Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2414
.pdf
Очевидно, что при манипуляциях с кривошипными валами 126e, когда гибкий элемент 131 удерживается на
валу 126 через петли 130, указанный элемент будет наматываться на вал 126' и, таким образом, тянуть
верхний конец зубца 127 и, приводя его в точку опоры на оси вращения, отсоединится от зубьев шестерни
123.
Затем ослабляются затяжные винты Т-образной рамы E, и приводится в движение коленчатый вал 115 для
подъема или опускания конвейеров 108 и 109 до желаемого уровня, после чего снова затягиваются более
тугие винты 175 и ITC, и зубчатый механизм 127 возвращается в зацепление с шестернями l 93 для фиксации
его на зубчатой рейке 124.
Следует понимать, что имеются два гибких элемента 131, по одному для каждой из рам 126, и что элементы
131 простираются по платформе 10 до шкива 130 противоположной рамы 126.
При конструировании желательно, чтобы зубчатая рейка 124 была выполнена с равномерным радиусом и
вращалась вокруг вала 119, являющегося ее центром. Поскольку на этом валу 119 установлена звездочка
118, соединенная через цепь 117 со звездочкой 116, закрепленной на втулке 115a, установленной на
коленчатом валу 115, цепь 117 всегда будет сохранять натяжение между звездочками 116 и 118.
«Верхний конец конвейера 109 и внешний конец конвейера 108 спроектированы таким образом, чтобы быть
снабженными точками поворота, включающими вал, проходящий через удлиненные пазы, образованные на
опорной раме конвейеров».
Верхний конец конвейера 109 снабжен направляющим элементом B, который включает в себя каркасную раму
136, боковые стороны которой соответствующим образом шарнирно соединены с задней частью и снабжены
брезентом или листовым металлом по желанию, а верхняя часть каркасной рамы 136 снабжена
соответствующими пружинными шарнирами 137, которые входят в зацепление с пластинами 138,
предназначенными для захвата пучка при его подаче с конвейера 109 и направления его торцом вверх в
воронку, образованную каркасной рамой 136, в корзину 19, которая впоследствии будет слегка повернута,
чтобы перекрыть пустое пространство под каркасной рамой 136. Два нижних рычага или стержня 139 каркаса
136 имеют выступ 140 с долотообразным передним концом, который шарнирно соединяется с элементом 141,
закрепленным пряжкой 142, выполненной в рычаге 143 каркаса 144.
Рама 144 состоит из двух рычагов 143, несущих листовой металлический элемент 145, который проходит
между ними. Поперек листового металлического элемента 145 и жестко прикреплены к рычагам 1439
множество трубчатых элементов 146, через каждый из которых проходит пружина 147, закрепленная на
рычагах 143, которые расположены параллельно рычагам 143'. Благодаря такой конструкции рычаги 143a и
удерживаемый ими элемент 145 надежно закреплены на рычагах 143. Пружины 147 крепятся к рычагам 143 с
помощью крючкообразных концов 148.
Верхние концы рычагов 143 снабжены коленами 149, на которых расположены стержни 150, идущие
перпендикулярно рычагам 143 и имеющие приблизительно ту же длину, что и последние. Пряжки 142,
расположенные в плечах 143, несут два дугообразных плеча 151, закрепленных на них с помощью штифта
152; верхний конец дугообразных плеч 151 имеет штифты 153, выступающие внутрь и наружу и входящие в
углубления, предусмотренные в пряжках 142. Шарниры 153 также входят в зацепление с ранее описанным
элементом 141, который жестко соединен с выступом 140 на стержне 139.
Предусмотрена пружина 154, один конец которой соединен со штифтом 152, а ее внешний конец соединен с
элементом 141. Поскольку листовой металлический элемент 145 служит покрытием для воронкообразного
элемента 136, шарнирный элемент, описанный ранее и предусмотренный в пряжках 142, предназначен для
вращения L-образного элемента, показанного на рисунке 17, когда корзина 19 поворачивается в положение
для разгрузки. Верхний край корзины 19 спроектирован таким образом, чтобы упираться в нижний конец
элемента 144 и, таким образом, поворачивать его вверх, одновременно резко опуская рычаг 150 вниз.
Когда корзина 19 возвращается в нормальное положение, ее верхний край ударяется о рычаг 150, тем самым
поворачивая элемент 144 обратно в его нормальное положение, показанное на рисунке 15.
Направляющий элемент B шарнирно закреплен с каждой стороны верхнего конца конвейера 109 посредством
стержня 9 и стержня 9a, шарнирно соединенных одним концом со штоком конвейера, а другим концом — со
скобой 8 или другим подходящим удерживающим элементом, закрепленным на каркасе 136 (см. рис. 33).
Предусмотрен подшипниковый блок 7, через который проходит винт 6, приводимый в действие крылатой
головкой 5. При вращении винта 6 нижний конец направляющего элемента отводится от головки конвейера, и
его наклон увеличивается, тогда как при отвинчивании винта 6 нижний конец направляющей воронки
приближается к головке элеватора и принимает практически вертикальное положение.
Благодаря такой конструкции сохраняется соосность направляющего элемента и конвейеров при подъеме или
опускании последних.
Этот зерноуборочный комбайн крепится к стерне со стороны вьючного устройства (которое может быть
установлено с помощью рычагов 9b, четко показанных на рисунке 2 чертежей). Она может быть либо
отсоединяемой от стяжки, либо являться ее неотъемлемой частью, а тяговое усилие может осуществляться
либо лошадьми, либо трактором, и должно быть согласовано с тяговым усилием стяжки при ее
использовании. По мере того, как шкивы подаются с конвейерной платформы 53 на конвейер 108, механизм
завязывания узлов на каждом шкиве, поступающем на конвейер, приводит в действие корзину за счет отвода
гибкого элемента 49, тем самым приводя в зацепление элементы сцепления 41 и 42, преодолевая натяжение
винтовой пружины 46, установленной на шкиве 45, как описано ранее.
Это зацепление будет достаточно долгим, чтобы позволить корзине повернуть пространство, занимаемое
снопом, так что при полном повороте корзины она заполнится снопами, и таким образом в корзине образуется
сноп 19. Муфта 41 и 42 выводится из зацепления за счет того, что узелоукладчик освобождает гибкий элемент
49, который также снимает натяжение пружины 46 шкива 45, преодолевающей давление витой пружины 47 и,
таким образом, поворачивающей элемент 42 назад, выводя его из зацепления с элементом 41.
Вал 39 и шестерня 38 защищены от любого обратного перемещения вместе с элементом 42 с помощью
храпового механизма 155, жестко закрепленного на валу 39 и зацепленного с зубцом 156. Когда корзина 19
совершит полный оборот, палец 35, расположенный на нижней поверхности шестерни 34, сработает, приведя
в действие рычаг 99, который, потянув за гибкий элемент 95, отсоединит загнутые концы 105 крепежного
элемента 104 от дужки 62 корзины и одновременно освободит бампер 102 от давления пружины 103 и
освободит с помощью гибкого элемента 86 хомуты 93, которая после освобождения позволит элементу 73
фрикционной муфты 74 войти в зацепление с элементом 76 под действием давления пружины 83, намотанной
вокруг телескопического вала 64. Таким образом, движение будет передаваться на шестерню 65, которая
будет перемещать подвижный элемент 57 в продольном направлении назад, чтобы перемещать корзину с
помощью колес 22 и 23 и роликов 25 и 26, находящихся в зацеплении соответственно с нижней гусеницей 166
и верхней гусеницей 17, в положение разгрузки на изогнутых концах 18 гусениц.
Подвижный элемент затем возвращается через шестерню 65 в зацепление с нижним полотном зубчатого
кольца 58, и корзина таким образом возвращается в нормальное положение, когда передний конец
подвижного элемента 57 входит в зацепление с пластиной 102 бампера и, преодолевая легкое давление
пружины 103, поворачивает рычаг 84 вокруг своей точки опоры и отводит через гибкий элемент s6 хомуту 93,
тем самым разъединяя элементы 73 и 76 фрикционной муфты 74 и останавливая шестерню 65. Нижний конец
рычага 84 муфты, также поворачивающийся вокруг своей точки опоры, будет тянуть гибкий элемент 95, и
таким образом, поворачивая крепежный элемент 104 вокруг своих шарниров 106, он приводит к зацеплению
своих крючкообразных концов 105 с дужкой 62 корзины, и элемент 95 также выпрямляет рычаг 99, готовый
снова сработать пальцем 35 при следующем обороте корзины. завершенный. По мере подачи шкивов на
конвейер 108, тот, в свою очередь, подает их на конвейер 109, который перемещает их по направляющей 13C
в нужное положение в корзине 19.
Пластины 1.38 будут взаимодействовать с головками снопов и будут взаимодействовать с ними сначала в
каркасе 136, так что головка каждого снопа может упасть вниз в корзину 19. Эта конструкция приспособлена
таким образом, что когда корзина наклоняется для сброса снопов, обухи шкивов оказываются на земле, как и
требуется для их падения с устройства для срезания веток. При каждом движении корзины для мусора
L-образный элемент 144 будет поворачиваться вверх на своей задней оси, а при возвращении корзины в
нормальное положение стержни 150 будут поворачиваться, возвращая таким образом элемент 144 в
нормальное положение. Конвейеры 108 и 109 также могут подниматься или опускаться до уровня платформы
связующего материала с помощью дугообразных зубчатых реек, а также удерживать шестерни 123 на
зубчатых рейках, как описано ранее.
При желании может быть предусмотрен альтернативный способ вращения корзины 19, как показано на
рисунках 29, 30, 31 и 32 чертежей. Это усовершенствованное средство состоит из вертикального шпинделя
160, на который может быть установлена шпонка шестерни 33. Как было описано ранее, шестерня 33
предназначена для зацепления с шестерней 34, снабженной верхними зубчатыми дорожками 36 и 37, которые
предназначены для зацепления с шестерней 38, установленной на горизонтальном валу 39. Поскольку эта
часть механизма является точной копией уже описанной, дальнейшее подробное описание работы этих
частей не представляется необходимым.
На верхнем конце шпинделя 160 установлен поддон или другой неглубокий приемный элемент 161, дно
которого может быть выполнено из пересекающихся ребер 162, как показано на рисунках 30 и 31. Поскольку
нижний конец корзины 19 выполнен известным способом с перекрещенными ребрами, на перекрещенных
ребрах 162 можно было бы предусмотреть штифты, которые входили бы в зацепление с ребрами нижней
части корзины 19 и, следовательно, вызывали бы вращение корзины 19 всякий раз, когда чаша 161
вращалась бы за счет движения, передаваемого шестерне 33 шестерней 34.
Зацепление между корзиной 19 и поддоном 161, показанное на прилагаемых чертежах, состоит из боковых
выступов 163, образованных на корзине, которые предназначены для зацепления с выступами 164,
расположенными по внутренней периферии поддона 161, как это четко показано на рисунке 30 чертежей.
Когда корзина 19 будет опорожнена и возвращена в нормальное положение, ее нижняя часть упадет в поддон
161, а боковые выступы 163 окажутся между двумя выступами 164. Поскольку вращательное движение,
передаваемое шестерне 33 описанным ранее механизмом, соединенным с узловязательным устройством
скрепляющего механизма, передается на поддон 161, выступы 164 входят в зацепление с боковыми
выступами 163 корзины и перемещают корзину вместе с поддоном 161 на заданную величину, регулируемую
узловязательным механизмом скрепляющего механизма.
Очевидно, это лишь один из нескольких привлекательных способов, которые можно было бы предложить для
корзины 19, и можно было бы внести несколько незначительных изменений, подобных описанному ранее,
которые подпадают под рамки изобретения.
На рисунке 33 показан перспективный вид воронкообразного направляющего механизма, боковые стороны
которого заполнены брезентом или листовым металлом и скреплены пружинами 137 и 1% 7^, а также стержни
139 каркасной рамы 136 смещены или изогнуты внутрь, как показано на рисунке 1393, чтобы позволить
стержням 150 рамы 144 перемещаться вниз, когда нижний конец рамы 144 ударяется о край корзины 19 при
ее опрокидывании.
Благодаря такому расположению боковых стенок, упруго удерживаемых пружинными шарнирами, становится
очевидно, что аномально малый или большой сноп не будет удерживаться верхним концом воронки и
препятствовать работе шокера, а раздвинет боковые стороны направляющих элементов, закрепленных на
воронке, и, подобно меньшим снопам, провалится сквозь них и займет свое место во вращающейся корзине
19.
На рисунке 34 показана альтернативная форма направляющего элемента воронкообразной формы, в которой
элемент 144, вместо того чтобы быть снабженным внутренними рычагами 143 и листовым элементом 145,
образован двумя панелями или рамами, снабженными хлопком или листовым металлом 14, которые крепятся
к рычагам 143 посредством пружинных шарниров 145b.
Оставшаяся часть направляющего механизма имеет точно такую же конструкцию, как показано и описано на
рисунке 33, за исключением того, что рычаги 139, вместо того чтобы быть смещенными или изогнутыми
внутрь, как показано на рисунке 33 (139), изогнуты наружу, как показано на рисунке 33 (139b), чтобы
обеспечить зазор 139, через который при поворотном движении рычаги 150 элемента 144 будут иметь
свободный доступ.
При желании, а также для уменьшения длины и размеров направляющих 16 и 17, и, соответственно, длины
рамы 54 и подвижного элемента 57, корзина 19 может быть оснащена механизмом опрокидывания,
показанным на рисунке 35.
Колеса 22 и 23 имеют меньший диаметр, чем показано на рисунке 1, что позволяет расположить гусеницы 16
и 17 ближе друг к другу и, таким образом, уменьшить габариты конструкции гусениц, рамы 54 и подвижного
элемента 57.
Два колеса 22 и 23 оснащены зубчатой передачей, которая будет описана далее точно таким же образом. Для
большей ясности описания будет описана только одна сторона корзины, хотя следует понимать, что обе
стороны снабжены совершенно одинаковым механизмом, взаимодействующим друг с другом. Колесо 22
жестко соединено с шестерней 185, которая может быть прочно закреплена на нем любым подходящим
способом, например, с помощью втулки или гильзы, которые выполнены как единое целое с колесом и
шестерней, или на которые колесо и шестерня будут установлены шпонки.
В этой конструкции шарниры, на которых установлены колеса и шестерни 185, опираются на раму 186,
имеющую ромбовидное продолжение 187.
На верхней вершине ромба установлена шестерня 188, которая жестко соединена с корзиной посредством
болтового или заклепочного крепления к ленте 189, окружающей корзину, или (в месте ее пересечения) к
поперечным лентам, соединяющим рамы 20 и 21 корзины, или любым подходящим способом,
обеспечивающим правильное положение корзины для вращения.
Шестерни 185 и 188 соединены промежуточными шестернями 190 и 191, свободно установленными на
шарнирах, закрепленных на двух свободных вершинах ромба 187.
Очевидно, что благодаря такому устройству, когда корзина должна быть опрокинута с помощью толкающего
элемента 57, шестерня 185 будет вращаться вместе с колесом 22, и это движение будет передаваться на
промежуточные шестерни 190 и 191, которые находятся в зацеплении с шестерней 18S, надежно
закрепленной на корзине 19. Таким образом, корзина будет вращаться и опрокидываться быстрее и на
меньшем расстоянии, чем если бы использовались только колеса, как показано на рисунке 1.
На рисунке 35 также показаны конвейеры 108 и 109 в поднятом положении, при этом группа шестерен 112,
113 и 114 находится в самой высокой точке дуги 124, и это демонстрирует одно из положений, которые
занимают конвейеры и группа шестерен при работе управляющего устройства, показанного на рисунке 24
чертежей.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_215427.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=215427&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB215427A
[]
Усовершенствования, касающиеся буровой установки. Я, гражданин Соединенных Штатов Америки,
проживающий в городе Лос-Анджелес, округ Лос-Анджелес, штат Калифорния, США, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Изобретение относится к электрическому буровому станку, который
включает в себя приводные электродвигатели для работы бурового инструмента и может включать в себя
множество вспомогательных двигателей для вспомогательных целей. Одной из целей изобретения является
создание метода управления, свободного от неопределенностей, проскальзываний и переменных трений,
присущих ременным, гидравлическим, паровым, пневматическим и фрикционным системам управления и
привода, известным из предшествующего уровня техники. Кроме того, изобретение предлагает способ, при
котором механические силы, используемые при регулировании, остаются неизменными по направлению; то
есть силы никогда не меняют направление, а изменяются только по величине.
Эта система минимизирует влияние инерции и делает регулирование независимым от износа и потери
подвижности в механизме. Еще одной целью изобретения является создание метода бурения грунта, при
котором скорость перемещения режущего инструмента регулируется автоматически. Этот метод имеет
большое значение в процессах бурения, где используется циркуляция жидкости или бурового раствора,
поскольку изобретение позволяет практично и легко обеспечить новую функцию продвижения бурового
инструмента в соответствии с требованиями и ограничениями циркуляции жидкости, будь то для удаления
газовых или водных пластов с помощью бурового раствора, предотвращения накопления кусков глины и
подобных веществ на буровом инструменте или для удаления бурового шлама. Еще одной целью
изобретения является создание метода бурения грунта, при котором может поддерживаться постоянное
давление на режущий инструмент для любого заданного вещества, хотя такое давление автоматически
изменяется в обратной зависимости от твердости буримого материала.
Таким образом, инструмент будет продвигаться с максимальной скоростью, обеспечивающей безопасность, и,
кроме того, различные части бурового оборудования будут защищены от перенапряжения и поломки, которые
происходили в системах ручного бурения, известных из предшествующего уровня техники. Еще одной целью
изобретения является создание способа бурения с помощью вращающегося режущего инструмента,
управляемого двумя приводными элементами и расположенным между ними дифференциальным
устройством, при котором режущий инструмент непрерывно оказывает давление, зависящее от веса
инструмента, изменяющегося в зависимости от сопротивления буримой породы. Еще одной целью
изобретения является создание механизма сцепления, позволяющего соединять вспомогательные двигатели
по отдельности или в комбинации для оказания помощи основным рабочим двигателям. При роторном
бурении использование фрикционных муфт невозможно, поскольку они склонны к проскальзыванию в
критические моменты, поэтому повсеместно используются кулачковые муфты. Как известно, кулачки
сцепления должны быть синхронизированы таким образом, чтобы входить в зацепление или выходить из него
в момент начала, прекращения или изменения направления вращения. В противном случае, если попытаться
переключить передачу даже при очень умеренной скорости вращения, это приведет к сильным ударам и
тряске.
Таким образом, еще одной целью изобретения является устранение этих трудностей путем установки пружин
в механизме управления сцеплением. Еще одной целью изобретения является создание устройств для
регулирования мощности, потребляемой электродвигателем. Еще одной целью изобретения является
создание простых автоматических средств для измерения и индикации давления на буровое долото при
любых условиях бурения и глубинах работы. Согласно изобретению, в электрически управляемой буровой
установке перемещение бурового инструмента в буримом материале регулируется с двумя двигателями, так
что один двигатель регулирует давление между инструментом и грунтом через лебедочный барабан, а другой
регулирует скорость вращения инструмента в соответствии с твердостью обрабатываемого материала. Также
предусмотрена система, позволяющая использовать несколько двигателей, включающих двигатели,
приводящие в действие дифференциальный механизм, и двигатель для привода шламовых насосов, в
комбинации для управления барабаном лебедки.
Буровая установка может быть дополнительно снабжена устройством, которое контролирует подачу
электроэнергии к рабочим электродвигателям и одновременно отображает давление на буровое долото. Для
того чтобы отступ был полностью понятен, он дополнительно описывается со ссылкой на прилагаемый
документ. На фиг. 3 представлены диаграммы, иллюстрирующие определенные характеристики
электродвигателей, используемых в связи с изобретением; на фиг. 3 — полусхематическое изображение
буровой установки, приспособленной для использования усовершенствованного метода автоматического
управления; на фиг. 4 — подробный план системы бурения скважин, воплощающей принципы данного
изобретения. Механизм переключения сцепления, используемый в системе, показанной на рис. 4; рис. 7 и 8
представляют собой схематические изображения этого механизма, показывающие направление движения
рычагов сцепления для выполнения различных операций; Сложный цикл ручного управления при роторном
бурении скважины выполняется автоматически и на максимальной скорости, обеспечивающей безопасность
эксплуатации.
В ходе таких буровых работ работа бурильщика включает в себя несколько различных циклов, один из
которых начинается, когда вращающееся долото касается дна скважины, и заканчивается тем, что шарнир,
поддерживающий буровое долото, располагается вблизи поворотного стола. Иными словами, такой цикл
соответствует завершению бурения скважины глубиной от 20 до 40 футов. В зависимости от встречающихся
геологических формаций этот цикл может длиться несколько часов, если его не прерывает смена буровых
долот по какой-либо причине. Сверло материалы, и бурильщик был вынужден в предшествующем уровне
техники продвигать долото с перерывами, руководствуясь собственным здравым смыслом. Иными словами,
он освобождает тормозную ленту от барабана троса, чтобы барабан мог пройти короткую дугу, тем самым
опуская бурильную колонну и позволяя части ее веса приходиться на долото при касании дна скважины.
Затем бурильщик затягивает тормозную ленту, чтобы удерживать барабан неподвижно до тех пор, пока не
убедится, что «вращающееся» долото полностью или почти полностью прорезало себе путь.
Этот цикл необходимо постоянно повторять по мере увеличения глубины скважины. Давление на долото
достигает максимума в момент проверки движения барабана, то есть при первом контакте с материалом, но
уменьшается до нуля, когда буровая установка полностью очищается от материала. Прогресс обработки бита,
измеряемый в единицах Безусловно, инструмент будет работать в два раза быстрее, чем при лучшей ручной
регулировке, а на практике эта разница, вероятно, будет еще больше. --_ - 50,000 Хотя и не более чем
небольшая часть этого веса, например, 4000 фунтов, фактически должна нести сама буровая установка, а
оставшийся вес должен поддерживаться подвесным крюком. Если это давление будет превышено, режущая
кромка бурового долота быстро затупится или отколется, а во многих оазисах наблюдались еще более
серьезные последствия. перегрузка долота или трубы, а также чрезмерная нагрузка на буровую установку.
Здесь изложено все вышеизложенное; подобные проблемы предотвращаются, поскольку давление сверления
автоматически регулируется в соответствии с обрабатываемым материалом, то есть с сопротивлением,
фактически встречающимся режущей кромке инструмента.
Обращаясь сначала к рис. 3 чертежей, представленное здесь полусхематически устройство для
использования моего нового метода сверления включает в себя подходящую вращающуюся дрель 1, которая
соединена обычным способом с барабаном лебедки 2, приводимым в движение парой электродвигателей 3 и
4, между которыми расположен подходящий дифференциальный привод или механическая пара 5 для целей,
которые будут изложены далее. Барабанное устройство 2 снабжено обычным ленточным тормозным
устройством 6. Сверло 1 снабжено обычным квадратным или рифленым хвостовиком 7 для зацепления с
вращающимся столом или конической зубчатой передачей 8 и подвешено к шкиву 9 с помощью троса или
кабеля 10, намотанного на основную часть барабана 11 устройства лебедки 2. Два электродвигателя 3 и 4,
первый из которых предназначен в первую очередь для осуществления вращательного движения дрели 1, а
другой — для осуществления регулирующего или управляющего действия, могут приводиться в движение в
противоположных направлениях посредством соответствующих электрических соединений с генератором.
G или другой источник энергии, как будет подробно описано далее. Рабочий вал приводного двигателя 3
показан как непосредственно соединенный с конической зубчатой передачей 13, составляющей одну из
внешних частей дифференциального механизма 5. Рабочий вал регулирующего двигателя 4 также показан
как непосредственно соединенный со вторым коническим зубчатым колесом 15, составляющим другую
внешнюю часть дифференциального устройства. Два зубчатых колеса 18 и 15 предназначены для
совместного зацепления с промежуточным или дифференциальным элементом или зубчатым колесным
устройством 19, которое установлено внутри барабана 11 и закреплено на нем. Следует понимать, что
изобретение никоим образом не ограничивается использованием показанного здесь дифференциального
перемещения, а может быть использовано любое другое устройство для достижения тех же результатов.
Устройство в упрощенном виде показано на рис. 3, а предпочтительная и полная коммерческая версия
показана на рис. 4–11 включительно, которые будут описаны позже. Когда направление вращения двух
двигателей 3 и 4 противоположно, как упоминалось ранее, двигатель 3 предназначен для привода зубчатого
колеса 13 в направлении, соответствующем опусканию груза на лебедочном барабане 2, тогда как другой
двигатель 4 приводит в движение зубчатое колесо 15 в направлении, соответствующем подъему груза на
барабане.
Следовательно, когда оба двигателя 3 и 4 вращаются практически синхронно, скорость промежуточного
элемента, такого как зубчатое колесо 19, практически равна нулю, и, следовательно, барабанная часть 11
практически неподвижна. Это соответствует состоянию «без нагрузки» бурового оборудования. Когда
тяжелый буровой вал подвешивается на подвесном крюке, на элемент барабана 11, разумеется, возникает
крутящий момент, и как только бурильщик отпускает тормозное устройство 6, буровой вал 1 начинает
двигаться вниз. Вес буровой установки во время такого спуска заставит барабанный элемент 11 приводить в
движение промежуточный элемент 19 дифференциального механизма 5, который, следовательно, будет
передавать крутящий момент через редуктор на два электродвигателя 3 и 4. Следовательно, двигатель 3,
вращающийся в направлении, соответствующем спуску буровой установки, будет работать со скоростью
выше синхронной и будет выполнять функцию генератора. С другой стороны, двигатель 4, вращаясь в
противоположном направлении, будет противодействовать действию дифференциального устройства 5 и
будет действовать как двигатель.
Следует понимать, что скорости двигателей 3 и 4 будут зависеть от их особых характеристик, а также от
редуктора, реализованного в дифференциальном механизме 5. Для простоты можно считать, что двигатели 3
и 4 одинаковы по размеру и характеристикам скорости, и обрабатывают только показанную нагрузку,
создаваемую волочильным барабаном 2 и сверлильным станком 1. Пренебрегая трением в устройстве,
скорость двигателя 3 будет ровно на столько же выше синхронизма, а скорость двигателя 4 будет ниже
синхронизма. Как известно, скорость промежуточного зубчатого колеса 19 дифференциального устройства
всегда будет равна половине разницы скоростей зубчатых колес 13 и 15 и будет направлена в том же
направлении, что и более быстро вращающееся внешнее зубчатое колесо. Иными словами, в данном случае
промежуточное зубчатое колесо 19 будет вращаться в направлении, соответствующем направлению
опускания барабанного элемента 11. Например, если скольжение регулирующего двигателя 4 при
предполагаемых условиях нагрузки составляет 2%, его скорость, таким образом, будет составлять 98% от
синхронной скорости, а скорость двигателя 3 — 102% от синхронной скорости, как показано на графиках (рис.
1 и рис. 2), демонстрирующих зависимость между процентом от синхронной скорости и процентом от полной
нагрузки двигателей 4 и 3 соответственно при различных условиях эксплуатации.
Разница скоростей вращения двигателя, деленная на два и учитывающая редукторы, даст скорость работы
промежуточного зубчатого колеса -19 и кабельного барабана 11. Фактическое перемещение бурового долота
может быть дополнительно уменьшено в соответствии с количеством тросов в подвесном устройстве,
которое, конечно же, увеличивается с увеличением глубины скважины. энергия из цепи питания при
предполагаемых условиях, тогда как другой двигатель 3 возвращает энергию в цепь питания, поскольку он
работает как генератор при скорости выше синхронной. Помимо относительно небольших потерь, два
двигателя в значительной степени компенсируют друг друга, и кинетическая энергия движущейся нагрузки
относительно элемента барабана 11 используется исключительно для её опускания. Всякий раз, когда
двигатель 3 выполняет другую работу в качестве двигателя, например, приводит в движение поворотный стол
8, мощность, вырабатываемая барабаном лебедки 2, будет помогать двигателю 3 в выполнении этой работы.
Задача регулирующего двигателя 4 всегда заключается в подъеме или поддержании подъема буровой
установки из скважины.
Это утверждение остается в силе всегда, в том числе и в периоды фактического спуска буровой установки.
Нагрузка на двигатель 4 создается крутящим моментом на коническом колесе 15, возникающим при вращении
барабанного элемента 11. Поскольку крутящий момент, приложенный к барабану 11 и вызывающий
вращение, создается и пропорционален подвешенному весу дрели 1, отсюда следует, что нагрузка на
двигатель 4 всегда пропорциональна этому весу, как более подробно изложено ниже. В качестве приводного
элемента, пожалуй, лучше всего подходит хорошо известный асинхронный двигатель, поскольку даже
относительно небольшие изменения его крутящего момента почти мгновенно отражаются на изменениях
скорости, благодаря чему движение дрели может легко и мгновенно контролироваться. Теперь будет
выполняться цикл бурения, соответствующий длине бурильной колонны. Когда сверло опускается, и долото
еще не соприкасается со дном отверстия, вес на крюке максимален, и нагрузка на двигатель 4 также
максимальна в течение этого цикла.
Следовательно, скорость двигателя 4 будет самой низкой для Двигатель 3, как показано ранее, приводится в
движение со скоростью выше синхронной из-за опускающейся бурильной колонны. Но теперь он также
приводит в движение поворотный стол; это требует энергии, даже если сверло еще не начинает резать, так
что фактическая нагрузка на двигатель 3 всегда является результатом отрицательной нагрузки, создаваемой
барабанным элементом 11, и положительной нагрузки, создаваемой поворотным столом 8. Результирующая
нагрузка минимальна, когда вращающееся сверло опускается и еще не начало резать. Следовательно,
скорость двигателя 3 будет максимальной за весь цикл. Чем ниже скорость двигателя 4, тем выше скорость
промежуточного зубчатого колеса 19, и чем выше скорость двигателя 3, тем выше скорость зубчатого колеса
19, так что когда сверло опускается и не режет, возникает условие большей разницы скоростей двигателей 4 и
3, то есть максимальная скорость - перемещения барабанного элемента 11 и сверла 1. Таким образом, при
заданном весе бурильной трубы и заданных характеристиках двигателя эта скорость свободного
перемещения не будет превышена в условиях бурения, а продвижение бурильного инструмента за один
оборот может быть ограничено по желанию.
Предположим далее, что сверло касается дна. Часть веса бурильной трубы затем приходится на долото,
опирающееся на дно скважины, и нагрузка на крюк уменьшается ровно на эту величину. Нагрузка на
регулирующий двигатель 4, создаваемая дифференциальным редуктором через регулировочное колесо 15,
уменьшается ровно пропорционально давлению на буровое долото. Уменьшение нагрузки уменьшает
проскальзывание двигателя, так что двигатель 4 теперь вращается быстрее, а промежуточный элемент 19 —
медленнее, то есть движение барабанного элемента 11 и продвижение сверла 1 замедляются. Когда сверло
начинает резать, нагрузка на двигатель 8 увеличивается пропорционально диаметру сверла и давлению на
него. Увеличение нагрузки увеличивает проскальзывание, поэтому двигатель 3 вращается медленнее. В
результате дифференциальный элемент 19 вращается медленнее, как и барабанный элемент 11. Таким
образом, продвижение сверла начинает замедляться из-за относительной работы двигателей 3 и 4. При
замедлении происходит обратный процесс: давление на сверло уменьшается, вес на крюке увеличивается,
нагрузка на регулирующий двигатель 4 возрастает, скорость двигателя 4 уменьшается. Аналогично,
уменьшение давления на сверло снижает сопротивление режущему инструменту, нагрузка на двигатель 3
уменьшается, а его скорость увеличивается.
В данном случае двигатели Лота 3 и 4 обеспечивают более быстрое вращение дифференциального элемента
19 и барабанного элемента 11. Где-то между максимальным прогрессом и нулевым прогрессом будет
достигнуто равновесие, и прогресс будет равномерным по всему данному веществу. Скорость обработки
зависит от сопротивления, оказываемого инструменту обрабатываемым материалом. Это сопротивление
определяет давление на буровое долото, то есть определяет долю общего веса буровых штанг,
поддерживаемую буровым долотом. Общий вес приходится на сверло и книгу вместе; следовательно, чем
больше сопротивление, тем меньшая доля веса поддерживается крюком, тем меньше нагрузка на двигатель 4
и тем выше его скорость. Аналогично, когда сопротивление инструменту меньше, скорость двигателя 4
меньше. Если буровое долото опускается в контакт с самой твердой породой, мы имеем экстремальные
условия: нулевое сопротивление буру при приближении и максимальное сопротивление при контакте.
Очевидно, что при заданном давлении самое медленное продвижение будет происходить через этот самый
твердый материал. Прохождение через все остальные материалы будет происходить быстрее, обратно
пропорционально их сопротивлению. В частности, скорость продольного продвижения режущего инструмента,
то есть скорость проникновения через глину, регулируется таким образом, чтобы осадок представлял собой
очень тонкую стружку, которую циркулирующая грязь легко растворяет, предотвращая тем самым
образование «комков» на буровом растворе. Как было показано ранее, постоянное давление на долото будет
поддерживаться при наличии заданного вещества, то есть будет достигнута максимальная скорость
продвижения. Если в качестве предельного значения давления установить максимально допустимое
безопасное давление на долото для самых твердых пород, то скорость продвижения бурового долота будет
находиться в пределах безопасного максимума для всех остальных материалов, которые можно бурить. Как
уже говорилось ранее, хорошо известно, что когда две конические шестерни 13 и 15 вращаются в
противоположных направлениях, промежуточный элемент 19 вращается со скоростью, равной половине
разницы их скоростей, и в направлении большей скорости.
На фиг. с 4 по 11 включительно показана предпочтительная механическая компоновка или полное
расположение деталей для использования описанного выше метода управления. Этот метод контроля
исключает необходимость в чрезмерно тяжелых типах оборудования, поскольку регулировка сверла
настолько усовершенствована, что сглаживает неровности процесса сверления и позволяет использовать
оборудование с нормальной прочностью. При применении этого метода бурения скважин возможно
использование маломощных силовых установок, специально адаптированных для работы с различными
сопутствующими принадлежностями, и которые могут использоваться в качестве агрегатной установки для
операций, требующих максимальной доступной мощности, например, при быстром подъеме и тому подобном.
Таким образом, суммарная мощность двигателей является минимальной для надлежащего
функционирования оборудования и является экономичной не только с точки зрения производственных затрат,
но и наиболее эффективной с точки зрения коэффициента нагрузки, коэффициента мощности и
эксплуатационных расходов. Настоящее изобретение особенно подходит для использования с универсальной
электрической системой бурения скважин, включающей множество двигателей, промежуточных валов,
редукторов и дифференциальных передач, которые соединены между собой подходящей системой передачи
мощности, позволяющей независимо друг от друга управлять вращающейся машиной, различными
подъемниками, лебедками, шламоотсосами и балансирной балкой.
Трансмиссия адаптирована таким образом, чтобы соединять двигатели, и вся их выходная мощность могла
быть использована для работы. что, не изменяя расположение приводного механизма и подъемников на
буровой вышке, за исключением удаления деталей, не необходимых на последующих этапах, система будет
выполнять один или все из следующих операций. Роторное и ударное бурение с помощью приводных
электродвигателей; и откачка (в процессе производства) с помощью вспомогательного двигателя. Поскольку
требуется только один комплект фундамента, опор и корпуса, стоимость буровой вышки и занимаемая ею
площадь значительно меньше, чем при использовании старых систем. Как показано на рис. 4, система
бурения скважины включает в себя, главным образом, вращающийся буровой стол 101, подъемник или
лебедку 102, а 104 связанная с этим система дифференциального редуктора 105, множество насосов для
откачки шлама 106 и промежуточный вал насоса 107, предназначенный для соединения с указанными
насосами. На чертежах под номером 108 показан вспомогательный двигатель, предназначенный для привода
вала насоса 107.
Буровая система дополнительно включает в себя редуктор 109, предназначенный для... дифференциальный
редуктор 105 и вал насоса 107, маховик 111, подъемная платформа 112 и столб Самсона 113. Вращающаяся
сверлильная головка установлена в отверстии 115 сверлильного стола 101, который соединен посредством
конической зубчатой передачи 116 с приводным валом 117, в котором установлена звездочка 118,
выровненная с прорезной звездочкой 119 главного приводного вала 110. Звездочки 118 и 119 соединены
цепью 120, через которую приводится в действие вращающаяся дрель. Лебедка 102 оборудована барабаном
подачи кабеля 121, который служит для подачи бурильной трубы, закрепленной на стальном тросе (не
показан), проходящем через обычный шкив и намотанном на барабан. Последний представляет собой
основную лебедку для быстрого подъема бурильной трубы. Барабан 121 косвенно соединен через редуктор
109 с главным приводным валом 110 посредством цепной передачи 122, зацепляющейся со звездочкой 123,
которая установлена непосредственно на крестовине 124 барабана.
Этот привод полностью устраняет крутящие напряжения, существовавшие в предыдущих типах валов
барабана. член. В более ранних типах роторных буровых установок барабан -121 был соединен с приводным
элементом посредством редуктора, но это не требуется при использовании дифференциального привода,
посредством которого равномерно регулируется скорость подачи бура. Вал 126, имеющий пару лебедок. Он
установлен вплотную к барабану 121 и снабжен звездочкой 128, расположенной в одной линии со звездочкой
129 вала насоса 107, к которому он соединен посредством зубчатой цепи. — Основной блок включает в себя
двухскоростной двигатель 103 и регулирующий двигатель 104, которые соединены гибкими муфтами 135 с
дифференциалом 105, и является частью стационарного оборудования, используемого для всех буровых и
добычных работ. — Эти блоки могут быть установлены установлен на приводном валу 110, который
проходит... полностью через дифференциал; и шестерня 137, вместе с интегрированной конической
шестерней 138, установлена на втулке 140. - Шестерни 136 и 137 являются
соответственно установлены на валах 143 и 144, которые имеют опорные шейки с задней стороны.
происходит за счет взаимодействия конических шестерен 138 и 139 с планетарной передачей. закреплен на
валу, а другой элемент соединен с шестерней 136. - Когда 110 блокируется на главной шестерне 136, тем
самым блокируя шестерни 139 и 146, а также ступицу 147 на валу 110, так что вал 110 приводится в действие
непосредственно вращением шестерни 136. Разборное ведущее колесо 119, которое снимается для
облегчения сборки или разборки аппарата, неподвижно установлено на валу 110 и снабжено с одной стороны
спиральными зажимными губками 150, предназначенными для зацепления с губками соответствующей
формы подвижного элемента сцепления. На противоположной стороне звездочки 119 расположены
квадратные зажимные губки 152, предназначенные для взаимодействия с соответствующими губками
элемента сцепления 153, который соединен шлицами с валом 110, так что звездочка 119 приводится в
действие в направлении вращения втулки 140 и шестерни 137 при зацеплении элементов сцепления 150 и
151.
Главный приводной вал 110 вращается с опорой на подшипник скольжения в корпусе 145 и опорном блоке
подшипника 154. Промежуточный вал 107 насоса для осушительной жидкости установлен в соответствующих
подшипниках скольжения 155 и снабжен шкивом 156, звездочкой 129 и зубчатым колесом 157, которое
установлено на выступающей ступичной части 158 спиральной муфты 159: На противоположном конце вал
107 снабжен спиральной муфтой 160, которая предназначена для включения холостого хода подшипники 155,
и снабжен шкивом 162 для обеспечения ременного соединения со шкивами 163 насосов для осушительной
жидкости. «Маршрут выровнен, хотя это и не показано на рисунке». Шкив 156 расположен на одной линии со
шкивом двигателя 165 и соединен с двигателями 108 ремнем (не показан). Редукторный узел 109 включает в
себя валов 167 и 168, установленных в них на подшипниках скольжения, и имеющих выступающие концы,
поддерживаемые опорными подшипниками 155. а 171 и 172 установлены на валах 167 и 168 соответственно.
Он 174, связанное с ним приспособление предназначено для зацепления со ступицей 175 звездочки 176,
которая может свободно вращаться на валу 167.
Противоположная сторона колеса 176 приспособлена для взаимодействия с квадратной муфтой сцепления
177, которая соединена шлицами с валом 167. Пара зубчатых колес 178 и 179 установлены на валу 168,
Соседние файлы в папке патенты