PL177476B1 - Układ mocowania siłowników wahadłowych na wysięgniku urządzenia wiertniczego do skał - Google Patents

Abstract

1 . Uklad mocowania silowników wahadlowych na wysiegniku urzadzenia wiertniczego do skal, w którego sklad wchodzi ram a, wysiegnik przegubowo polaczony wzgledem ramy wokól pionowego i poziomego walka, silownik podnoszenia polaczony pomiedzy rama i wysie- gnikiem dla pionowego podnoszenia i opuszczania wysie- gnika, silownik wychylania polaczony pomiedzy ram a i wysiegnikiem w celu poprzecznego obracania wysiegnika wzgledem ram y, wspornik dla belki podajacej, polaczony w drugim koncu wysiegnika przegubowo wokól poziome- go i pionowego walka, silownik pochylania, polaczony pomiedzy wspornikiem i wysiegnikiem, w celu obracania wspornika wzgledem wysiegnika wokól poziomego walka, oraz silownik poprzecznego wychylania polaczony pomiedzy wysiegnikiem i wspornikiem w celu obracania wspornika wzgledem wysiegnika wokól pionowego walka, uklad, znamienny tym, ze silownik wychylania (6) pomie- dzy ram a (1) i wysiegnikiem (2) jest polaczony pod katem (a) wzgledem podluznej osi wysiegnika (2), przez co podluzna os silownika wychylania (6) ma pionowo dolne nachylenie od ramy (1) w kierunku konca wysiegnika (2), wzgledem kierunku podluznej osi wysiegnika (2)........... F IG 1a F IG 1b PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy układu mocowania siłowników wahadłowych na wysięgniku urządzenia wiertniczego do skał, w którego skład wchodzi rama, wysięgnik przegubowo połączony wokół wałka poziomego i pionowego względem ramy, siłownik podnoszenia połączony pomiędzy ramą i wysięgnikiem dla pionowego podnoszenia i opuszczania wysięgnika, siłownik wychylania połączony pomiędzy ramą i wysięgnikiem dla poprzecznego obracania wysięgnika względem ramy, wspornik belki podającej przegubowo połączony do drugiego końca wysięgnika wokół poziomego i pionowego wałka, siłownik pochylania połączony pomiędzy wspornikiem i wysięgnikiem dla obracania wspornika względem wysięgnika wokół poziomego wałka, oraz siłownik poprzecznego wychylania połączony pomiędzy wysięgnikiem i wspornikiem dla obracania wspornika względem wysięgnika wokół pionowego wałka.

Problemem występującym przy wysięgnikach urządzeń wiertniczych do skał jest zataczanie łuku przy pionowym obrocie belki podającej i jednoczesnym poprzecznym odchylaniu

ΠΊ 4Ί6 w dowolną stronę od jej wyprostowanego położenia. Im większe podniesienie lub opuszczenie wysięgnika, tym większe równoczesne zewnętrzne wychylenie poprzeczne. Jest to powodowane przegubowymi konstrukcjami wysięgnika, a w konsekwencji geometrią konstrukcji, której wyeliminowanie środkami mechanicznymi okazało się praktycznie niemożliwe. Wadą znanych rozwiązań jest również to, że kąty górnego i dolnego wychylenia nie są symetryczne; z przyczyn praktycznych, kąt wychylenia dolnego jest mniejszy niż kąt wychylenia górnego. W konsekwencji odchylenie poprzeczne w obu położeniach kątowych wysięgnika jest dużo za duże dla utrzymania i powoduje wiele niedogodności gdy stosowany jest wysięgnik. Po dopuszczeniu do wystąpienia skrajnych kątów poprzecznych dla obrotu wysięgnika w górnym położeniu kątowym, połączenia siłowników mogą przesunąć się do położenia, skąd wysięgnik nie powróci lecz pozostanie zablokowany.

Celem obecnego wynalazku jest dostarczenie układu z optymalnym wyeliminowaniem powyższych wad i z możliwie równym wychyleniem poprzecznym w górnym i dolnym położeniu pionowym wysięgnika. Układ według wynalazku jest znamienny tym, że siłownik wychylania pomiędzy ramą i wysięgnikiem jest połączony pod kątem względem podłużnej osi wysięgnika, przez co podłużna oś siłownika wychylania jest pionowo pochylona w dół od ramy w kierunku końca wysięgnika względem kierunku podłużnej osi wysięgnika oraz tym, że środki poziomych połączeń podstawy siłownika wychylania i wysięgnika są zasadniczo połączone ze sobą przy podstawie wysięgnika, gdy wysięgnik wystaje prosto przed ramą.

Istotną cechą tego wynalazku jest to, że dla połączenia cylindra wychylania wprowadzono pionowe pochylenie względem podłużnej osi wysięgnika, przez co gdy siłownik wychylania znajduje się w środku swego pionowego zakresu, w wyniku czego górne lub dolne wychylenie wysięgnika z tego położenia powoduje odchylenie równe poprzecznemu wychyleniu wysięgnika w obu skrajnych położeniach górnym i dolnym, ze względu na położenie siłownika wychylania. Odpowiednio, siłownik poprzecznego wychylania potrzebny do obracania belki podającej, jest połączony pod kątem do podłużnej osi wysięgnika, w wyniku czego obracanie zarówno belki podpierającej jak i wysięgnika daje równe zmiany kątowe w wyniku oddziaływania kąta pionowego wychylenia.

Zaletą wynalazku jest to, że zmiany odchylenia kierunkowego i poprzecznego dla wysięgnika i belki podającej przy obrocie pionowym są zasadniczo takie same względem płaszczyzny poziomej powyżej i poniżej, ponieważ kąty pomiędzy podłużną osią wysięgnika i siłownikiem wychylania, i odpowiednio siłownikiem poprzecznego wychylania, kompensują pionowe odchylenia wysięgnika. Wynalazek będzie opisany bardziej szczegółowo w odniesieniu do załączonych rysunków, na których:

Figura 1a przedstawia schematycznie układ według wynalazku w rzucie z góry.

Figura 1b przedstawia schematycznie układ według wynalazku w rzucie z boku.

Figura 2 przedstawia przykładowo schematycznie geometrię układu według wynalazku.

Na fig. 1a przedstawiono schematycznie część ramy 1, w której skład wchodzi wysięgnik 2, urządzenia wiertniczego do skał przegubowo połączony wokół pionowego wałka 3 i poziomego wałka 4. Nie pokazany na tym rysunku siłownik podnoszenia 5 jest przegubowo połączony w obu końcach pomiędzy ramą 1 i wysięgnikiem 2, jak przedstawiono na fig. 1b i jest pochylony od wysięgnika 2 w dół w kierunku ramy 1. Pomiędzy wysięgnikiem 2 i ramą 1 występuje siłownik obracania 6, który jest przegubowo połączony w obu końcach do ramy 1 wysięgnika 2. Siłowniki 5 i 6 są ze sobą połączone dla umożliwienia ich obrotu względem ramy 1 i wysięgnika 2 zarówno w płaszczyźnie pionowej jak i poziomej. Tego rodzaju przegubowe połączenie jest generalnie znane i nie będzie opisane bardziej szczegółowo. Na końcu wysięgnika 2 występuje wspornik 7 służący do mocowania belki podającej do końca wysięgnika 2. Wspornik 7 jest przegubowo połączony z końcem wysięgnika 2 wokół pionowego wałka 8 i poziomego wałka 9. Fig.1 przedstawia ponadto siłownik pochylania 10 przegubowo połączony w obu jego końcach pomiędzy wysięgnikiem 2 i wspornikiem 7 dla pionowego podnoszenia wspornika 7, a zatem belki podającej względem wysięgnika 2. Pokazano tam również siłownik poprzecznego wychylania 11, przegubowo połączony w obu jego końcach pomiędzy wysięgnikiem 2 i wspornikiem 7, służący do wychylania wspornika 7 wokół pionowego wałka 8 niezależnie od jego pionowego kąta.

177 -476

Na fig. 1b przedstawiono układ według fig. law rzucie z boku. Siłownik wychylania 6 i siłownik poprzecznego wychylania 11 są nachylone w kierunku podłużnej osi wysięgnika 2, oraz leżą pod kątem skierowanym w dół względem końca wysięgnika 2. Przy wysięgniku 2 leżącym w płaszczyźnie poziomej pionowa kątowa różnica dla położenia siłownika wychylenia 6 korzystnie wynosi a, jak pokazano bardziej szczegółowo na fig. 2, co stanowi połowę różnicy pomiędzy kątem najwyższego wychylenia w górę i kątem najniższego wychylenia w dół dla wysięgnika 2. Odpowiednio, kąt pionowy β pomiędzy podłużną osią siłownika poprzecznego wychylenia 11 i wysięgnikiem 2, stanowi połowę różnicy pomiędzy skrętnymi pionowo skrajnymi kątami wspornika 7. Typowo kąty α i β są równe, lecz mogą być również nierówne.

Na fig. 2 przedstawiono schematycznie proporcję pomiędzy pionowymi kątami wysięgnika 2 i kątami siłownika wychylenia 6. Linia L2a oznacza kierunek podłużnej osi wysięgnika leżącego w płaszczyźnie poziomej. Linia L2b oznacza kierunek podłużnej osi wysięgnika 2 uniesionego pionowo w skrajne położenie górne, a linia L2c oznacza oś podłużną wysięgnika 2 obróconego pionowo do skrajnego położenia dolnego. Typowo kąt uniesienia wysięgnika 2 w górę jest większy niż kąt opuszczenia w dół, co jest zilustrowane podaniem wartości 50° dla kąta uniesienia γ1 i wartości 30° dla kąta opuszczenia γ2. W celu uzyskania równych odchyleń poprzecznych dla końca wysięgnika 2, niezależnie od kąta wychylenia poprzecznego w skrajne położenie górne i dolne, oddziaływanie siłownika wychylenia 6 musi być symetryczne. Uzyskuje się to poprzez kąt a pomiędzy podłużną osią L6 siłownika wychylenia i podłużną osią wysięgnika 2, który jest dostatecznie szeroki dla uzyskania poziomego położenia siłownika wychylenia 6, gdy wysięgnik 2 jest wychylony do środkowego położenia 2Ld pomiędzy skrajnymi położeniami L2b i Lbc. W konsekwencji, gdy wymagane są równe odchylenia w kierunku górnym i dolnym, kąt α jest połową różnicy pomiędzy kątem wychylenia w górę γ1 i kątem wychylenia w dół γ2, tj. w przypadku przedstawionym na rysunku wynosi (50^o-30^o°: 2= 10°. Zatem, przy wysięgniku 2 leżącym w płaszczyźnie poziomej według linii L2a dolne położenie siłownika wychylenia 6 poniżej wysięgnika, od punktu połączenia wysięgnika 2 i ramy, odpowiada wartości kąta a, tj, 10° dla przypadku pokazanego na rysunku. Odpowiednio, przy poziomym ustawieniu siłownika wychylenia 6, tj. Równolegle do linii L2a, wynikający ruch podniesienia wysięgnika równa się wartości kąta a, tj. wysięgnik jest równoległy do linii L2d. Pochylenie β siłownika poprzecznego wychylania 11 wspornika 7 podpierającego belkę podającą jest określane podobnie i jest w swym najprostszym wykonaniu jest równe a.

Jak wynika z przedstawionych figur, połączenia siłownika wychylania i wysięgnika są zasadniczo wyrównane względem ramy 1, gdy wysięgnik 2 jest skierowany na wprost względem ramy 1. A zatem, w tej sytuacji środki poziomych połączeń przy podstawie wysięgnika są zasadniczo połączone ze sobą, choć mogą tu występować niewielkie różnice konstrukcyjne. Podobnie, gdy wymagane jest możliwie dokładne obrócenie belki podpierającej, wymiary belki podpierającej lub jej poziomych połączeń są tak dobrane, że środki tych poziomych połączeń są zasadniczo ze sobą połączone. Jest oczywiście jasnym, że gdy wysięgnik obraca się poprzecznie, obracanie środków jego połączeń powoduje tu pewną odchyłkę od położenia początkowego, co przejawia się małym błędem wynikającym z konstrukcji tego mechanizmu. Nie ma to jednakże istotnego znaczenia w zakresie wynalazku, ponieważ ruchy wysięgnika są zasadniczo symetryczne powyżej i poniżej środka kąta pionowego wychylenia wysięgnika.

W powyższym przykładzie wykonania i na rysunkach wynalazek opisano tylko w drodze przykładu i nie oznacza to jego ograniczenia.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ mocowania siłowników wahadłowych na wysięgniku urządzenia wiertniczego do skał, w którego skład wchodzi rama, wysięgnik przegubowo połączony względem ramy wokół pionowego i poziomego wałka, siłownik podnoszenia połączony pomiędzy ramą i wysięgnikiem dla pionowego podnoszenia i opuszczania wysięgnika, siłownik wychylania połączony pomiędzy ramą i wysięgnikiem w celu poprzecznego obracania wysięgnika względem ramy, wspornik dla belki podającej, połączony w drugim końcu wysięgnika przegubowo wokół poziomego i pionowego wałka, siłownik pochylania, połączony pomiędzy wspornikiem i wysięgnikiem, w celu obracania wspornika względem wysięgnika wokół poziomego wałka, oraz siłownik poprzecznego wychylania połączony pomiędzy wysięgnikiem i wspornikiem w celu obracania wspornika względem wysięgnika wokół pionowego wałka, układ, znamienny tym, że siłownik wychylania (6) pomiędzy ramą (1) i wysięgnikiem (2) jest połączony pod kątem (a) względem podłużnej osi wysięgnika (2), przez co podłużna oś siłownika wychylania (6) ma pionowo dolne nachylenie od ramy (1) w kierunku końca wysięgnika (2), względem kierunku podłużnej osi wysięgnika (2), oraz że środki symetrii poziomych połączeń, względem podstawy siłownika wychylenia (6) i wysięgnika (2) są zasadniczo ze sobą połączone przy podstawie wysięgnika, gdy wysięgnik wystaje prosto do przodu względem ramy (1).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt a pomiędzy podłużną osią siłownika (6) i wysięgnikiem (2) jest w płaszczyźnie pionowej zasadniczo połową różnicy pomiędzy górnym kątem wychylenia γ1 i dolnym kątem wychylenia γ2 względem płaszczyzny poziomej.

3. Układ według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że siłownik poprzecznego wychylenia (11) pomiędzy wysięgnikiem (2) i wspornikiem (7) jest połączony względem podłużnej osi wysięgnika (2) pod kątem (β), pionowo pochylony od ramy (1) w dół w kierunku końca wysięgnika (2).

4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że kat (β) pomiędzy podłużną osią siłownika poprzecznego wychylenia (11) i wysięgnikiem (2) w pionowej płaszczyźnie stanowi połowę różnicy pomiędzy kątami obrócenia w górę i w dół względem wspornika (7) i wysięgnika (2).

5. Układ według zastrz. 2 lub 4, znamienny tym, że kąty (α,β) wychylenia siłownika (6) i siłownika (11) poprzecznego wychylenia względem podłużnej osi wysięgnika (2) są równe.