Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

При описании установок различных классов наряду с об­щим обозначением установок УК. Б-1, УКБ-4 и т. д. будет ис­пользоваться и обозначение типа УКБ-12/25, УКБ-300/400 и т. д., в котором вместо цифры, указывающей класс установки, стоит дробь, в числителе которой указана наибольшая глубина бурения при твердосплавном, а в знаменателе — при алмазном бурении. ■»

Буровая установка УКБ-12/25 представлена тремя моде­лями: 1 — базовая модель, являющаяся основой унифицирован­ного комплекса буровых установок 1-го класса для применения в труднодоступных районах (разборная установка); 2 — само­ходная установка, смонтированная на шасси автомобиля вы­сокой проходимости УАЗ-469-Б: 3 — установка в виде мото —

/ — вращатель; 2 —каретка; 3 — лебедка; 4 — бензобак; 5 — подставка; 6 — направляю* щая стойка; 7 — рукоятка; 8 — подкос; 9 — рама; 10—рукав для отвода газов; И — ко­леса; 12 — звездочка; 13 — центратор; 14 — двигатель; 15 — пружинный аккумулятор

бура, предназначенная для выполнения ограниченного объема работ в весьма труднодоступных местах.

Базовая модель установки применяется для бурения сква­жин с углами наклона от 45° до 90° вращательным способом — шнеками, твердосплавными и алмазными коронками. Уста­новка состоит из шестискоростного вращателя, бензинового двигателя марки «Дружба-4» мощностью 2,95 кВт, направляю­щей рамы, лебедки, механизма подачи с пружинным аккумуля­тором механической энергии, с помощью которого регулируется осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент.

В комплект буровой установки входит: насосная установка НБ1-25/16 с двигателем внутреннего сгорания «Дружба-4», комплект бурового технологического, вспомогательного и ава­рийного инструмента, приспособление для использования вра­щателя в качестве мотобура, комплект запасных частей и ре­монтно-монтажный инструмент.

Для транспортировки установка может разбираться на узлы с массой не более 25 кг.

На рис. 5.1 изображено устройство базовой модели уста­новки УКБ-12/25. На нем показаны передвижной вращатель 1, перемещающийся по направляющей стойке 6, каретка 2, двух­скоростная лебедка 3, подкос 8, цепи, рукав для отвода выхлоп­ных газов 10, бензобак 4, приводной двигатель 14, подставка 5, рама 9, центратор 13, колеса 11, рукоятка 7, звездочка 12, пру­жинный аккумулятор 15.

Вращатель лебедки — откидного типа. Он состоит из трех­скоростной коробки перемены передач и шпинделя. Переключе­ние передач производится одной рукояткой. На одном конце шпинделя имеется левая резьба для присоединения переход­ника на промывочный сальник. На другом конце шпинделя — наружная резьба для присоединения бурового инстру­мента.

Рама установки — сварная металлическая конструкция, на которой закреплены направляющая стойка с центратором бу­рильной колонны и подкос. Рама имеет четыре отверстия, че­рез которые проходят штыри для закрепления установки на грунте.

Телескопическое устройство подкоса обеспечивает измене­ние угла наклона направляющей стойки, что необходимо при бурении наклонных скважин.

Лебедка установки предназначена для подъема инструмента и для зарядки пружинного аккумулятора. Она выполнена в виде одноступенчатого редуктора. Рукоятка лебедки может устанавливаться на два хвостовика. Этим обеспечиваются две скорости лебедки. Более высокая скорость используется для спуско-подъемных операций, а пониженная скорость — для за­рядки пружинного аккумулятора и при ликвидации прихвата инструмента в скважине.

Глубины бурения, м: шнеками диаметром 70 мм. . .

» » 115 мм. . . » » 140 мм. . .

Габаритные размеры установки, мм: длина ……………………………………………. ширина , , , , , . . …………………………….. высота

Частота вращения, об/мин: 1- го диапазона ……………………………. 2- го диапазона …………………………….

твердосплавными и алмазными ко­ронками диаметрами 59 и 76 мм то же, диаметрами 36 и 46 мм

Масса установки, кг

Величина подачи, мм

Осевая нагрузка, Н

15 10 5 12,5 25 1200 <4000 100, 270, 600 450, 600, 1200 1320 2090 1965 100

В кузове автомобиля УАЗ-769-Б грузоподъемностью 6 т установлена металлическая платформа, на которой крепятся станок и насосная установка. По правому борту кузова обору­дованы места для укладки инструмента. Автомобиль имеет два домкрата для создания жесткой опоры при бурении скважины. Установка легко переводится из транспортного положения в рабочее и обратно. В труднодоступной местности для тран­спорта или при бурении в стесненных условиях буровой станок снимается с автомобиля и используется автономно.

Буровая установка УКБ-50/100 предназначена для бурения скважин глубиной до 50 м при конечном диаметре скважины 93 мм и до глубины 100 м при диаметре 46 мм. Разработаны две модификации установок: одна передвижная (базовая мо­дель) для бурения на поверхности, другая для бурения из подъемных горных выработок. В состав базовой модели буро­вой установки (рис. 5.2,а) входят: буровой станок 1 с приводом от электродвигателя, мачта 2 с гидроцилиндрами подъема 3. Насосная установка НБ2-63/40 имеет принадлежности для спуско-подъемных операций: труборазворот РТ-100, полуавто­матический элеватор 6, электрооборудование, укрытие 8, различный инвентарь. Все оборудование смонтировано на по­лозьях 9. Привод бурового станка осуществляется от двухско­ростного асинхронного электродвигателя, развивающего ча­стоту вращения 2880 и 1450 об/мин. Применение такого элек­тродвигателя расширило диапазон частоты вращения шпинделя без усложнения конструкции бурового станка. Вращение от приводного двигателя на станок передается с помощью клино­ременной передачи. Кинематическая схема станка приведена на рис. 5.2,6.

В буровом станке этой установки фрикционная муфта сцеп­ления 1, коробка перемены передач 2, лебедка планетарного типа 3 с тормозами подъема и спуска и выходная шестерня 4

а

Рис. 5.2- Базовая модель буровой установки УКБ-50/100.

«—•общий вид: / — станок; 2—-мач­та; 3 — гидроцилнндр подъема мач­ты; 4 —»насосная установка; 5 — тру — бораэворот РТ-100; 6 — элеватор; 7 — плафон; 8 — укрытие; 9 — полозья; 10 — каретка; 11 — опорная стойка; б — кинематическая схема бурового станка: / — муфта сцепления; 2 — ко* робка передач; 3 — лебедка; 4 — ше* стерня; 5 — пологий вал, 6 — проме­жуточный вал; 7 — муфта сцепления; В — зубчатая муфта; 9 — тормозной диск; 10 —* выходная шестерня; 11 — гидравлические цилиндры; 12 — под­шипник; /3 — зажимной датрон; 14 пружины; 15 и-» ролики

конического редуктора вращателя расположены на одной оси, что упростило конструкцию станка, его ремонт и обслуживание. Упрощение конструкции получено за счет применения полого вала 5 лебедки, через который проходит промежуточный вал 6, один конец которого зубчатой муфтой сцепления 7 постоянно соединен с выходным валом коробки перемены передач, а на другом конце промежуточного вала, на шлицах, установлена зубчатая полумуфта 8, осуществляющая зацепление с зубча­той полумуфтой вала лебедки или же с аналогичной муфтой редуктора вращателя.

Коробка перемены передач позволяет получать четыре пря­мых и одну реверсивную (обратную) скорости. Два тормозных диска 9 лебедки планетарного типа расположены слева от ее барабана, благодаря чему барабан лебедки приближен к оси скважины. Этим обеспечивается правильная навивка каната на барабан.

Вращатель представлен одноступенчатым коническим редук­тором, шестерни которого имеют зубья спиральной формы и вы­ходным полым валом, получающим вращение. Шлицевое соеди­нение шпинделя с выходным валом конического редуктора обеспечивает шпинделю вращение и одновременно осевое пере­мещение относительно выходной шестерни 10 редуктора. Вели­чина подачи (осевого перемещения) шпинделя равна 400 мм. При бурении подача шпинделя осуществляется двумя гидравли­ческими цилиндрами 11, закрепленными на корпусе вращателя. Штоки поршней цилиндров соединены с траверсой. Последняя перемещается по двум неподвижным направляющим штокам, нижние концы которых закреплены в керпусе вращателя.

На верхнем конце шпинделя установлен зажимной пат­рон 13 пружинно-гидравлического типа. Корпус патрона за­креплен иа траверсе, а подвижная его часть — на шпинделе. Ведущая труба диаметром 42 мм зажимается в патроне тремя плашками, находящимися в плашкодержателях, установлен­ных по окружности через 120°.

В станке применены однодисковая нормально замкнутая сухая фрикционная муфта сцепления и унифицированная ко­робка перемены передач (автомобиль ГАЗ-53). В качестве ве­дущего диска фрикционной муфты использован маховик от того же автомобиля. Ведомый диск, передающий вращение первичному валу коробки перемены передач, при включенном станке зажат силами пружин между ведущим и нажимным дисками. Закрепление ведущей трубы в зажимном патроне производится усилием пакета пружин 14. Усилие от пружин передается через промежуточные детали обойме, имею­щей три наклонные расточки. Между тыльными поверхностями плашкодержателей и поверхностями расточек обоймы разме­щены ролики 15, уменьшающие трение между этими деталями. При движении вниз под действием силы пружин обойма нажи­мает через ролики на плашкодержатели, заставляя плашки схо­диться по направлению к оси патрона и таким образом зажи­мает рабочую трубу. Раскрепление патрона производится дав­лением масла гидросистемы станка. Масло под давлением подается в пространство под кольцевым поршнем патрона. Дви­гаясь вверх, кольцевой поршень передает усилие на пружины через упорный шариковый подшипник 12. Под действием этого усилия пружины сжимаются и одновременно смещают обойму вверх. При этом плашки принудительно разводятся пальцами, вставленными в обойму.

В общем случае гидросистема бурового станка обеспечи­вает: 1) подачу бурового снаряда; 2) перекрепление зажимного патрона на ведущей трубе, 3) работу труборазворота, снабжен­ного гидравлическим двигателем, 4) подъем мачты в рабочее положение и опускание ее в транспортное положение, 5) ис­пользование гидроцилиндров подачи в качестве домкрата.

В гидросистеме применен сдвоенный лопастной маслонасос 5БГ18-22А. Оп состоит из двух секций с подачей 5 и 18 л/мин. Привод насоса осуществляется от отдельного электродвигателя мощностью 1,5 кВт. От малой секции насоса масло поступает к пульту гидроуправления станком. В этом пульте установлен двухзолотниковый гидрораспределитель Р-75-22, которым мо­жно направить масло в зажимной патрон, в поршневую или штоковую полости гидроцилиндров подачи или же подавать масло в соединенные между собой поршневую и штоковую по­лости цилиндров подачи, когда необходимо произвести быстрый подъем шпинделя по ведущей трубе при перекреплении шпин­деля.

При регулировании осевой нагрузки на породоразрушаю­щий инструмент масло в гидросистеме устанавливают перелив­ным золотником, который управляется с помощью маховика. Вращением маховика регулируют поступление масла в гидро­систему, отчего давление в гидросистеме может изменяться от О до наибольшего, допустимая величина которого определя­ется предохранительным клапаном, установленным в распреде­лителе. Клапан отрегулирован на наибольшее давление 9 МПа.

На пульте гидроуправления имеется еще маховичок управ­ления дросселем, установленным в сливной линии поршневых полостей гидроцилиндров. Частично перекрывая дросселем сливную магистраль, настраивают его на определенную про­пускную способность. Перепад давления на дросселе пропор­ционален квадрату скорости протекания через него масла. Эта скорость, в свою очередь, пропорциональна скорости подачи шпинделя. Поэтому при встрече породоразрушающим инстру­ментом мягкой породы, трещины или каверны скорость подачи возрастает, увеличится и перепад давления на дросселе и, сле­довательно, возрастет давление в поршневых полостях ци­линдра. А это уже приведет к снижению скорости подачи.

Настройку дросселя (регулятора скорости подачи) произ­водят в соответствии с условиями бурения. Применение регуля­тора скорости приводит к повышению стойкости породораз­рушающего инструмента. Если сливную магистраль поршневых полостей цилиндров соединить с магистралью подачи масла в гидропатроны, то при раскреплений патрона регулятор ско — — рости выключается, так как давление в сливной магистрали будет таким же,* как и в патроне. В этом случае регулировка осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент сохра­нится и после перекрепления зажимного патрона.

Определение осевой нагрузки производится по одному из двух манометров. Один из них используется при работе с ре­гулятором скорости. Манометры имеют две шкалы.

Регулирование осевой нагрузки на забой с помощью пере­ливного золотника (регулятора давления) производится следу­ющим образом. Если осевая составляющая силы веса бурового снаряда (30С меньше потребного значения осевой нагрузки на забой Р, т. е. имеет место случай С? ос<Р, то направлением масла в штоковые полости, гидроцилиндров подачи создают недостающую нагрузку

/?1 — Р <2ос.

Для двухцилиндрового механизма подачи

Пх = 2Ршри

где — рабочая площадь поршня гидроцилиндра в штоковой полости (Рт=Р—їш, где Р — полная площадь поршня, /ш— пло­щадь поперечного сечения штока в гидроцилиндре). Поэтому осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент будет

Р — (I ос + ^1- Потребное давление в гидросистеме

(5.1)

Если фос>-£ то в этом случае уменьшают осевую составля­ющую веса инструмента, которая могла бы действовать на породоразрушающий инструмент, на величину /?2 = С? ос—Р — С этой целью масло направляют в поршневые полости цилин­дра, создавая усилие на поршни Н2=2Рр2. В этом случае осе­вая нагрузка на породоразрушающий инструмент будет

Р — Qoo 2/* р2,

а давление в гидросистеме

(5.2)

Когда штоковые и поршневые полости соединены между со­бой и в гидросистеме поддерживается некоторое давление р3, то в штоковых и поршневых полостях двух гидроцилиндров на поршни действуют различные усилия Я1 = 2р3рш и Р2=2ръР, где поскольку Поэтому усилие при перекрепле-

нии шпинделя на ведущей трубе будет

Яш = 2р,(Р-Рш).

Оно направлено в сторону штоковой полости. В этом случае давление в гидросистеме

Рз =——— ——— =— (5.3)

2(^-^ш) 2/ш

При Рз ” ^гиД>

где Ош — осевая составляющая веса шпинделя; /?Гид — гидрав­лические сопротивления системы, возникающие при перемеще­нии свободного шпинделя.

Отметим, что перетекание масла из штоковых полостей в поршневые полости, наблюдаемые при перекреплении шпин­деля, ускоряет процесс перекрепления.

Подача масла в поршневые полости цилиндра позволяет оп­ределить осевую составляющую веса бурового инструмента С? ос — Эта операция производится при холостом вращении бурового снаряда в скважине с такой частотой п и при таком количестве промывочной жидкости, подаваемой в бурильные трубы, при которых будет производиться бурение. В этом случае

(Эоо = 2Ррь

где /?4 — давление в гидросистеме при взвешивании бурового инструмента.

Рассмотрим принципы регулирования подачи бурового ин­струмента при использовании регулятора скорости, установлен­ного на сливе масла из поршневых полостей, гидроцилиндров.

При С? ос <Р масло подается в верхние полости цилиндров. В этом случае потребное усилие в верхних полостях цилиндров подачи РХ = Р—Сое определяется из условия

Р-1 = 0.СС 4" Р$РШ Рй^Р»

где р?2Р — сила подпора, действующая в поршневых полостях цилиндра при включенном регуляторе скорости.

При заданных значениях (?ос и 2РШ изменением Р1 можно создать такое состояние гидросистемы, при котором окажется /?, = 0. В этом случае

р22^ = (}оа + р12^ш, (5.4)

что соответствует отсутствию подачи. Если <20с+Р1 2/*’ш=Р =

= СОП51:, то /?1=Р—Р2^Р-

При бурении изменение величины р2 может вызвать и изме — пение Pi. Чтобы Pi не изменялось, во многих современных буровых станках в качестве регулятора давления применяется напорный золотник, поддерживающий давление рг постоянным, т. е. независимым от р2, тогда величина усилия Qoc+pi2Fm= = Р=const и регулирование скорости подачи при бурении дан­ной породы будет производиться ТОЛЬКО изменением р2 с помощью дросселя на сливе (регулятора скорости). Когда же изменение р2 происходит под влиянием изменения твердости по­роды, то скорость подачи при установленном Р будет опреде­ляться только буримостью пород.

Если P<Qoc, то бурение производится с разгрузкой породо­разрушающего инструмента. В этом случае на сливе будут одновременно подключены регулятор давления и регулятор скорости. Так как 90 % масла поступает на слив через регуля­тор давления, то изменение при работе регулятора скорости под влиянием изменяющихся условий работы породоразрушаю­щего инструмента на забое не оказывает существенного влия­ния на величину pt. И, следовательно, изменение, скорости по­дачи производится только регулятором скорости.

При большой глубине бурения давление в поршневых поло­стях гидроцилиндров может оказаться недостаточным для раз­грузки породоразрушающего инструмента. В этом случае по­требуется дополнительный подпор, который и создается регу­лятором скорости.

Свинчивание и развинчивание бурильных труб в установке осуществляется труборазворотом с приводом от гидромотора Г15-21. Масло в него, а также в гидроцилиндры подъема мачты поступает из большой секции маслонасоса станка. Гидравличе­ский привод труборазворота позволяет регулировать крутящий момент при свинчивании бурильных труб с целью уменьшения деформации резьбовых соединений.

На случай отключения электроэнергии станок снабжен руч­ным приводом для подъема бурового снаряда над забоем.

Для освобождения устья скважины на время проведения спуско-подъемных операций вращатель станка с помощью ры­чага отводится в сторону от устья скважины.

Мачта установки сварена из стального проката уголковой формы, она опирается на портал, который одним концом шар­нирно закреплен на фланце корпуса вращателя, а другим шар­нирно же опирается на стойку. Ось шарнира совпадает с осью поворота вращателя. Это при бурении наклонной скважины позволяет повернуть (наклонить) вращатель и мачту на один и тот же угол в плоскости, перпендикулярной к продольной оси станка.

‘ Установка оборудована элеватором, работающим совместно с кареткой, перемещающейся на роликах по направляющей трубе, установленной вдоль мачты. Такое устройство исклю­чает отклонение элеватора от оси скважины при проведении

СПО в наклонных скважинах, что обеспечивает благоприятные работы резьбовых соединений бурильных труб.

Кроме базовой модели разработана установка УКБ-50/100К для бурения из подземных горных выработок, состоящая из бу­рового станка с пневматическим извлекателем бурильных труб из скважины, маслостанции, насосной установки НБ2-63/40, а также ручной вспомогательной лебедки, для проведения мон­тажно-демонтажных и вспомогательных операций.

Буровая установка УКБ-200/300. Промышленность выпу­скает при модификации буровой установки УКБ-200/300:

1) передвижная установка, расположенная на санях (рис. 5.3);

2) самоходная установка, смонтированная на шасси автомобиля ЗИЛ-130; 3) самоходная установка, собранная на базе треле­вочного трактора ТТ-4.

В комплект базовой модели установки УКБ-200/300 (рис. 5.3,а) входят буровой станок 1 с приводом от электродви­гателя или дизеля, мачта 2 типа МР-6, труборазворот 3, осно­вание 4, каретка 5, работающая совместно с элеватором 6, на­сосная установка 7 типа НБ-3-120/40, шкаф 8 с приборами уп­равления электродвигателями станка и насоса, контрольные приборы 9 для определения механической скорости бурения и крутящего момента, гидроцилиндр 10 подъема мачты.

Конструкция бурового станка этой установки аналогична конструкции станка в буровой установке УКБ-2. Станок изоб­ражен на рис. 5.3,6. Все узлы станка, начиная от приводного электродвигателя до вращателя, расположены по одной линии. Асинхронный электродвигатель типа А-02-61-4 непосредственно соединяется с однодисковой сухой нормально замкнутой фрик­ционной муфтой сцепления от автомашины ЗИЛ-130. На вы­ходном валу фрикционной муфты установлен шкив клиноремен­ной передачи к маслонасосу лопастного типа марки БГ-12-22А, питающему гидросистему станка. Выходной вал фрикционной муфты сцепления соединяется с коробкой перемены передач, могущей передавать четыре прямых и одну обратную скорости на промежуточный вал, проходящий через вал лебедки станка. Промежуточный вал одним концом находится В постоянном зацеплении с выходным валом коробки перемены передач с по­мощью зубчатой полумуфты сцепления. На втором конце про­межуточного вала, на фланцах, установлена зубчатая полу — муфта сцепления, осевым перемещением которой можно произ­водить включение или вращателя, или лебедки станка, для этого на валу лебедки и входном валу вращателя установлены зубчатые полумуфты сцепления.

Барабан лебедки свободно, на шарикоподшипниках, поса­жен на вал лебедки. Включение барабана на подъем произво­дится с помощью тормоза подъема, при помощи планетарной передачи. При включении этого тормоза останавливаются оси сателлитов, и вращение от солнечной шестерни через вращаю-

ге гь із гг гігоіяівпів із н із

Рис. 5.3. Передвижная установка УКБ 200/300:

а — базовая модель буровой установки УКБ-200/300; б — разрез бурового станка; 1 — электродвигатель; 2 — рукоятка главного фрикци — она; 5 — главный фрикцион; 4 — рукоятка коробкн передач; 5 —коробка передач; 6 — рычаг включения аварийного масляного насоса; 7, 9 — рукоятки тормоза подъема и спуска; 8 — планетарная лебедка; 10 — рычаг включения вращателя или лебедки; // — пружинно-гидрав­лический зажимной патрон; 12 — вращатель; /3 —рама; 14 — рукоятка для закрепления станка; 15, 24 — винты для закрепления станка: /I? — станина; 17 — рукоятка для управления патроном: 18 — регулятор скорости проходки; 19 — рукоятка золотника подачи. 20 — рукоятка золотника перемещения стайка. 21 — регулятор давления в гидросистеме: 22 — блок указателей давления; 23 — масляный бак; 25 — масля­ный насос; 26 — аварийный масляный насос

щиеся вокруг своих осей сателлиты передается на коронную і

шестерню, скрепленную с барабаном лебедки.

На коробке перемены передач установлена коробка отбора мощности в сборе с маслонасосом от автомашины ЗИЛ-ММЗ-555. Масляный насос марки Г15-22 вместе с основным насо­сом используется для привода гидродвигателя труборазворота 1

РТ-300. Труборазворот обслуживает трубы муфтово-замкового и ниппельного соединений диаметрами 42 и 50 мм, наибольший крутящий момент труборазворота 2,2 кН-м. Труборазворот приводится в действие аксиально-поршневым гидродвигателем с расходом масла 18 см3/об, и максимальным крутящим момен — (

том 12,5 Н-м, развивающим наибольшую частоту вращения ]

2100 об/мин. !

В установке УКБ-3 гпдрофицированы следующие узлы: ме­ханизм подачи шпинделя бурового станка, зажимной патрон вращателя, устройство для перемещения станка на салазках при освобождении устья скважины для производства СПО, подъем и опускание мачты, аварийный подъем бурового снаряда с помощью ручного поршневого масляного насоса и вышерас­смотренный труборазворот.

На сливе гидравлических цилиндров механизма подачи уста­новлен регулятор скорости подачи, состоящий из дросселя и об­ратного клапана. В соответствии с этим давление в гидро­системе подачи контролируется двумя манометрами, одним из которых позволяет измерять давление масла, вес бурового сна­ряда и регулировать осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент при бурении без подпора в поршневых полостях гидроцилиндров механизма подачи. Другой манометр измеряет давление в гидросистеме при бурении с подпором в нижних полостях гидроцилиндров подачи. Оба манометра снабжены подвижными шкалами, проградуированными в ньютонах, с целью установки и регулирования осевой нагрузки.

В буровой установке с дизельным двигателем привод станка и бурового насоса осуществляется от тракторного дизеля Д37Е-С2 с пусковым двигателем ПД-8. Дизель со станком сое­динен карданным валом, а с насосом — клиноремениой пере­дачей.

Мачта базовой модели установки, фермы которой собраны из стального проката, несет на себе двухроликовый кронблок.

Она оснащена направляющими, по которым перемещается каретка, работающая совместно с полуавтоматическим элевато­ром, узлы которого унифицированы с полуавтоматическим эле­ватором МЗ-50/80. Буровая мачта имеет трубоприемник. Нали­чие трубоприемника в сочетании с полуавтоматическим элева­тором и подсвечником позволяет установить всю бурильную колонну в магазин мачты без участия верхового рабочего.

Буровая мачта состоит из трех секций, верхняя из них мо­жет складываться путем поворота почти на 180° относительно

средней секции, что и используется при транспортировке уста­новки.

Сани, на которых смонтирована установка, имеют деревян­ный пол и сцепное устройство для буксирования установки трактором.

Буровая установка УКБ-200/300 С собрана на шасси авто­мобиля ЗИЛ-131. В комплект установки входят следующие узлы: буровой станок с дизелем Д37Е-С2, укороченная мачта со средствами механизации СПО (труборазворот РТ-300, полу­автоматический элеватор с кареткой), насосная установка НБЗ-120/40, двухосный прицеп, комплект запасных частей, при­надлежностей и инструмента. Спуско-подъемные операции на буровой установке производятся при длине свечи 6,2 м и при наличии на мачте однороликового кронблока.

Приводной дизель станка и насоса установлены в передней части салона, отделанной звукоизоляционной стенкой. Враще­ние от дизеля к буровому станку передается карданным валом. Насос НБЗ-120/40 связан с дизелем клиноременной передачей.

Кроме основного назначения — бурение разведочных сква­жин— установка широко применяется при инженерных изыска­ниях. Самоходная буровая установка УКБ-ЗСТ-Э предназначена для бурения в труднодоступных таежных условиях. Установка снабжена комфортабельным обогреваемым салоном, обеспечива­ющим улучшение условий работы. С этой же целью мачта пол­ностью закрыта мягким чехлом. При температуре воздуха —40 °С температура в салоне поддерживается 13—20 °С. При­водные электродвигатели станка и насоса питаются электро­энергией от дизель-генераторной установки с приводом от тран­спортного двигателя трактора.

Буровая установка У КБ-3001500 предназначена для буре­ния вертикальных и наклонных геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые до глубины 300 м твердосплав­ными коронками диаметром 93 мм и до глубины 500 м алмаз­ными коронками диаметром 59 мм. Установка выпускается в двух модификациях: передвижная и самоходная, смонтирован­ная на автомобиле.

Передвижная буровая установка УКБ-300/500 П содержит следующие узлы, смонтированные в одном блоке: буровой ста­нок СКБ-4, мачту БМТ-4 с основанием, средства малой меха­низации спуско-подъемных операций, буровое здание ПБЗ-4, комплект оборудования, обеспечивающий создание нормальных условий работы обслуживающему персоналу, прицепная тран­спортная база ТБ-15.

Станок СКБ-4 характеризуется широким диапазоном изме­нения частоты вращения шпинделя (8 частот от 155 до 1615 об/мин), плавной работой гидравлического механизма по­дачи бурового снаряда при бурении в перемежающихся по твердости, трещиноватых и кавернозных породах, что обеспечи­

вается напорным золотником гидросистемы и дросселем на сливе из гидроцилиндров, усовершенствованной системой авто­матического перехвата шпинделя на ведущей трубе без оста­новки его вращения. Станок бурит с использованием бурового снаряда со съемным кериоприемником, для чего увеличено про­ходное отверстие шпинделя до 57 мм и предусмотрена уста­новка лебедки съемного керноприемника.

Применение автомобильных коробки перемены передач и фрикционной муфты сцепления приводного двигателя с указан­ной коробкой обеспечивает высокую надежность ра­боты станка, снижает его стоимость.

Буровая мачта (рис. 5.4) выполнена в виде одно­стержневой трубчатой кон­струкции, шарнирно опи­рающейся на портал. Пор­тал расположен в карма­нах бурового здания и кре­пится к основанию мачты. Для придания мачте устой­чивости ее ствол раскреп­лен двумя подкосами—про­дольным и поперечным. Продольный подкос выпол­нен телескопическим, что обеспечивает установку мачты для бурения наклон — Рис — 5.4. Мачта буровой установки ных скважин. Подъем УКБ-300/500 мачты в рабочее и опуска­

ние в транспортное положе­ние производится специальными гидроцилиндрами. Мачта снаб­жена кронблоком для работы с одно-двухструнной талевой ос­насткой, площадкой для верхового рабочего, трубоприёмником с отбойной дугой, лестницей для подъема на площадку. Осно­вание мачты — сварная конструкция с полозьями. Спуско-подъ — емные операции производятся с полуавтоматическим (ЭН-12) или кольцевым элеватором, перемещающимся по направляю­щему тросу.

Буровое здание — объемная конструкция, обшитая алюми­ниевыми панелями с теплоизоляционной прослойкой. Здание имеет выдвижной тамбур, увеличивающий рабочую площадь при ведении буровых работ. Отопление здания электрическое, рассчитанное на поддержание в нем температуры в холодное время года не менее 15 °С.

Основой установки УКБ-4П служит буровой станок СКБ-4 (рис. 5.5) моноблочной конструкции с продольным расположе­
нием лебедки и единым приводным двигателем вращателя и лебедки (рис. 5.5,о). Нижняя рама 1 является основанием станка, на котором перемещается станина 2, несущая все узлы станка; перемещение станка осуществляется цилиндром 3, при­крепленным к станине, и поршнем, шток которого присоединен к раме. Гидрозамок обеспечивает крепление станины на раме в любом положении.

Раздаточная коробка 1 редуктора и коробка перемены пе­редач 2 образуют трансмиссию станка (рис. 5.5,6). Раздаточ­ная коробка установлена в двух стальных корпусах 3 я 4. Сбоку верхнего полукорпуса закреплен указатель осевой на­грузки на породоразрушающий инструмент. Шестерни 7, 8, 9 и

10 позволяют удваивать число скоростей, полученных от ко­робки перемены передач, передавать движение на вращатель станка и лебедку или отключить вращатель.

Коробка перемены передач заимствована от автомобиля ЗИЛ-130; она трехходовая с синхронизатором. В чугунном картере, закрытом крышкой, смонтированы все детали коробки; на двух валах установлены шестерни 14, 15, 16 и 17, находя­щиеся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала, что обеспечивает получение четырех прямых скоростей, а включение подвижной шестерни 18 второго вала с шестер­ней 19 — левое вращение.

Вращатель станка (рис. 5.5, в), смонтирован в стальном кор­пусе / и прикреплен болтами к фланцу раздаточной коробки с 7’-образным круговым пазом, чем обеспечивается поворот вращателя при наклонном бурении. На валу шестерни 2, смон­тированном в корпусе, может перемещаться шестерня 3, слу­жащая для включения быстрого и медленного ряда скоростей, и приводная муфта 4 со второй конической шестерней; на конце муфты 4 укреплен нижний зажимной гидропатрон. Верхний ги — дропатрон установлен на шпинделе 6, входящем в шлицевые отверстия муфты 4. Верхний гидропатрон состоит из пакета спиральных пружин, необходимых. для создания зажимного усилия, обоймы 7 с наклонными пазами, с помощью которых это усилие передается четырем кулачкам 8, зажимающим ведущую бурильную трубу; силового одностороннего гидроцилиндра, поршень которого с помощью опорной обоймы разводит ку­лачки при подаче масла в цилиндр через стакан 10 и радиально­упорный подшипник. Предварительное сжатие на своих стер­женьках пружины верхнего патрона получают путем ввинчива­ния во втулку верхней опорной шайбы. Опорная шайба упирается в два полукольца 17, которые фиксируются крыш­кой 14.

Механическое усилие в нижнем гидропатроне, создаваемое четырьмя пружинами, разводит кулачки, а при подаче масла в цилиндр патрона происходит зажим ведущей трубы. Пру­жины патрона предварительно поджимаются гайкой 21,

Рис. 5.5. Буровой станок СКБ-4: » а—«схема станка: 1 — рама; 2 —станина; 3— цилиндр перемещения станка; 4— транс­миссия; 5 — лебедка; б —тормоз спуска; 7 — тормоз подъема; 8— вращатель; 9— сцепление; 10 — гидросистема станка с автоперехватом; б — трансмиссия станка СКБ-4: / — раздаточная коробка; 2 —коробка передач автомобиля ЗИЛ-ІЗО; 3 — корпус ниж­ний; 4 — корпус верхний; 5, 6 — маслоуказатели, 7, 8, 9, 10 — шестерни; 11, 13 — проб­ки; 12 — вилка в сборе; 14—19 — шестерни коробки передач автомобиля ЗИЛ-ІЗО; 20, 21, 22, 23, 24 —. подшипники; 25—манжета; в — вращатель станка СКБ-4; / — корпус с втулками; 2 —вал шестерни; 3, 35 — шестерни; 4 — муфта приводная; 5—-цилиндр; 6 — шпиндель; 7 —обойма; 8 — кулачок; 9 — поршень; 10 — стакан; 11 — цилиндр со штуцером; 12 — маслоукаэатель; 13 — пакет пружин верхний; 14 — крышка; 15 — болт; /б —кожух верхний; 17—полукольцо; 18 — кожух верхний; 19 — крышка; 20 — гильза; 21 — гайка; 22 — стакан; 23 — шпиндель нижнего патрона; 24—прокладка; 25 — крыш* ка; 26 — полукольцо; 27 — обойма; 28 — прокладка. 29, 30 — кольца; 31, 33, 34, 36, 40, 42, 43, 44 ~ подшипники; 32, 38, 39 — манжеты; 41 — кольцо

зафиксированной на шпинделе нижнего патрона 23 стопорным болтом. Гидроцилиндры обеспечивают подачу бурового снаряда и подъем его.

На рис. 5.6 представлена кинематическая схема бурового станка СКБ-4. Вращение от двигателя М1 через фрикционную муфту сцепления передается на выходной вал 1 коробки пере­мены передач (КПП) и от него шестерне 1. На вторичном валу

II КПП прочно закреплены шестерни 2, 3, 4 и 6. Шестерня 2 находится в постоянном зацеплении с шестерней 1, а шестерни

3, 4 и 6 с помощью шлицевых муфт сцепления, расположенных на выходном валу III, могут попеременно соединять шестерни 7, £ и 9 с указанным валом, в результате чего выходной вал бу­дет вращаться с определенной для каждой шестерни частотой вращения. Четвертую частоту вращения вала III можно полу-

Рис. 5.6. Кинематическая схема станка СКБ-4: 1 — 25 — шестерни с числом зубьев; 20, 43, 38, 31, 20, 22, 26, 33, 42, 1Б, 45, 22, 60, 28, 54, 36, 26, 29» 26, 44, 30, 41, 24, 78; / — первичный вал коробки передач; //— про­межуточный вал коробки передач; /// — вторичный вал коробки передач; IV— вал ле­вого вращеиня; V — первичный вал раздаточной коробки,’ VI — ось промежуточных ше­стерен; VII — вторичный вал раздаточной коробки; У/// —ведущий (горизонтальный) вал вращателя; IX — приводная муфта; X — вал привода лебедки раздаточной коробки; XI — вал лебедки

чить непосредственным соединением шлицевой муфты (левая на рисунке) с шестерней 1.

В КПП имеется дополнительный вал IV, на котором распо­ложен блок из двух шестерен 12 и 13. Последний получает вращение от шестерни 5 промежуточного вала II. При соедине­нии шлицевой шестерни 11, находящейся на выходном валу III с шестерней 13, получается обратное левое вращение шпинделя станка с частотой 90 и 228 об/мин. Левое вращение шпинделя используется при аварийных работах в скважине.

Вращательное движение с выходного вала КПП передается на угловой редуктор вращателя по следующим двум цепочкам шестерен: 14, 15, 18, или же 14, 16, 21 и 18 при зацеплении ше­стерни 1 с муфтой сцепления. При последовательном использо­вании обеих кинематических цепочек шпиндель может иметь во­семь частот вращения: 150, 280, 390, 430, 680, 710, 1100 и 1615 об/мин. Вращение на барабан лебедки передается через шестерни 14, 15, 16, 21 и 22. В результате этого барабан ле­бедки получает четыре линейных скорости: 1,0; 1,8; 2,75 и 4,0 м/с.

Лебедка станка СКБ-4 планетарного типа (рис. 5.7) рас­положена вдоль оси станка над коробкой передач. Вал лебедки с раздаточной коробкой сопряжен шлицевым соединением: шлицевая передняя часть вала входит в шлицевое отверстие шестерни раздаточной коробки; задний конец вала лебедки за­креплен в стальном кронштейне через сферический роликовый подшипник. При заторможенном шкиве тормоза подъема вра­щение от подвижной солнечной шестерни 4 передается бара­бану лебедки 1, а при заторможенном тормозе спуска —через сателлиты водилу 2 и шкиву тормоза подъема. Тормоз спуска колодочного типа закреплен на задней продольной балке станка. Тормоз подъема по устройству аналогичен тормозу спуска.

Гидросистема станка СКБ-4 обеспечивает: 1) работу меха­низма подачи вращателя; 2) закрепление ведущей трубы в за­жимных патронах вращателя; 3) автоматическое перекрепле — ние шпинделя станка на ведущей трубе; 4) перемещение и за­крепление станка на раме во время проведения СПО.

Гидросистема станка состоит из: 1) маслобака; 2) масло- насоса с приводом от электродвигателя; 3) маслонасоса с руч­ным приводом; 4) двух гидроцилиндров подачи; 5) двух зажимных гидропатронов вращателя; 6) гидроцилиндра переме­щения станка на раме с гидрозамком; 7) приборов гидроуправ­ления различными частями гидросистемы; 8) указателя веса бурового снаряда; 9) манометра; 10) маслоподводящих труб и фильтра. Принципиальная схема гидросистемы станка дана на рис. 5.8. На ней можно выделить два блока управления испол­нительными органами: 1) патронами вращателя и 2) гидро­цилиндрами механизма подачи шпинделя и гидроцилиндром перемещения станка на станине.

Четырехпозиционным распределителем 8 через распредели­тельную плиту 10 производится управление гидропатронами вращателя. В плите 10 смонтированы демпфер, обратный кла­пан, золотник блокировки, два золотника-пилота.

При установке распределителя 8 в положение «Закрепить» производится закрепление верхнего гидропатрона на ведущей трубе. При этом масло от распределителя через электрозолот-

Рис. 5.7. Лебедка станка СКБ-4:

/ — барабан; 2 —водило; 3— обод; 4, 7 —шестерни; 5— шкив с лопатками; б— кор« пус; 8— масленка; 9 — вннт; 10— крышка; И, 12, 14, 16, 17 — подшипники; 13, 15*— манжеты; 18 — венец барабана

Рис. 5.8. Схема гидросистемы стайка:

/— маслобак; 2— фильтр; 3— насос лопастной; 4— насос ручной; 5 — фильтр пла­стинчатый; в — клапан обратный; 7 — манометр МТ-3; 8— распределитель; 9 — электро — золотннк; 10—плита распределительная; 11 — вентиль; 12 — цилиндр зажима буриль­ной трубы; 13 — прибор управления; 14 — золотник быстрого подъема; 15 — регулятор подачи; 16 — цнлнндр подач; 17—золотник отключения указателя давления; 18 — ука­затель осевой погрузки; 19 — гидрозамок; 20 — цилиндр перемещения станка

ник 9 направляется на слив в маслобак. В это время масло — насос разгружен, давление в гидропатронах отсутствует. В ре­зультате этого верхний гидропатрон под действием усилия ра­бочих пружин закрепляет ведущую трубу, а нижний патрон под действием возвратных пружин оказывается раскрепленным. На рассматриваемой схеме показан золотник 14. Он необходим для соединения поршневых и штоковых полостей гидроцилинд­ров подачи во время быстрого подъема шпинделя пр"и перекреплении его на ведущей трубе.

На передней крышке трансмиссии станка вмонтирован ма­нометрический указатель осевой нагрузки на породоразрушаю — щий инструмент. На схеме он обозначен цифрой 18. Золот­ник 17 служит для выключения указателя веса, если давление в гидросистеме превысит значение 2,5 МПа.

На подводящей магистрали к верхнему гидропатроиу уста­новлен запорный вентиль 11.

Пятипозиционным прибором управления 13 с дросселем осу­ществляется управление механизмом подачи и цилиндром пере­мещения станка.

На магистрали поршневых полостей гидроцилиндров вра­щателя установлен регулятор скорости подачи, состоящий из регулятора подачи.

Распределителем 8 в позиции «Раскрепить» производится освобождение ведущей трубы в верхнем гидропатроне. При этом поток масла от распределителя через золотник-пилот и вентиль 11 поступает в гидропатрон и давит на поршень, сжи­мая пружины и раскрепляя этим патрон. Нижний патрон оста­ется в раскрепленном состоянии.

Перехват шпинделя на ведущей трубе производится при установке распределителя 8 в позицию «Перехват». В этом слу­чае поток масла через золотник-пилот и демпфер поступает в верхний патрон, а через блокировочный золотник — в нижний. Давление в гидросистеме возрастает и сжимает пружины верх­него гидропатрона, что приводит к его раскреплению. После раскрепления верхнего патрона давление в гидросистеме про­должает нарастать, что вызывает срабатывание золотника быстрого подъема 14, соединяющего верхние и нижние полости * цилиндра. В результате происходит быстрый подъем шпинделя по ведущей трубе,- При этом давление в системе поддерживают таким, чтобы при верхнем раскрепленном патроне нижний был бы закреплен.

При приведении распределителя 8 в позицию «Закрепить» вначале закрепляется верхний патрон, а затем раскрепляется нижний.

Автоматический перехват. Перестановка шпинделя без оста­новки вращателя осуществляется с помощью автоматического перехвата АП. При АП распределитель 8 устанавливается в по­зицию «Закрепить», а пакетный выключатель в магнитной стан-

ции в положение «Включено». Установленный на вращателе конечный выключатель в крайних положениях хода шпинделя управляет электрозолотником 9, слив масла при этом перекры­вается, работа гидросистемы проходит по описанной выше си­стеме перехвата автоматически.

При бурении неглубоких скважин, в тех случаях, когда осе­вая составляющая веса бурового снаряда меньше требуемой осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, бурение станком СКБ-4 производится с дополнительной нагрузкой. В этом случае прибор управления 13 устанавливается в пози­цию «Вниз»; масло подается в штоковые полости цилиндров 16, а давление в гидросистеме поддерживается на необходимом уровне и контролируется с помощью указателя веса. При пере­становке шпинделя на ведущей трубе прибор управления уста­навливается в позицию «Вверх». В этом случае масло пода­ется в поршневые полости гидроцилиндров вращателя.

Для контроля за процессом бурения станок СКБ-4 снабжен записывающим ваттметром Н-348 и измерителем крутящего момента ОМ-40, описание которого дано ранее.

Буровая установка УКБ-500/800 предназначена для бурения вертикальных и наклонных (90—60°) геологоразведочных сква­жин на твердые полезные ископаемые глубиной до 800 м алмаз­ными коронками диаметром 59 мм и до 500 м твердосплавными коронками диаметром 93 мм до 500 м. Буровая установка состоит из бурового станка СКБ-5, буровой мачты МБТ-5 с основа­нием труборазворота РТ-1200 М, грузоподъемных принадлеж­ностей (злевгатор-50, элеватор 50/54, вертлюг-пробка-50, верт-. люг-пробка-54, полуавтоматические элеваторы типа ЭН-12 и насосная установка НБЗ-120/40), контрольно-измерительная аппаратура, транспортная база ТБ-15.

Буровой станок СКБ-5 (рис. 5.9) имеет все основные функ­циональные узлы, что и станок СКБ-4. Однако он отличается от него тем, что в станке СКБ-5 нет такого традиционного узла, как станина. Все узлы: электродвигатель, лебедка, вра­щатель-лебедка съемного керноприемника — размещены и за­креплены на корпусе коробки перемены передач. Последняя своими опорными плоскостями лежит на направляющих рамы станка и перемещается на них при вскрытии устья скважины с помощью гидроцилиндра. Закрепление станка в любом поло­жении на раме производится автоматически с помощью гидро­замка. Отказ от станины позволил уменьшить длину кинемати­ческих цепочек и, таким образом, повысить надежность и жесткость станка. Повышение жесткости снижает вибрации при бурении. Кроме того, гидросистема станка СКБ-5 смонти­рована на выносном пульте, что обеспечивает удобный доступ для обслуживания и ремонта не только гидросистемы, но и станка в целом. На пульте управления (рис. 5.9,6) размещены оперативные кнопки управления двигателем станка, маслонасоса
гидросистемы, буровой насосной установки. Там же установ­лена кнопка общего стопа, приборы контроля осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, амперметр и манометры гидросистемы. Кинематическая схема станка представлена на рис. 5.9,в, а техническая характеристика — в табл. 5.2.

Рис. 5.9. Буровой станок СКБ-5: а — общий вид: / — основание; 2 — электродвигатель; 8 — планетарная лебедка; 4, 5—• коробка перемены передач; б— выносной пульт управления станком СКБ-б’: 1 — при — разрушающий инструмент; 4 — амперметр; 5 — кнопки пуска и остановки приводов: ния приводов установки (верхний ряд — включение, нижний ряд — отключение), 6 — лятор подачи бурового снаряда; 9 — распределитель патронов; в — кинематическая схе-= тормоз спуска; 6, 7 —зажимные патроны; 8 — коробка передач; 9 — рама

Буровой станок имеет восемь частот вращения шпинделя в диапазоне 120—150 об/мин, два гидродилиндра подачи, два зажимных гидропатрона, автоматический перехват шпинделя

на ведущей трубе, регулятор скорости подачи, включенный в поршневые полости гидроцилиндров. Все это обеспечивает возможность работы станка в оптимальном режиме. Для конт­роля за параметрами процесса бурения станок комплектуется четырехканальной контрольно-измерительной системой КУРС-411, которая имеет каналы для измерения следующих параметров: осевой нагрузки на породоразрушающий инстру­мент, механической скорости бурения, расхода и давления про­мывочной жидкости.

Ниже приводятся диапазон измереиия указанных парамет­ров с помощью комплекта КУРС-411.

0—50 0—80 0—25 0—10 (0—25). 10-4 (0—50)-10-4 0—15 380 50

Вес бурового снаряда, кН. . , , .

Усилие на крюке, кН…………………………

Осевая нагрузка на породоразрушаю­щий инструмент, кН

Давление промывочной жидкости,

МПа…………………………………………………

Механическая скорость бурения, м/ч Напряжение сети, В…………………………….. Частота питающего тока, Гц, . .

тормоза лебедки; б — раздаточная коробка; 7,9 — гидропатроиы; 8 — вращатель; 10 —■ борная панель; 2 — манометр системы гндропатроиов; 3 — указатель осевой на породен А—маслоиасоса; Б — бурового станка; В — бурового насоса; Г — аварийного отключе« панель гидравлического управления; 7 — распределитель подачн с дросселем; 8 — регу — ма станка СКБ-5: 1 — двигатель; 2 фрикцион, 3 — тормоз подъема; 4 — лебедка; 5 —

Расход промывочной жидкости, м3/с

Таблица 5.2 Кинематическая характеристика бурового станка С КБ-5 Шестерни, находящиеся в зацеплении Частота враще­ния, об/мин «в X о Частоты с вращателем с лебедкой 1 , шпинделя вращателя барабана лебедки | с X *о С £ * о а: — а о О г; X О с к і 20-20-26-39-30 20-20-26-39-45 122 42,3 0,41 42-42-60-47-29 42-42-60-47■ (81+45) и 20-31-26-39-30 20-31-26-39-45 257 88,7 0,86 42-31-60-47-29 42-31-60-47- (81+45) ш 20-20-26-60 30 20-38-26-39-45 340 140,0 1,36 42-42-60-26-29 42-24-60-47• (81+45) IV 20-38-26-39-30 26-39-45 407 186,5 1,81 42-24-60-47-29 60-47- (81+45) V 26-39-30 60-47-29 539 — — VI 20-31-26-60-30 42-31-60-26-29 715 — — VII 20-38-26-60-30 42-24-60-26-29 1130 — VIII 26-60-30 60-26-29 1500 — —

Буровое здание установки — контейнерного типа. Оно со­брано из трехслойных алюминиевых панелей, имеет электриче­скую систему обогрева и автономную систему водоснабжения (бак, насос, водонагреватель). 11

Буровая мачта БМТ-5 представляет собой одностержневую трубчатую систему, ствол которой шарнирно опирается на пор­тал арочного типа. Для придания устойчивости мачте ствол ее раскреплен продольным и поперечным раскосами. Подъем и опускание мачты производятся с помощью гидравлических ци­линдров.

Буровая установка У КБ-120012000 П. Передвижная уста­новка У КБ-1200/2000 П предназначена для бурения скважин алмазными коронками диаметром 59 мм до глубины 2000 м и твердосплавными коронками диаметром 93 мм глубиною 1200 м. В состав установки входят: буровой станок СКБ-7, на­сосная установка НБ4-320/63, труборазворот РТ-1200 М, комп­лект грузоподъемных принадлежностей (злеватор-фарштуль, полуавтоматический элеватор ЭН2-20 и др.), комплект кон­трольно-измерительной аппаратуры КУРС-613, буровая мачта БМТ-7П с основанием, передвижное буровое здание, смонти­рованное на основании мачты, вспомогательное предваритель­ное здание с помещениями для хранения и приема пищи, а также сушки рабочей одежды, транспортная база ТБ-15 с двумя подкатными тележками для перевозки бурового зда­ния и ствола мачты.

При переезде на небольшие расстояния, а также на рав­нинной местности буровую установку можно транспортировать на ее основании с опущенным стволом мачты на одну из под — катных тележек.

Буровой станок СКБ-7 (рис. 5.10) не имеет коробки пере­мены передач; изменение частоты вращения шпинделя станка и скорости навивки каната на барабан лебедки производится бесступенчато с помощью плавнорегулируемого приводного электродвигателя постоянного тока. Частота вращения шпин­деля станка может изменяться в пределах 0—1500 об/мин, а скорость навивки каната на барабан от 0 до 8 м/с.

Бесступенчатое, плавное изменение частоты вращения шпин­деля дает возможность облегчить пуск станка под нагрузкой, раскрутить буровой снаряд до более высоких частот вращения на больших глубинах, выходить из зон повышенной вибрации ■бурильной колонны за счет небольших изменений частоты вращения, вести бурение на оптимальных частотах вращения бурового снаряда.

Бесступенчатое регулирование скорости подъема бурового снаряда позволяет повысить коэффициент использования уста­новленной мощности двигателя при выполнении спуско-подъ — смных операций за счет проведения их при оптимальной, ав­томатически выбираемой по весу поднимаемой бурильной ко­лонны, скорости подъема, а при спуске бурильной колонны при­менять электрически управляемое торможение с рекуперацией энергии в сеть. Простота кинематических связей станка, обус­ловленная отсутствием коробки перемены передач, обеспечивает более высокую жесткость и надежность станка, что особенно важно при применении высокой частоты вращения бурового снаряда. Конструктивно буровой станок СКБ-7 выполнен из следующих узлов: рамы 1, станины 3, раздаточной коробки 5, лебедки 6, тормоза 7, вращателя с гидропатронами 4, привод­ного электродвигателя 8, цилиндра перемещения станка на раме с автоматическими захватами 2, выносного блока питания гидросистемы и пульта управления. Станок комплектуется плав­норегулируемым тиристорным электроприводом ТП-1200/200-УЗ, состоящим из реверсивного агрегата, релейного шкафа и пульта управления.

Основанием станка является рама. На раму опирается ста­нина, на которой установлены раздаточная коробка, лебедка и

Рис. 5.10. Буровой станок СКБ-7

тормоз. Слева наверху станины закреплен кронштейн, в кото­ром иа подшипнике установлен один конец вала лебедки. Дру­гой его конец через подшипник опирается на корпус разда­точной коробки. На передней стороне станины закреплен кор­пус вращателя, а на задней установлен кронштейн с площадкой для приводного электродвигателя станка. Электродвигатель сое­диняется с первичным валом раздаточной коробки промежуточ­ным валом с двумя зубчатыми муфтами сцепления. На одной из зубчатых полумуфт, со стороны электродвигателя, собран редуктор датчика и установлен датчик частоты вращения. В нижней части сташшы шарнирно закреплен гидроцилиндр пе­ремещения станка.

Вращатель станка оборудован двумя гидроцилиндрами по­дачи, и двумя зажимными патронами: верхним — пружннно-ги — дравлическим и нижним — гидравлическим. Подача инстру­мента, регулирование осевой нагрузки, управление патронами, а также операции перемещения станка по раме выполняются электрогидравлической системой управления. Элементы этой системы для удобства обслуживания собраны в выносной блок питания гидросистемы. В нем расположены электродвигатель со спаренными маслонасосами. На его металлической панели установлены электромагнитные золотники, а также релейно — контактный блок управления подачей, патронами и тормозом станка.

Спуско-подъемные операции производятся лебедкой, управ­ление которой осуществляется командо-аппаратом, установлен­ным на выносном пульте управления. Аварийная остановка на­груженного барабана лебедки или длительное подвешивание бурильной колонны на барабане осуществляются пружинным колодочным тормозом, раскрытие колодок которого произво­дится гидроцилиндром.

Насосная установка НБ-4 для промывки скважины снаб­жена нереверсивным тиристорным плавпорегулируемым при­водом.

Установка технологических параметров процесса бурения и оперативный контроль за процессом производятся комплектом контрольно-измерительной аппаратуры КУРС-613. Измерение параметров процесса бурения указанным комплектом допуска­ется в следующих пределах:

0—120 0—200 0—30 0 2000 0—10 0-300 0 6 0—1 Г) 380 50

Вес бурового снаряда, кН……………………….

Усилие на коронке, кН……………………………

Осевая нагрузка, кН………………………………..

Частота вращения вращателя, об/мин Давление промывочной жидкости, МПа Расход промывочной жидкости, л/мпп Крутящий момент на шпинделе, кН-м Механическая скорость бурения, м/ч

Напряжение сети, В……………………………….

Частота тока, Гц……………………………………

Мачта буровой установки марки БМТ-7П может приме­няться для бурения как вертикальных, так и наклонных сква­жин (до 15° от вертикали). Подъем и опускание мачты произ­водится как лебедкой станка, так и с помощью трактора. Пре­дусмотрена перевозка мачты на универсальных транспортных средствах с использованием прицепа и специальных средств, входящих в комплект транспортной базы.

Буровая установка УКБ-8 предназначена для бурения вер­тикальных геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые глубиной до 2000 м диаметром 93 мм и до 3000 м диаметром 59 мм. Буровой агрегат этой разборной установки состоит из ротора, лебедки, регулятора подачи, блока буровых насосов. Агрегат разработан конструкторским отделом Бар­наульского завода бурового оборудования на основе бурового агрегата БА-2000.

Агрегат снабжен регулируемым электроприводом. Привод станка СКБ-8 включает в себя электромашинный преобразо­ватель, состоящий из асинхронного двигателя АК-315-4 и гене­ратора постоянного тока П-112 (190 кВт, 220 В), электродви­гателей постоянного тока, ротора лебедки и регулятора подачи, питающихся напряжением 220 В.

Двигатели буровых насосов, маслонасосов, вентилятора, на­соса для охлаждения тормоза лебедки и некоторых вспомога­тельных механизмов питаются напряжением 380 В, напраже — ние цепей управления 220 и 36 В, местного освещения 12 В.

В комплект установки входит электростанция ПЭС-15Л, (1^=15 кВт, {7=380 В), обеспечивающая в аварийном режиме электроэнергией освещение буровой и систему привода регу­лятора подачи, с помощью которого производят аварийный подъем бурового снаряда. Для повышения коэффициента мощ­ности (совф) установка имеет шкаф статических конденсаторов..

Рассмотрим особенности электропривода буровой установки.

Привод ротора производится электродвигателем постоянного тока Д-812 с независимым возбуждением. Двигатель имеет мощность 70 кВт, питается электроэнергией с напряжением 220 В, имеет номинальную частоту вращения вала п =

= 500 об/мин. Указанный двигатель обеспечивает двухзонное регулирование частоты вращения вниз от номинальной измене­нием подводимого напряжения на его зажимы и вверх от но­минальной до 1800 об/мин путем изменения тока в обмотке воз­буждения с помощью регулятора тока.

Привод лебедки включает в себя электродвигатель ДП-82 (95 кВт, 480 об/мин, 220 В). Схема управления приводом ле­бедки позволяет осуществить как ручное, так и автоматическое регулирование частоты вращения барабана лебедки при изме­нении веса поднимаемого груза.

Привод регулятора подачи выполнен по системе тиристор­ный преобразователь — двигатель. Регулятор автоматически ре­

гулирует скорость подачи бурового снаряда в функции осевой нагрузки на крюке и крутящего момента на роторе. Плавное реверсивное регулирование электропривода регулятора подачи происходит согласно подаваемым в цепь управления тиристоров электрическим сигналам от датчика веса бурового снаряда и с шунта якорной цепи двигателя. Регулятор может быть исполь­зован для аварийного подъема бурового снаряда.

Рис. 5.11. Примерная схема расположения оборудования установки УКБ-8 в буровом здании: / — устье скважины; 2 — подсвечник; 3— указатель нагрузки; 4 — верстак; ■ 5 — шурф; б— блок ротора; 7 — блок лебедки; 8 — система охлаждения лебедки; 9— передвиж­ная электростанция ПЭС-15Л; 10 — регулятор подачи; //, 12 — электрошкафы управ’ ления переменного и постоянного тока; 13 — буровой насос; 14 — генератор-двнгатель; 15 — котельная; 16 — душевая; 17, 18 — бытовые помещения; 19 — комната технической документации; 20 — электромагнитный усилитель; 21 — шкаф тиристорный; 22 — аппа­ратура «Курс-713»; 23, 24 — пульты управления электрический и гидравлический; 25 — маслостанция; 26 — буровая вышка

Управление установкой производится с помощью двух пуль­тов: электрического и гидравлического. С электрического пульта производится включение ротора, лебедки и регулятора подачи. С гидропульта включаются буровые насосы, маслонасосы, на­сос охлаждения тормоза лебедки, дроссельный механизм для управления тормозами лебедки. Примерная схема расположе­ния оборудования установки УКБ-8 в буровом здании дана на рис. 5.11.

Комментарии запрещены.