

Станок перемещается к скважине или от скважины при установке прибора управления 13 в позицию "К скважине" или "От скважины" и повышением давления в системе подачи дросселем. При этом масло от прибора управления подается в поршневую или штоковую полости цилиндра перемещения станка 20.

Остановка станка и его фиксация при перемещении по раме могут быть выполнены в любой точке в пределах рабочего хода снижением давления в системе подачи с помощью дросселя.

В качестве рабочей жидкости гидросистемы используется масло индустриальное И-20А.