Гидросистема станка СКБ 4

Гидросистема станка СКБ 4 (рис.11) предусматривает выполнение следующих операций:

• перемещение шпинделя вверх или вниз и остановка его в любом положении;
• нагрузки на забой или разгрузки веса бурового снаряда с контролем давления в процессе бурения;
• подъем бурового снаряда патронами вращателя (обратный перехват);
• аварийный подъем бурового снаряда цилиндрами вращателя при остановке двигателя;
• управление верхним и нижним гидравлическими патронами;
• перемещение станка от скважины или к скважине с фиксацией его на раме;
• автоматическое и полуавтоматическое перекрепление бурового снаряда гидропатронами в процессе бурения без остановки вращения.

Гидросистема бурового станка СКБ 4 конструктивно включает в себя: маслобак, блок гидравлического управления, маслонасос с приводом от электродвигателя, ручной насос, смонтированный в баке, электрозолотник системы автоперехвата.

1. Маслобак представляет собой емкость прямоугольной формы из листовой стали. Верхняя крышка съемная, позволяющая производить осмотр бака и его чистку. Маслобак разделен перегородкой на две полости: всасывающую и сливную. В маслобаке смонтированы ручной насос и всасывающий фильтр, а на наружной стенке — распределитель сливной с электрозолотником. На съемной крышке имеется заливная горловина с сеткой и масломер.
2. Блок гидравлического управления представляет собой сварной каркас, в котором смонтированы: прибор управления, распределитель, регулятор подачи, золотник быстрого подъема, плита с клапанами, два контрольных манометра, золотник отключения указателя давления на забой и фильтр. Золотник быстрого подъема и плита с клапанами установлены на днище блока, а остальные приборы— на лицевой и боковой панелях блока гидравлического управления. Блок гидроуправления легко отсоединяется от станка для настройки, не нарушая гидросистему.
3. Маслонасос с приводом представляет собой блок, состоящий из сдвоенного маслонасоса, соединенного эластичной муфтой с электродвигателем. Сдвоенный маслонасос состоит из 2-х отдельных пластинчатых насосов смонтированных в общем корпусе и приводимых в действие от одного приводного валика. Пластинчатые насосы имеют разделенные нагнетательные выводы и общее всасывание.
4. Ручной насос, двухплунжерный, с вертикальным расположением плунжеров, связанных шестерней, имеет клапанную коробку с шариковыми клапанами: всасывающим и нагнетательным, служит для аварийного подъема инструмента и установки станка в исходное положение при остановке двигателя.

Гидросистема станка (рис. 12) состоит из 2-х систем управления исполнительными органами; патронов вращателя; подачи вращателя и перемещения станка.

Управление гидропатронами осуществляется четырехпозиционным распределителем 2.

Управление подачей и перемещениями станка осуществляется пятипозицнонным прибором управления 11 с дросселем. На магистрали нижних полостей цилиндров подачи установлен регулятор подачи клапанного типа 7, состоящий из клапана веса 8 и обратного клапана 9.

Для работы цилиндров подачи в цикле быстрого подъема (при перехвате) служит золотник быстрого подъема 6, управляемый давлением масла системы патронов.

Установка давления на забой и контроль за давлением в процессе бурения осуществляется по указателю давления 16, смонтированному на передней крышке трансмиссии станка. Для отключения его при возрастании давления  в системе свыше 2.5МПа  (25  кгс/см2) служит золотник 15.

Закрепление верхнего гидропатрона 5 производится при установке распределителя 2 в позицию «Закрепить». Поток масла от распределителя через электрозолотник 19 направляется при этом на слив в маслобак. Насос системы патронов разгружен, давление в гидропатронах 3 и 5 отсутствует. Верхний гидропатрон под действием усилия рабочих пружин закрепляет рабочую штангу. Нижний гидропатрон под действием возвратных пружин находится в раскрепленном состоянии.

Раскрепление верхнего гидропатрона производится распределителем 2 в позиции «Раскрепить». Поток масла от фильтра поступает в гидропатрон 5 и давит на поршень, сжимая пружины и раскрепляя патрон. Нижний гидропатрон остается в раскрепленном состоянии.

Перехват рабочей штанги осуществляется установкой распределителя 2 в позицию «Перехват». Поток масла, через фильтр поступает в верхний гидропатрон и через распределитель в нижний гидропатрон.

При соприкосновении кулачков нижнего гидропатрона с рабочей штангой давление в системе возрастает, сжимаются пружины верхнего гидропатрона, производя его раскрепление. Эта последовательность обеспечивается за счет разности усилий пружин в гидропатронах.

После перекрепления патронов при дальнейшем повышении давления в системе срабатывает золотник быстрого подъема 6, который переключает цилиндры подачи на режим быстрого подъема. Траверса вращателя идет вверх, перемешаясь относительно рабочей штанги.

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

Отключение перехвата происходит при возвращении системы в исходное положение установкой распределителя 2 в позицию «Закрепить». При этом насос патрона переключается на слив. Происходит перекрепление патронов: вначале закрепляется верхний патрон, затем раскрепляется нижний.

При отключении перехвата золотник быстрого подъема 6 переключается в исходное положение, прекращая быстрый подъем траверсы вращателя. Цикл перехвата при ручном управлении распределителем 2 может быть выполнен в любом интервале в пределах хода шпинделя.

Перекрепление патронов вращателя может быть выполнено без совершения быстрого подъема установкой распределителя 2 в позицию «Обратный перехват». Последовательность работы патронов при этом та же, что и при перехвате, но золотник быстрого подъема 6 при этом отключен и быстрого подъема траверсы не будет.

Автоматический перехват выполняется при установке распределителя 2 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 19, перекрывая слив.
Работа гидросистемы при этом и выполнение операций перекрепления происходит по циклу, описанному в пункте 6.12.

Подача шпинделя вниз является рабочей подачей при бурении и осуществляется установкой прибора управления II в позицию «Вниз». Масло от прибора управления подается в верхние полости цилиндров подачи 4. Давление регулируется дросселем 10 и контролируется указателем давления 16. При движении шпинделя вниз масло из нижних полостей цилиндров подачи вытесняется через клапан регулятора подачи 7 в маслобак через прибор управления и золотник быстрого подъема. При бурении подача настраивается на давление, равное подпору в нижних полостях цилиндров от веса бурового снаряда.

Подача шпинделя вверх производится установкой прибора управления 11 в позицию «Вверх». В этом случае масло от прибора управления подается в нижние полости цилиндров подачи через обратный клапан 9 регулятора подачи 7. Давление регулируется дросселем и контролируется прибором 16.

Остановка шпинделя производится установкойй 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 веса 8 регулятора давления. Как в первом, так и во втором случаях насос системы подачи должен быть разгружен снятием давления с помощью дросселя.

Перемещение станка к скважине или от скважины осуществляется при установке прибора управления 11 в позицию «К скважине» или «От скважины» и повышении давления в системе подачи дросселем 10. При этом масло от прибора управления подается в поршневую илн штоковую полости цилиндра перемещения 13 станка.

Остановка станка и его фиксация при перемещении по раме может быть выполнена в любой точке в пределах рабочего хода снижением давления в системе подачи с помощью дросселя  10.

Рабочая жидкость гидросистемы - масло индустриальное И-20А ГОСТ 20799-75.

Рис. 11. Схема гидравлическая принципиальная: 1 - манометр МТ - 3 ГОСТ 8625 - 77; 2 - распределитель (4030.6452.005); 3 - гидроцилиндр нижнего патрона; 4 - цилиндры подачи; 5 - гидроцилиндр верхнего патрона; 6 - золотник быстрого подъема (4030.6413.006); 7 - регулятор подачи (4030. 6522.002); 8 - клапан веса; 9 - клапан обратный; 10 - дроссель; 11 - прибор управления (4030.6452.003); 12 - распределитель; 13 - цилиндр перемещения станка (4030.6315.004); 14 - гидрозамок (4030.6543.001); 15 - золотник отключения указателя давления (4030.6413.004); 16 - указатель давления (4030.4411.021); 17 - манометр МТ - 3 ГОСТ 8625 - 77; 18 - клапан предохранительный; 19 - золотник 54БПГ73 - 12; 20 - насос ручной (4030.6112.014); 21 - фильтр (4030.6642.008); 22 - клапан обратный; 23 - насос пластинчатый 8Г12-31М; 24 - переключатель ручного насоса; 25 - фильтр пластинчатый (4030. 6641.002).

Рис 12. Схема гидравлическая соединений: I - насос 8Г12-31М; 2 - распределитель сливной с электрозолотником (4030.1144.013): 3 - рукав с наконечниками (4030. 1434.022 -029); 4 - рукав с наконечниками (4030 1434.021-009); 5 - гидрозамок (4030.6543.001); 6 - рукав с наконечниками (4030.1434.022 - 039); 7 - труба с гайками (4030.1434.066.009); 8 - указатель давления (4030.4411.021); 9 - прибор управления (4030.6452.003); 10 - регулятор подачи (4030.6522.002); 11 - распределитель (4030.6452.005); 12 - рукав с наконечниками (4030.1434.022 - 019); 13 - вентиль (4030.8152.003): 14 - рукав с наконечниками (4030.1434.022 - 009); 15 - цилиндры подачи; 16 - фильтр (4030.6641.002); 17 - золотник быстрого подъема (4030.6413.003); 18 - плита с клапанами (4030.6413.002); 19 - золотник отключения указателя давлении (4030.6413.004); 20 - цилиндр перемещения станка (4030.6315.004); 21 - рукав с наконечниками (4030.1434.022 - 049); 22 - маслобак (4030.6611.010); 23 - электродвигатель 4AM100S4.