SU992736A1 - Hydraulic percussive drilling machine - Google Patents

Description

(54) ГИДРОУДАРНАЯ БУРОВАЯ МАШИНА(54) POWER DRILLING MACHINE

Изобретение относитс  к бурению 1ШПУРОВ в горных породах.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to the drilling of 1SHPUR in rocks.

Известна гидроударна  бурова  машина , содержаща  корпус, дифференциальньой поршень-молоток, образующий с корпусом ресиверную полость, сообщающуюс  с затрубным пространством через предохранительный клапан, наковальню с центральным буром, диф .ференциальный клапан ClJ.A hydraulic hammer drill machine is known, comprising a housing, a differential piston-hammer, forming a receiver cavity with the housing, communicating with the annulus through a safety valve, an anvil with a central drill, differential valve ClJ.

Однако в известной гидроударной машине вс  энерги  ударов передаетс  на один бур, лимитирующий производительность бурени , ограничивающий приложение к нему определенной ударной мощности, соответствующей стойкости бурового инструмента. Это не всегда позвол ет полностью реализовать энергетические возможности гидроударных машин.However, in a known hydro percussion machine, all the impact energy is transmitted to one drill, which limits the drilling performance, limiting the application of a certain impact power to it that corresponds to the durability of the drilling tool. This does not always allow the full realization of the energy potential of hydrostatic machines.

Цель изобретени  - повышение производительности за счет обеспечени  одновременного бурени  нескольких шпуров. . The purpose of the invention is to increase productivity by providing the simultaneous drilling of several holes. .

Эта цель достигаетс  тем, что гидроударна  бурова  машина, содержаща  корпус, дифференциальный поршеньмолоток , образующий с корпусом ресиверную йолость, сообщающуюс  с затрубным пространством через предохранитёльный клапан, наковальню-с центральным буром, дифференциальный клапан , снабжена дополнительными бурс1ми и храповым поворотным механизмом поршн -молотка с центральной и сателлитными шестерн ми,наковальн  имеет гнезда, в которых размещены хвостовики дополнитетьных буров, а. центральна  и сателлитные шестерни уста10 новлены с возможностью осевого перемещени  соответственно, на наковальне , и дополнительных бурах.This goal is achieved by the fact that a hydraulic hammer drill machine, comprising a housing, a differential piston hammer, forming a receiver hollow with a housing, communicating with the annular space through a safety valve, an anvil with a central drill, a differential valve, is equipped with an additional bursa and a ratchet rotary mechanism with a hammer with a hammer the central and satellite gears, the anvil has sockets in which are placed the shanks of additional drills, and. central and satellite gears are installed with the possibility of axial movement, respectively, on the anvil, and additional drills.

На фиг. 1 изображена гидроударна  бурова  машина, продольный разрез; FIG. 1 shows a hydraulic hammer drill machine, longitudinal section;

15 на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.15 in FIG. 2 is a section A-A in FIG. one.

Корпус машины состоит из скрепленных между собой цилиндров 1-5. В цилиндре 2 сделан выхлопной патрубок б и полость 7, в цилиндре 3 - патрубок The body of the machine consists of cylinders 1-5 fastened together. In cylinder 2, exhaust pipe b and cavity 7 are made; in cylinder 3 - pipe

20 8, каналы 9-11, в цилиндре 4 - кольцева  камера 12, ресиверна  полость 13, сообщённа  с затрубным пространством через подпружиненный сбрасывающий предохранительный клапан 14. В 20 8, channels 9-11, in cylinder 4 - annular chamber 12, receiver cavity 13, communicated with annular space via spring-loaded relief valve 14. In

25 цилиндре 5 сделаны два патрубка 15 и 16. В корпусе выполнен также канал 17.. Внутри корпуса размещены соответственно сборный поршень-молоток 18 дифференциальной формы с кольцевым 25 to cylinder 5, two nozzles 15 and 16 are made. A channel 17 is also made in the body. Inside the case there are respectively a collection piston-hammer 18 of differential shape with an annular

30 Выступом 19, храповой поворотный механизм 20 поршн -молотка 18, дифференциальный клапан 21 с внутренним выступом 22 и отверсти ми 23, наковальн  24 с промывочными каналами 2 вход ща  своим шестигранным хвостовиком в шестигранное углубление порш н -молотка 18, перегородка 26 с от версти ми 27, промежуточна  втулканаковальн  2б с гнездами 29 и промы . в.очными каналами 30,центральна  шес терн  31 и шестерни сателлиты 32. Гнезда 29 вмещают хвостовики 33 буров , дл  которых гнезда одновременно служат цапфами (т.е. хвостовики вращаютс  в гнездах-цапфах и воспринимают ударные нагрузки).Хвостовики 33 буров размещены частично внутри шестерен-сателлитов ,32 с возможностью осевого перемещени ,  вл ющих . с  поворотными муфтами дл  этих буров . Шестерни-сателлиты 32 вход т в зацепление с центральной шестерней 31, свободно надетой на шлицевые выступы наковальни 24, в которую вставлен центральный бур 34. Следовательно , в данной машине в работе одновременно могут участвовать п ть буров. При необходимости число буров можно уменьшать, предусматрива  их количество 4,3, 2. В центральной |утолщенной части поршн -молотка прещусмотрены манжеты 35 и 36, выполн ю щие роль клапанов. На чертеже детали машины показаны в исходном положении. Устройство работает следующим образом . Напорна  жидкость из шланга, скрепленного с патрубком 15, входит в полость цилиндра 5 и далее через патрубок 16 и шланг, соедин ющий его с патрубком 8, входит через патрубок 8, каналы 10, 23 в подпоршневую полость поршн -молотка 18, отводит поршень-молоток 18 назад (вправо по чертежу), так как площадки его обтекаемых напорной водой торцов неравны (площадь переднего торца больше площади заднего торца), имеетс  площадь неполнокомпенсированна  давлением сжатого воздуха из ресиверной полости 13. При этом поршень-молоток 18 преодолевает сопротивление сжатого воздуха из ресиверной полости и поворачиваетс  за счет храпового механизма 20 на некоторый угол вместе с наковальней 24, буром 34, шестерней 31 и сцепленными с ней шестерн ми-сателлитами 32 с бурами.33. Таким образом, при обратном ходе поршн молотка 18, одновременно проворачива ютс  храповым механизмом 20 на одина ковый угол все буры (33 и 34}, При обратном ходе поршень-молоток 18 после перекрыти  канала 17 манже той 35 сжимает воздух в кольцевой .камере 12, из которой он через манже ту 36 может проникать в ресиверную 13, пополн   ее сжатым воздухом , утекающим постепенно через неплотности. Давление в ресиверной полости 13 регулируетс  сбрасывающим клапаном 14. Пройд  заданное рассто ние назад, поршень-молоток 18 задевает своим кольцевым выступом 19 за выступ 22 клапана 21 и открывает клапан 21 от перегородки 26, открыва  выхлопные каналы 27. После этого клапан 21 движетс  назад самосто тельно, так как из площадей его торцов (переднего и заднего ), обтекаемых напорной водой,площадь переднего торца больше заднего на величину некомпенсированной давлением площади, сообщающейс  через отверсти  9 с затрубным пространством . В начальный период перемещени  клапана 21 назад его отверсти  23 смещаютс  относительно кольцевого канала 10 и оказываютс  быстро перекрытыми , поршень-молоток 18 останавливаетс , останавливаетс  также столб жидкости в водоподвод щих шлангах, и происходит гидравлический удар, под действием которого и избыточного давлени  жидкости (на задний меньший) торец поршн -молотка 18, а также под действием сжатого воздуха из ресиверной полости 13 устремл етс  вперед (влево по чертежу), вытесн   воду из подпоршневой полости наружу через выхлопные каналы 27, 7 и 6.Часть выхлопной воды из полости 7 через каналы 25 и 30 проникает в осевые каналы буров и по ним проходит в шпур дл  его промывки и выноса буровой мелочи . При своем движении вперед поршень-молоток 18 встречает движущийс  ему навстречу под напором выхлопной жидкости клапан 21, увлекает его вместе с собой, наносит удар по хвостовику наковальни 24 с буром 34, передающийс  через промежуточную втулку-наковальню 28 на хвостовики буров 33. После этого клапан 21 прижимаетс  к перегородке 26, вследствие чего прекращаетс  вытеснение жидкости наружу из-под поршневой полости поршн молотка , и снова столб жидкости в питающих шлангах останавливаетс  и происходит гидравлический удар, который в св зи с тем, что отверсти  23 клапана 21 в переднем.его положении совпадают с кольце;вым каналом 10, передаетс  через эти отверсти  в подпоршневую полость поршн -молотка. Силой гидравлического удара и избыточного давлени  жидкости поршень-молоток 18 отводитс  назад, и процесс повтор етс . Подача машины на забой осуществл етс  с помощью автоподатчиков.30 A protrusion 19, a ratchet rotary mechanism 20 a piston — a hammer 18, a differential valve 21 with an internal protrusion 22 and openings 23, an anvil 24 with flushing channels 2 with its hexagonal shank in a hex socket piston n-hammer 18, partition 26 sec from a mile mi 27, intermediate bushing 2b with sockets 29 and flush. The inner channels 30, the central gear 31 and the gears of the satellites 32. The sockets 29 accommodate the drill shafts 33, for which the sockets simultaneously serve as trunnions (i.e., the shanks rotate in the trunnion sockets and perceive the shock loads). inside the satellite gears, 32 with the possibility of axial movement, being. with swivels for these boers. The gears-satellites 32 are engaged with the central gear 31, which is loosely attached to the slotted protrusions of the anvil 24, into which the central drill 34 is inserted. Therefore, five drills can participate in this machine at the same time. If necessary, the number of drills can be reduced; their number is 4.3, 2. In the central | of the thickened part of the piston, the cuffs 35 and 36, which act as valves, are missing. In the drawing, the machine parts are shown in their original position. The device works as follows. Pressure fluid from a hose connected to the pipe 15 enters the cavity of the cylinder 5 and then through the pipe 16 and the hose connecting it to the pipe 8 enters through the pipe 8, channels 10, 23 into the piston-piston cavity of the hammer 18, removes the piston the hammer 18 back (to the right in the drawing), since the platforms of its streamlined pressure water are unequal (the front end area is larger than the rear end square), there is an area not fully compensated by the pressure of compressed air from the receiver cavity 13. At the same time, the piston-hammer 18 overcomes resistance from the compressed air from the receiver cavity and is rotated by a ratchet mechanism 20 at a certain angle, along with the anvil 24, the drill 34, the gear 31 and the gear satellites 32 with the drill 32 connected to it. Thus, during the return stroke of the piston of the hammer 18, all the drills are simultaneously rotated by the ratchet mechanism 20 at the same angle (33 and 34}. During the return stroke, the piston hammer 18 after closing the channel 17 of the sleeve 35 compresses the air in the annular chamber 12, from which it can penetrate into the receiver 13 through the cuff 36, replenishing it with compressed air gradually flowing through leaks.The pressure in the receiver cavity 13 is regulated by the reset valve 14. Passing the predetermined distance back, the piston-hammer 18 touches its annular ledge 19 behind the protrusion 22 of the valve 21 and opens the valve 21 from the partition 26, opening the exhaust ports 27. After that, the valve 21 moves back independently, since from the areas of its ends (front and rear), streamlined by pressurized water, the front end area is larger than the back by the amount of uncompensated the pressure of the area communicating through the holes 9 with the annulus. In the initial period of movement of the valve 21 back, its holes 23 are displaced relative to the annular channel 10 and turn out to be quickly blocked, the piston-hammer 18 stops The fluid column also stops in the water supply hoses, and a hydraulic shock occurs, under the action of which the fluid overpressure (at the rear smaller) end of the piston-hammer 18, and also rushes forward from the receiver cavity 13 under the action of compressed air (to the left in the drawing ), water is pushed out of the piston cavity through the exhaust channels 27, 7 and 6. Part of the exhaust water from cavity 7 through channels 25 and 30 penetrates into the axial channels of the drills and passes through them into the hole to flush it and remove the drilling fines. As it moves forward, the piston-hammer 18 encounters a valve 21 moving towards it under the pressure of the exhaust fluid, carries it along with itself, strikes the anvil 24 with the drill 34, which is transmitted through the intermediate sleeve-anvil 28 to the drill shanks 33. After that the valve 21 is pressed against the baffle 26, as a result of which the liquid is expelled to the outside from under the piston of the hammer piston, and again the column of liquid in the supply hoses stops and a hydraulic shock occurs, which is due to The bores 23 of the valve 21 in the forward position coincide with the ring; the outflow channel 10 is transmitted through these openings to the piston chamber of the piston-hammer. The force of the water hammer and the overpressure of the liquid is brought back by the hammer piston 18, and the process is repeated. The machine is fed to the face using an automatic feeder.

Использование предлагаемого изобретени  позвол ет одним механизмом ударно-поворотным способом одновременного пробурить в крепких горных породах несколько скважин, в результате чего повышаетс  производительность работ.The use of the present invention allows a single mechanism of a rotary shock method to simultaneously drill several wells in strong rocks, as a result of which the productivity of work is increased.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССВ 531917, кл. Е 21 В 4/14, 1970.1. Author's certificate CCAS 531917, cl. E 21 B 4/14, 1970.