RU2473767C1 - Adaptive machine of rotary drilling - Google Patents

Adaptive machine of rotary drilling Download PDF

Info

Publication number
RU2473767C1
RU2473767C1 RU2011132194/03A RU2011132194A RU2473767C1 RU 2473767 C1 RU2473767 C1 RU 2473767C1 RU 2011132194/03 A RU2011132194/03 A RU 2011132194/03A RU 2011132194 A RU2011132194 A RU 2011132194A RU 2473767 C1 RU2473767 C1 RU 2473767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
rotation
supply
hydraulic cylinder
resistance
Prior art date
Application number
RU2011132194/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Лемешко
Алексей Васильевич Трифонов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2011132194/03A priority Critical patent/RU2473767C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473767C1 publication Critical patent/RU2473767C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: machine comprises a hydraulic motor of rotation, a hydraulic cylinder of supply, discharge and drain manifolds connected to an oil station, controlled throttles, hydraulic distributors. The hydraulic motor of rotation and the hydraulic cylinder of supply are connected to the discharge manifold in series, so that the hydraulic line from the outlet of the hydraulic motor of rotation is connected to the piston cavity of the hydraulic cylinder of supply via a three-way hydraulic distributor and with an entry into the first controlled throttle, the outlet from which is connected with the drain manifold, and the steam cavity of the hydraulic cylinder of supply is connected with the drain manifold via the second controlled throttle and the three-way hydraulic distributor. Into a hydraulic line between the discharge manifold of the inlet into the hydraulic motor of rotation and the inlet to the stem cavity of the hydraulic cylinder of supply there is the third controlled throttle.
EFFECT: invention provides for automatic adjustment of feed force depending on the torque of resistance to rotation and provides for automatic adjustment of a machine for drilling mode, close to the optimal one, maximum efficiency and automatic protection against overloads by rotation torque.
2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а конкретно к бурильным горным машинам вращательного типа, и может найти применение при буровзрывном способе проходки подземных выработок, при анкерном креплении выработок, при бурении геологоразведочных и инженерных скважин.The invention relates to the mining industry, and in particular to rotary mining rock drilling machines, and may find application in the drilling and blasting method of driving underground workings, during anchoring of workings, and for drilling exploration and engineering wells.

Известны бурильные машины, в которых усилие подачи автоматически изменяется с изменением момента на приводе вращения (см., например, Кузнецов А.С. Самонастраивающая буровая машина БМВА - 1. Уголь Украины, 1976, №11, с 29.) /1/; А.с. 373382 (СССР) Бурильная машина / Петров Н.Г., Родионов Н.С., Водяник Г.М., Дровников А.Н. - Опубл. в Б.И. 1973, №14 [2].Known drill machines in which the feed force automatically changes with a change in torque on the rotation drive (see, for example, Kuznetsov AS, Self-adjusting drilling machine BMVA - 1. Coal of Ukraine, 1976, No. 11, p. 29.) / 1 /; A.S. 373382 (USSR) Drilling machine / Petrov N.G., Rodionov N.S., Vodyanik G.M., Drovnikov A.N. - Publ. in B.I. 1973, No. 14 [2].

Саморегулирование таких машин обеспечивается использованием двухдифференциального привода, при котором силовые и скоростные характеристики взаимосвязаны и обеспечивают снижение скорости подачи при увеличении момента вращения.Self-regulation of such machines is ensured by the use of a two-differential drive, in which the power and speed characteristics are interconnected and provide a decrease in the feed rate with increasing torque.

Недостатком таких машин является относительно сложный и дорогостоящий привод.The disadvantage of such machines is the relatively complex and expensive drive.

Известна также адаптивная бурильная машина, в которой усилие подачи изменяется в зависимости от момента сопротивления вращению штанги и в которой используется асинхронный привод и гидравлическая регулируемая подача. См., например, «Адаптивная бурильная машина» патент РФ №2366791 [3]. В такой бурильной машине опоры корпуса бурильной машины снабжены подпружиненными толкателями, один из которых, сжимаемый от момента бурения, воздействует на толкатель дополнительного регулирующего дросселя, включенного в гидроцепь управления давлением подачи в гидроцилиндрах подачи. Усилие сжатия Рт подпружиненного толкателя настраивается на значение, близкое к максимальному - Рт=(0,8÷0,9)Pmax, где Pmax - максимальное усилие, развиваемое толкателем при повороте корпуса относительно оси вращения штанги и соответствующее предельному моменту вращения. В рассматриваемом техническом решении обеспечивается автоматическое регулирование усилия подачи в зависимости от момента сопротивления вращению путем относительно простого конструктивного решения.An adaptive drilling machine is also known, in which the feed force varies depending on the moment of resistance to rotation of the rod and which uses an asynchronous drive and a hydraulic adjustable feed. See, for example, “Adaptive drilling machine” RF patent No. 2366791 [3]. In such a drilling machine, the supports of the drilling machine body are equipped with spring-loaded pushers, one of which, compressible from the moment of drilling, acts on the pusher of an additional control throttle included in the feed pressure control circuit in the feed cylinders. The compression force P t of the spring-loaded pusher is adjusted to a value close to the maximum - P t = (0.8 ÷ 0.9) P max , where P max is the maximum force developed by the pusher when the body rotates relative to the axis of rotation of the rod and corresponds to the maximum torque . The technical solution under consideration provides automatic control of the feed force depending on the moment of resistance to rotation by means of a relatively simple design solution.

Однако глубина регулирования в таком техническом решении ограничена - при заклинивании штанги не обеспечивается автоматическое реверсирование усилия подачи, а только снижение его до минимального значения. Кроме того, к недостатку такой бурильной машины относится относительно сложный привод всей машины - электрический (для вращения) и гидравлический (для подачи).However, the depth of regulation in such a technical solution is limited - when the rod is jammed, the feed force is not automatically reversed, but only reduced to a minimum value. In addition, the relatively complex drive of the entire machine — electric (for rotation) and hydraulic (for feeding) —is a disadvantage of such a drilling machine.

Известны также бурильные машины с гидродвигателем вращения и гидроцилиндром подачи, например бурильная машина «УБГ-01», производства Людиновского агрегатного завода [4]. Такая машина имеет относительно простую конструкцию и удобную аппаратуру управления - золотниковый распределитель для управления реверсом подачи штанги и распределитель для управления гидродвигателем вращения. Рассматриваемая бурильная машина принята нами за прототип.Drilling machines with a hydraulic rotation motor and a supply hydraulic cylinder are also known, for example, the drilling machine "UBG-01", manufactured by the Lyudinovsky aggregate plant [4]. Such a machine has a relatively simple design and convenient control equipment — a spool valve for controlling the reverse feed of the rod and a valve for controlling the rotation hydraulic motor. The drilling machine in question is accepted by us as a prototype.

Достоинством рассматриваемого технического решения является компактность бурильной машины, невысокий ее вес, что обеспечивает возможность применения ее для различных оперативных бурений и использования ее в качестве переносной бурильной машины.The advantage of the considered technical solution is the compactness of the drilling machine, its low weight, which makes it possible to use it for various operational drilling and to use it as a portable drilling machine.

Недостатком бурильной машины по прототипу является необходимость ручного управления усилием подачи на основе интуитивной оценки процесса бурения. При этом не обеспечиваются оптимальные условия бурения и максимальная производительность. В такой бурильной машине не обеспечивается автоматическое регулирование усилия подачи в зависимости от момента сопротивления вращению, что также является ее недостатком.The disadvantage of the prototype drilling machine is the need to manually control the feed force based on an intuitive assessment of the drilling process. However, optimal drilling conditions and maximum productivity are not ensured. In such a drilling machine, automatic control of the feed force is not provided depending on the moment of resistance to rotation, which is also its disadvantage.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и, прежде всего, обеспечение автоматического изменения усилия подачи в зависимости от величины момента сопротивления вращению, обеспечение максимальной производительности бурения.The objective of the invention is to remedy these disadvantages and, above all, to ensure automatic changes in the feed force, depending on the magnitude of the moment of resistance to rotation, to ensure maximum drilling performance.

Поставленная задача решается тем, что машина для вращательного бурения, включающая гидродвигатель вращения, гидроцилиндр подачи; напорную и сливную магистрали, подключаемые к маслостанции; регулируемые дроссели, гидрораспределители реверса подачи и управления гидродвигателем вращения, выполнена так, что гидродвигатель вращения и гидроцилиндр подачи подключены к напорной магистрали последовательно. Гидролиния с выхода гидродвигателя вращения соединена с поршневой полостью гидроцилиндра подачи через трехпозиционный гидрораспределитель подачи и с входом в первый регулируемый дроссель, выход с которого соединен со сливной магистралью. Штоковая полость гидроцилиндра подачи соединена со сливной магистралью через второй регулируемый дроссель и трехпозиционный гидрораспеделитель подачи. При этом в гидролинию между напорной магистралью входа в гидродвигатель вращения и входом в штоковую полость гидроцилиндра подачи включен третий регулируемый дроссель.The problem is solved in that the machine for rotary drilling, including a hydraulic rotation motor, a supply hydraulic cylinder; pressure and drain lines connected to the oil station; adjustable throttles, directional control valves for the feed and control of the rotation hydraulic motor, are configured so that the rotation hydraulic motor and the supply hydraulic cylinder are connected in series to the pressure line. The hydraulic line from the output of the rotation hydraulic motor is connected to the piston cavity of the feed hydraulic cylinder through a three-position feed control valve and to the entrance to the first adjustable throttle, the output of which is connected to the drain line. The stock cavity of the supply hydraulic cylinder is connected to the drain line through a second adjustable throttle and a three-position feed hydraulic distributor. At the same time, a third adjustable throttle is included in the hydraulic line between the pressure line of the inlet to the hydraulic motor of rotation and the inlet of the rod cavity of the supply hydraulic cylinder.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена гидравлическая схема заявляемой бурильной машины. На фиг.2 - схема этой бурильной машины в виде гидравлического моста.The inventive device is illustrated by drawings, where figure 1 shows the hydraulic circuit of the inventive drilling machine. Figure 2 - diagram of this drilling machine in the form of a hydraulic bridge.

Адаптивная бурильная машина состоит (фиг.1) из гидроцилиндра подачи 1, гидродвигателя вращения 2, буровой штанги 3, напорной и сливной магистралей 4, подключаемых к маслостанции (не показана); трехпозиционного гидрораспределителя 5, двухпозиционного гидрораспределителя 6, регулируемых гидродросселей 7, 8, 9. При этом гидролиния с выхода гидродвигателя вращения 2 соединена с поршневой полостью гидроцилиндра подачи 1 через трехпозиционный гидрораспределитель 5 при его рабочем положении (I) и с входом в первый регулируемый дроссель 7, выход с которого соединен со сливной магистралью. Штоковая полость гидроцилиндра подачи 1 соединена со сливной магистралью через второй регулируемый дроссель 8 и трехпозиционный гидрораспределитель 5 в рабочем положении (I), при этом в гидролинию между напорной магистралью входа в гидродвигатель вращения 2 и входом в штоковую полость гидроцилиндра подачи 1 включен третий регулируемый дроссель 9. В напорную магистраль включен двухпозиционный гидрораспределитель 6, управляющий включением всей гидросхемы бурильной машины. Трехпозиционный гидрораспределитель имеет три положения и управляется вручную. Первое положение (I), на гидросхеме крайнее правое - основное рабочее соединение гидролиний, этой схеме соединений соответствует мостовая схема, приведенная на фиг.2. Второе положение (II) трехпозиционного гидрораспределителя 5 соответствует фиксации гидроцилиндра в неподвижном состоянии и максимальной частоте гидродвигателя вращения 2, что может использоваться оператором бурения для расштыбовки или расклинивания штанги в забое. Третье положение (III) трехпозиционного гидрораспределителя 5 (крайнее левое) обеспечивает ручное включение реверса гидроцилиндра, необходимое, например, для извлечения штанги из забоя для замены режущего инструмента или после завершения операции бурения.The adaptive drilling machine consists (Fig. 1) of a supply hydraulic cylinder 1, a rotation hydraulic motor 2, a drill rod 3, a pressure and drain line 4 connected to an oil station (not shown); three-way valve 5, two-way valve 6, adjustable chokes 7, 8, 9. In this case, the hydraulic line from the output of the hydraulic motor 2 is connected to the piston cavity of the supply cylinder 1 through the three-way valve 5 with its working position (I) and with the entrance to the first adjustable choke 7 the outlet from which is connected to the drain line. The rod cavity of the supply cylinder 1 is connected to the drain line through a second adjustable throttle 8 and a three-position valve 5 in the working position (I), while a third adjustable throttle 9 is included in the hydraulic line between the pressure line of the inlet of the rotation motor 2 and the entrance to the rod cavity of the supply cylinder 1 A two-position directional control valve 6 is included in the pressure line, which controls the inclusion of the entire hydraulic circuit of the drilling machine. The three-position directional control valve has three positions and is controlled manually. The first position (I), on the hydraulic circuit is the far right - the main working connection of the hydraulic lines, this bridge diagram corresponds to the bridge circuit shown in Fig.2. The second position (II) of the three-position directional control valve 5 corresponds to fixing the hydraulic cylinder in a stationary state and a maximum frequency of the hydraulic motor 2, which can be used by the drilling operator to grind or wedge the rod in the bottom. The third position (III) of the three-position valve 5 (far left) provides manual activation of the hydraulic cylinder reverse, necessary, for example, to remove the rod from the bottom to replace the cutting tool or after completion of the drilling operation.

На фиг.2 приведена схема заявляемой бурильной машины в виде гидравлического моста, что позволяет наглядно показать особенности заявляемой бурильной машины и описать принцип ее функционирования. Схема на фиг.2 идентична гидросхеме, приведенной на фиг.1.Figure 2 shows a diagram of the inventive drilling machine in the form of a hydraulic bridge, which allows you to clearly show the features of the claimed drilling machine and describe the principle of its operation. The diagram in figure 2 is identical to the hydraulic circuit shown in figure 1.

Как видно (см. фиг.2), гидросопротивления гидродвигателя вращения 2, регулируемых дросселей 7, 8, 9 образуют мостовую схему, в диагональ которой включен гидроцилиндр подачи 1. Гидросопротивление третьего регулируемого дросселя 9 устанавливается значительно больше, чем гидросопротивление гидродвигателя вращения 2 при номинальном режиме работы. Гидросопротивления регулируемых дросселей 7 и 8 зависят от характеристик гидроцилиндра подачи 1 и гидродвигателя вращения 2. При номинальном режиме работы бурильной машины гидросопротивление первого регулируемого дросселя 7 устанавливается равным сумме гидросопротивления гидроцилиндра подачи при рациональном (расчетном) усилии подачи и гидросопротивления второго регулируемого дросселя 8. Гидросопротивление третьего регулируемого дросселя 9 в 2…10 раза больше гидросопротивления гидродвигателя вращения при номинальном режиме работы. Как видно на мостовой схеме (фиг.2), направление и величина потока гидрожидкости через гидроцилиндр зависит от соотношения гидросопротивлений гидромотора 2 и третьего дросселя 9.As can be seen (see figure 2), the hydraulic resistance of the rotation motor 2, adjustable chokes 7, 8, 9 form a bridge circuit, the diagonal of which includes the feed cylinder 1. The hydraulic resistance of the third adjustable choke 9 is set much larger than the hydraulic resistance of the rotation motor 2 at nominal operation mode. The hydraulic resistances of the adjustable chokes 7 and 8 depend on the characteristics of the feed hydraulic cylinder 1 and the hydraulic motor of rotation 2. At the nominal operating mode of the drilling machine, the hydraulic resistance of the first adjustable choke 7 is set equal to the sum of the hydraulic resistance of the supply cylinder with rational (calculated) feed and hydraulic resistance of the second adjustable choke 8. Hydroresistance of the third adjustable throttle 9 is 2 ... 10 times greater than the hydroresistance of the hydraulic motor of rotation in the nominal mode of operation. As can be seen in the bridge circuit (figure 2), the direction and magnitude of the fluid flow through the hydraulic cylinder depends on the ratio of the hydraulic resistance of the hydraulic motor 2 and the third throttle 9.

Работает заявляемая бурильная машина следующим образом (Фиг.1.).The inventive drilling machine operates as follows (Fig.1.).

В исходном состоянии двухпозиционного гидрораспределителя 6 закрыт, трехпозиционный гидрораспределитель находится во втором (II) положении.In the initial state, the two-way valve 6 is closed, the three-way valve is in the second (II) position.

При включении двухпозиционного гидрораспределителя 6 в рабочий режим из напорной магистрали 4 гидрожидкость подается к гидродвигателю вращения 2, с выхода гидродвигателя через трехпозиционный гидрораспределитель в сливную магистраль 4. Перевод трехпозиционного гидрораспределителя 5 в первое (I), рабочее положение обеспечивает подачу гидрожидкости в поршневую полость гидроцилиндра подачи 1 и обеспечит выдвижение штанги 3 на забой. При этом вследствие отсутствия нагрузки на гидродвигателе вращения 2 его гидросопротивление будет минимальным и скорость подачи на забой будет максимальной. По мере забуривания режущего инструмента в забой будут увеличиваться момент сопротивления вращению штанги 3 и нагрузка на гидродвигатель вращения 2. При этом начнет уменьшаться давление в поршневой полости цилиндра подачи 1 и увеличиваться противодавление в его штоковой полости через третий регулируемый дроссель 9 из напорной магистрали 4. Уменьшение усилия подачи вызовет уменьшение удельной подачи и, следовательно, стабилизацию момента сопротивления вращению, соответствующего номинальным условиям бурения. В зависимости от условий бурения (крепости буримой породы, глубины бурения и др.) величину номинального момента вращения можно корректировать настройкой третьего регулируемого дросселя 9.When the on-off directional control valve 6 is turned on from the pressure line 4, the hydraulic fluid is supplied to the rotation motor 2, from the hydraulic output through the three-position control valve to the drain line 4. The three-position control valve 5 is switched to the first (I) position, the operating position ensures that the hydraulic fluid flows into the piston cavity of the supply hydraulic cylinder 1 and will ensure the extension of the rod 3 to the bottom. Moreover, due to the lack of load on the hydraulic motor of rotation 2, its hydraulic resistance will be minimal and the feed rate to the bottom will be maximum. As the cutting tool drills into the face, the moment of resistance to the rotation of the rod 3 and the load on the hydraulic motor of rotation 2 will increase. In this case, the pressure in the piston cavity of the supply cylinder 1 will begin to decrease and the back pressure in its rod cavity will increase through the third adjustable throttle 9 from the pressure line 4. Decrease the feed force will cause a decrease in the specific feed and, therefore, stabilization of the moment of resistance to rotation, corresponding to the nominal drilling conditions. Depending on the drilling conditions (drill rock strength, drilling depth, etc.), the value of the nominal torque can be adjusted by setting the third adjustable throttle 9.

Усилие подачи гидроцилиндра подачи 1 определяется разностью давлений в его штоковой и поршневой полостях. Снижение момента сопротивления вращению гидродвигателя вращения 2 приводит к увеличению усилия подачи в пределах регулирования.The feed force of the supply cylinder 1 is determined by the pressure difference in its rod and piston cavities. The decrease in the moment of resistance to rotation of the hydraulic motor of rotation 2 leads to an increase in the feed force within the regulation.

В экстремальном случае - при заклинивании штанги в скважине (в связи с заштыбовкой из-за недостаточной промывки или продувки, или из-за завышенной толщины стружки, или из-за частичного искривления штанги в скважине) подача гидрожидкости в напорную - поршневую полость гидроцилиндра подачи 1 будет прекращена, т.к. расход через остановленный гидродвигатель вращения будет равен нулю, в штоковой полости гидроцилиндра давление возрастет до максимального значения, обеспечивая обратный ход штанги из забоя, тем самым расклинивая штангу в скважине. Извлечение штанги будет происходить до тех пор, пока момент сопротивления вращению не уменьшится до максимально допустимого значения, после этого усилие подачи возрастет до номинального значения.In an extreme case - when the rod is stuck in the well (due to filling due to insufficient flushing or blowing, or due to excessive chip thickness, or due to partial curvature of the rod in the well), hydraulic fluid is supplied to the pressure head - piston cavity of the supply cylinder 1 will be terminated because the flow rate through the stopped rotation hydraulic motor will be zero, in the rod cavity of the hydraulic cylinder the pressure will increase to the maximum value, providing a reverse stroke of the rod from the bottom, thereby wedging the rod in the well. Removing the rod will occur until the moment of resistance to rotation is reduced to the maximum allowable value, after which the feed force will increase to the nominal value.

Процесс автоматического регулирования усилия подачи бурения по моменту сопротивления вращению рассмотрим на мостовой схеме (Фиг.2.):The process of automatic control of the drilling feed force at the moment of resistance to rotation is considered on the bridge circuit (Figure 2.):

При номинальном режиме работы гидросопротивление второго регулируемого дросселя 8 устанавливается равным сумме гидросопротивления гидроцилиндра 1 при рациональном (расчетном усилии подачи) и гидросопротивления первого регулируемого дросселя 7. Гидросопротивление третьего регулируемого дросселя 9 в 2…10 раза больше гидросопротивления гидродвигателя вращения 2 при номинальном режиме работы. Соотношение сопротивлений в плечах моста определяет зависимость величины потока гидрожидкости через гидроцилиндр подачи и развиваемое им усилие подачи. При этом управляющим фактором этого усилия, как видно на схеме, является нагрузка (момент сопротивления вращению) на гидродвигателе вращения 2.In the nominal operating mode, the hydraulic resistance of the second adjustable throttle 8 is set equal to the sum of the hydraulic resistance of the hydraulic cylinder 1 with the rational (calculated feed force) and the hydraulic resistance of the first adjustable throttle 7. The hydraulic resistance of the third adjustable throttle 9 is 2 ... 10 times greater than the hydraulic resistance of the rotation motor 2 at the nominal operating mode. The ratio of the resistances in the shoulders of the bridge determines the dependence of the magnitude of the fluid flow through the feed cylinder and the feed force it develops. At the same time, the driving factor, as can be seen in the diagram, is the load (moment of resistance to rotation) on the hydraulic motor of rotation 2.

Величина гидросопротивления третьего регулируемого дросселя 9 изменяет степень зависимости усилия подачи от момента сопротивления вращению. Настройками гидросопротивления этого дросселя 9 по отношению к гидросопротивлению гидродвигателя вращения 2 можно минимизировать эту зависимость. Например, при соотношении этих сопротивлений 10/1, с ростом момента сопротивления вращения усилие подачи снижается менее интенсивно, и в пределах регулирования не сопровождается реверсированием, а только снижением усилия подачи на 10…30%.The magnitude of the hydraulic resistance of the third adjustable throttle 9 changes the degree of dependence of the feed force on the moment of resistance to rotation. The hydraulic resistance settings of this throttle 9 with respect to the hydraulic resistance of the rotation motor 2 can minimize this dependence. For example, when the ratio of these resistances is 10/1, with an increase in the moment of rotation resistance, the feed force decreases less intensively, and within the control range it is not accompanied by reversal, but only a decrease in the feed force by 10 ... 30%.

И, наоборот, при значении рассматриваемого соотношения 2/1, при увеличении момента сопротивления вращению на 10…20 процентов усилие подачи принимает отрицательное значение, то есть при перегрузках буровая штанга извлекается из забоя.And, on the contrary, with the value of the considered ratio 2/1, with an increase in the moment of resistance to rotation by 10 ... 20 percent, the feed force takes a negative value, that is, during overloads, the drill rod is removed from the bottom.

Это обстоятельство обеспечивает возможность работы бурильной машины на предельных режимах, приближенных к силовым и прочностным ограничениям, с функцией интенсивной защиты от перегрузок и поломок.This circumstance makes it possible for the drilling machine to operate at extreme conditions close to power and strength constraints, with the function of intensive protection against overloads and breakdowns.

Анализ мостовой схемы показывает так же то, что с увеличением прочности буримой породы, когда момент сопротивления вращению имеет тенденцию к уменьшению, усилие подачи увеличивается из-за увеличения расхода через гидросопротивление гидродвигателя вращения 2.An analysis of the bridge circuit also shows that with an increase in the strength of the drill rock, when the moment of resistance to rotation tends to decrease, the feed force increases due to an increase in flow through the hydraulic resistance of the rotation motor 2.

Снижение момента сопротивления вращению может быть обусловлено увеличением крепости буримой породы или увеличением степени затупления режущего инструмента, что в бурильных машинах со свободной подачей приводит к уменьшению толщины стружки, уменьшению удельной подачи и снижению скорости бурения. В заявляемой бурильной машине незначительное снижение момента сопротивления вращению приводит к увеличению усилия поддачи и связанное с этим незначительное снижение удельной подачи и скорости бурения.A decrease in the moment of resistance to rotation can be due to an increase in the strength of the drill rock or an increase in the degree of blunting of the cutting tool, which in free-feed drilling machines leads to a decrease in chip thickness, a decrease in the specific feed rate and a decrease in the drilling speed. In the inventive drilling machine, a slight decrease in the moment of resistance to rotation leads to an increase in the feed force and the associated slight decrease in the specific feed rate and drilling speed.

Совокупность отличительных признаков по сравнению с прототипом обеспечивает в заявляемой бурильной машине реализовать процесс автоматического управления усилием подачи в зависимости от момента сопротивления вращению. Эта цель в аналогах решается более сложными и относительно дорогостоящими техническими решениями.The set of distinctive features in comparison with the prototype provides in the inventive drilling machine to implement the process of automatic control of the feed force, depending on the moment of resistance to rotation. This goal in analogues is solved by more complex and relatively expensive technical solutions.

Изготовление заявляемой бурильной машины может заключаться в модернизации серийно выпускаемой бурильной машины, имеющей гидроцилиндр подачи и гидродвигатель вращения без существенных изменений и при незначительных затратах.The manufacture of the inventive drilling machine may consist in the modernization of a commercially available drilling machine having a supply hydraulic cylinder and a rotation hydraulic motor without significant changes and at low cost.

Заявляемая бурильная машина обладает качеством адаптации к изменяемым условиям бурения, обеспечивая самонастройку ее на более рациональные режимы работы, и относится к адаптивным бурильным машинам.The inventive drilling machine has the quality of adaptation to changing drilling conditions, providing for its self-adjustment to more rational operating modes, and relates to adaptive drilling machines.

Основные достоинства заявляемой бурильной машины:The main advantages of the claimed drilling machine:

- по сравнению с прототипом управление усилием подачи выполняется не интуитивно, а в соответствии с моментом сопротивления вращению;- compared with the prototype, the control of the feed force is not performed intuitively, but in accordance with the moment of resistance to rotation;

- реализуемое управление усилием подачи обеспечивает увеличение скорости бурения, автоматическую настройку на режимы бурения, близкие к оптимальным;- implemented control of the feed force provides an increase in the drilling speed, automatic tuning to drilling modes close to optimal;

- обеспечивается увеличение скорости бурения за счет интенсификации процесса и увеличение усилия подачи при увеличении крепости буримого материала и увеличении затупления режущего инструмента;- provides an increase in drilling speed due to the intensification of the process and an increase in the feed force while increasing the strength of the drill material and increasing the bluntness of the cutting tool;

- обеспечивается максимальная производительность и автоматическая защита от перегрузок по моменту вращения;- provides maximum performance and automatic protection against overloads by torque;

- обеспечивается автоматическое регулирование усилия подачи (увеличение или уменьшение) в зависимости от момента сопротивления вращению;- provides automatic control of the feed force (increase or decrease) depending on the moment of resistance to rotation;

- имеет относительно простое конструктивное решение.- has a relatively simple design solution.

Перечисленные достоинства не реализуются в бурильных машинах со свободной подачей (при постоянном, нерегулируемом давлении в гидроцилиндрах подачи).The listed advantages are not realized in boring machines with free feed (at constant, unregulated pressure in the supply hydraulic cylinders).

Источники информацииInformation sources

1. Кузнецов А.С. Самонастраивающая буровая машина БМВА-1. Уголь Украины, 1976, №11, с 29.1. Kuznetsov A.S. Self-tuning drilling machine BMVA-1. Coal of Ukraine, 1976, No. 11, p. 29.

2. А.с. 373382 (СССР) Бурильная машина / Петров Н.Г., Родионов Н.С., Водяник Г.М., Дровников А.Н. - Опубл. в Б.И. 1973, №14.2. A.S. 373382 (USSR) Drilling machine / Petrov N.G., Rodionov N.S., Vodyanik G.M., Drovnikov A.N. - Publ. in B.I. 1973, No. 14.

3. Патент РФ №2366791. Адаптивная бурильная машина. Лемешко М.А., Остановский А.А., Васин М А. Опубликовано 10.09.2009.3. RF patent No. 2366791. Adaptive Drilling Machine. Lemeshko M.A., Ostanovsky A.A., Vasin M.A. Published on 09/10/2009.

4. Паспорт «Установка бурильная гидравлическая. «УБГ-01» 2000 г.,4. Passport "Hydraulic drilling rig. "UBG-01" 2000,

г.Людиново, Калужской обл. ОАО «Агрегатный Завод», HTTP://LAZ.KALUGA.RU.Lyudinovo, Kaluga region Aggregate Plant OJSC, http: // LAZ.KALUGA.RU.

Claims (1)

Адаптивная машина вращательного бурения, включающая гидродвигатель вращения, гидроцилиндр подачи, напорную и сливную магистрали, подключаемые к маслостанции, регулируемые дросселя, гидрораспределители, отличающаяся тем, что гидродвигатель вращения и гидроцилиндр подачи подключены к напорной магистрали последовательно, так что гидролиния с выхода гидродвигателя вращения соединена с поршневой полостью гидроцилиндра подачи через трехпозиционный гидрораспределитель и с входом в первый регулируемый дроссель, выход с которого соединен со сливной магистралью, а штоковая полость гидроцилиндра подачи соединена со сливной магистралью через второй регулируемый дроссель и трехпозиционный гидрораспределитель, при этом в гидролинию между напорной магистралью входа в гидродвигатель вращения и входом в штоковую полость гидроцилиндра подачи включен третий регулируемый дроссель. An adaptive rotary drilling machine, including a rotation hydraulic motor, a supply hydraulic cylinder, a pressure and drain line connected to an oil station, adjustable throttles, hydraulic distributors, characterized in that the rotation hydraulic motor and a supply hydraulic cylinder are connected in series to the pressure pipe, so that the hydraulic line from the output of the rotation hydraulic motor is connected to the piston cavity of the supply hydraulic cylinder through a three-position valve and with the entrance to the first adjustable throttle, the output of which is connected with a drain line, and the rod cavity of the supply hydraulic cylinder is connected to the drain line through a second adjustable throttle and a three-position valve, while a third adjustable throttle is included in the hydraulic line between the pressure line of the entrance to the rotation hydraulic motor and the entrance to the rod cavity of the feed hydraulic cylinder.
RU2011132194/03A 2011-07-29 2011-07-29 Adaptive machine of rotary drilling RU2473767C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132194/03A RU2473767C1 (en) 2011-07-29 2011-07-29 Adaptive machine of rotary drilling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132194/03A RU2473767C1 (en) 2011-07-29 2011-07-29 Adaptive machine of rotary drilling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2473767C1 true RU2473767C1 (en) 2013-01-27

Family

ID=48807025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011132194/03A RU2473767C1 (en) 2011-07-29 2011-07-29 Adaptive machine of rotary drilling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473767C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1191549A1 (en) * 1984-04-06 1985-11-15 Специальное Конструкторское Бюро Всесоюзного Промышленного Объединения "Союзгеотехника" Versions of hydraulic system of drilling rig
SU1406361A1 (en) * 1986-10-20 1988-06-30 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Drilling machine
SU1693240A2 (en) * 1989-12-15 1991-11-23 Шахтинский Технологический Институт Бытового Обслуживания Well drilling machine
RU2084626C1 (en) * 1994-07-25 1997-07-20 Новочеркасский государственный технический университет Drilling machine
RU14053U1 (en) * 1999-12-02 2000-06-27 Бунин Владимир Иванович DRILLING HYDRAULIC DEVICE
US6883620B1 (en) * 1999-12-23 2005-04-26 Montabert S.A. Device for hydraulic power supply of a rotary apparatus for percussive drilling
RU2366791C2 (en) * 2007-11-16 2009-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Adaptive boring machine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1191549A1 (en) * 1984-04-06 1985-11-15 Специальное Конструкторское Бюро Всесоюзного Промышленного Объединения "Союзгеотехника" Versions of hydraulic system of drilling rig
SU1406361A1 (en) * 1986-10-20 1988-06-30 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Drilling machine
SU1693240A2 (en) * 1989-12-15 1991-11-23 Шахтинский Технологический Институт Бытового Обслуживания Well drilling machine
RU2084626C1 (en) * 1994-07-25 1997-07-20 Новочеркасский государственный технический университет Drilling machine
RU14053U1 (en) * 1999-12-02 2000-06-27 Бунин Владимир Иванович DRILLING HYDRAULIC DEVICE
US6883620B1 (en) * 1999-12-23 2005-04-26 Montabert S.A. Device for hydraulic power supply of a rotary apparatus for percussive drilling
RU2366791C2 (en) * 2007-11-16 2009-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Adaptive boring machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2006203528B2 (en) Earth Drilling Rig Having Electronically Controlled Air Compressor
US20090025947A1 (en) Method, arrangement and valve for controlling rock drilling
CN103821777B (en) The continuously adjustable hydraulic control system of rock drill power
CN102747950B (en) Single-pump hydraulic control loop of key drilling action of cutting drill rig
US4355691A (en) Hydraulic drilling apparatus
CN102747948B (en) Double-pump hydraulic control loop of key drilling action of cutting drill rig
FI87830C (en) OVER ANCHORING FOER STARRY AV EN BERGBORRMASKINS LUFTMATNING
AU2011293948B2 (en) Method and system for controlling a compressor at a rock drilling apparatus and a rock drilling apparatus
CN103526796B (en) Digging machine disintegrating hammer hydraulic motor flow control device
US7900712B2 (en) Hydraulic system for mining equipment and method of adjusting power of rock drill machine
RU2473767C1 (en) Adaptive machine of rotary drilling
US4278135A (en) Variable volume pneumatic drill
CN207848069U (en) A kind of rotation of horizontal directional drilling machine power head prevents reverse control system
CN108050113B (en) Control system for preventing reverse rotation of power head of horizontal directional drilling machine
US20200165873A1 (en) Drill assembly and valve
AU630914B2 (en) Boring device
CN104747512B (en) hydraulic system and drilling machine
CN203756623U (en) Hydraulic system and drilling machine
CN103449269A (en) Constant-pressure drilling system of top drive drill winch and working method thereof
CN107795279B (en) Drilling machine and engineering vehicle
RU2084626C1 (en) Drilling machine
RU55025U1 (en) DRIVE PERFORATION DEVICES INTENDED FOR PUNCHING WELLS
SU846722A2 (en) Device for actuating the drill feed and rotation drive
KR20160074866A (en) Hydraulic system for construction equipment and control method for there of
RU2235199C1 (en) Method and device for control of rock boring machine feed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130730