Работа гидравлической системы при бурении с автоматическим перехватом

При бурении с автоматическим перехватом рукоятка распределителя Р2 устанавливается в положение «Закрепить» (позиция б), рукоятка прибора управления А5 в положение «Вниз» (позиция г), пакетный выключатель автоматического перехвата на магнитной станции (электрическом шкафу) — в положение «Автомат». Бурение ведется с регулятором подачи А4.

Поток масла, подаваемый маслонасосом НП1.1 системы гидропатронов, от распределителя Р2 направляется на слив в маслобак через гидрораспределитель с электромагнитным управлением Р3 («электрозолотник»). Следовательно, маслонасос системы гидропатронов в это время разгружен. Масло в гидропатроны не поступает и давление в их полостях отсутствует. Поэтому верхний гидропатрон закреплен (бурильная труба зажата кулачками), а нижний — раскреплен.

В системе подачи поток масла от маслонасоса НП1.2 через каналы распределителя Р6 прибора управления А5 поступает в верхние полости гидроцилиндров подачи. Давление в верхних полостях, необходимое для создания осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, устанавливается дросселем ДР2 прибора управления А5 по указателю осевой нагрузки МН3. По мере движения траверсы вниз масло из нижних полостей гидроцилиндров подачи вытесняется через регулятор подачи А4, прибор управления и золотник быстрого подъёма в сливную магистраль. Клапан веса КД1 регулятора подачи А4 настроен на давление в нижних полостях гидроцилиндров подачи, уравновешивающее вес бурового снаряда.

Когда траверса достигает своего крайнего нижнего положения, срабатывает блок конечных выключателей, установленный на вращателе, включая электрическое реле, расположенное в магнитной станции (электрическом шкафу). Реле замыкает электрическую цепь катушки электромагнита Y3 гидрораспределителя Р3. При включении электромагнита гидрораспределителя его золотник из исходного положения б переключается в положение а, сжимая пружину. В этом положении золотник гидрораспределителя перекрывает слив потока масла, поступающего от маслонасоса системы гидропатронов. Масло от распределителя начинает поступать в левую (на схеме) полость нижнего пилотного золотника РК2 распределительной плиты А3. Клапан пилотного золотника перемещается вправо и открывает проход маслу через центральный канал и демпфер ДР1 в правую полость верхнего пилотного золотника РК1 и к золотнику блокировки Р4. Через верхний пилотный золотник и вентиль ВН1 масло подводится к цилиндру верхнего гидропатрона. Для обеспечения последовательности срабатывания гидропатронов и золотника быстрого подъёма при перехвате используется принцип включения гидравлических элементов «по давлению», который заключается в том, что вначале срабатывает элемент, рассчитанный на меньшее давление, а затем элемент, рассчитанный на большее давление. Поэтому вначале срабатывает золотник блокировки Р4, который перекрывает слив из полости цилиндра Ц3 нижнего гидропатрона (позиция б).

Масло от золотника блокировки через обратный клапан КО3 поступает в полость нижнего гидропатрона и одновременно через каналы распределителя Р2 отводится в полость управления золотника быстрого подъёма Р5. Так как усилие пружин в верхнем гидропатроне значительно больше, чем в нижнем гидропатроне, то вначале начинает движение поршень нижнего гидропатрона, а затем поршень верхнего гидропатрона, т. е. вначале будет производиться закрепление нижнего гидропатрона.

При закреплении нижнего гидропатрона в первый момент производится подвод кулачков к бурильной трубе. При этом давление в системе гидропатронов около 0,5 МПа. Затем, когда кулачки доходят до бурильной трубы, давление в системе гидропатронов резко возрастает. При достижении давления 3,2−3,4 МПа нижний гидропатрон развивает усилие, обеспечивающее надежное закрепление бурильной трубы. После закрепления нижнего гидропатрона производится раскрепление верхнего гидропатрона, т. е. отвод его кулачков от бурильной трубы. При дальнейшем повышении давления в системе гидропатронов до 3,6−3,9 МПа золотник быстрого подъёма Р5 переключается в позицию а, перекрывая слив масла от дросселя ДР2 и распределителя Р6 прибора управления А5. При этом одновременно соединяются верхние и нижние полости гидроцилиндров подачи Ц3 с нагнетательной магистралью маслонасоса системы подачи НП1.2. Производится так называемое дифференциальное подключение гидроцилиндров подачи траверсы вращателя к маслонасосу. В этом случае вследствие разности площадей верхних (штоковых) и нижних (поршневых) полостей гидроцилиндров подачи на их поршни будет действовать гидравлическое усилие, направленное вверх. Происходит быстрый подъём траверсы с раскрепленным верхним гидропатроном (при закрепленном нижнем гидропатроне).

В конце хода быстрого подъёма, когда траверса подходит к верхнему крайнему положению, происходит отключение перехвата, так как срабатывает блок выключателей. Это приводит к отключению реле и электромагнита Y3 гидрораспределителя Р3. Тогда золотник гидрораспределителя под действием пружины возвращается в исходное положение б, открывая слив потоку масла, поступающего от маслонасоса системы гидропатронов НП1.1. Одновременно с отключением электромагнита гидрораспределителя полость верхнего гидропатрона через распределительную плиту А3 и распределитель Р2 соединяется со сливом.

При отключении перехвата вначале закрепляется верхний гидропатрон. Под действием силовых пружин верхнего гидропатрона кулачки подводятся к бурильной трубе, и масло вытесняется на слив из его полости через подводящую магистраль. В это время нижний гидропатрон удерживается в закрепленном состоянии золотником блокировки Р4. После полного вытеснения масла из верхнего гидропатрона он окончательно закрепляется, а золотник блокировки отключается. После того как золотник займет исходную позицию а, через него открывается слив из полости нижнего гидропатрона и из полости управления золотника быстрого подъёма. Происходит отвод кулачков (раскрепление) нижнего гидропатрона под действием его возвратных пружин и переключение золотника быстрого подъёма в исходную позицию б, в которой полости гидроцилиндров подачи разъединяются, и открывается слив от дросселя ДР2 прибора управления А5. Таким образом, гидросистема возвращается в исходное положение, и бурение продолжается с той же осевой нагрузкой на породоразрушающий инструмент, что и до включения автоматического перехвата.