12.Буровые станки. Основные узлы, назначения.
Буровой станок, входящий в комплект буровой установки разведочного бурения, представляет собой машину, с помощью которой выполняются спуско-подъемные операции, вращаются в скважине буровой инструмент и осуществляется его подача, обеспечивающая продвижения забоя. В состав бурового станка входят вращатель, лебедка, механизм подачи и коробка передач.
Вращатель служит для передачи крутящего момента буровому снаряду, приводящему в действие породоразрущающий инструмент. Буровые станки применяют с вращателем: шпиндельным, роторным, подвижным.
Механизм подачи предназначен для регулирования и поддержания заданной осевой нагрузки на породоразругающий инструмент. Регулирование осевой нагрузки на забой можно осуществлять с помощью подачи: рычажной, рычажно-диффренциальной, диффренциально-винтовой, рычажно-цепной через ведущую штангу, цепной с приводом от гидроцилиндра, ручной с тормоза лебедки, гидравлической.
Коробка перемен передач служит для ступенчатого изменения частоты вращения бурового снаряда и барабана лебедки. В некоторых современных буровых агрегатах используется бесступенчатая передача вращения.
Лебедка бурового станка предназначается для выполнения спуска в скважину и подъема из скважины бурового снаряда, обсадных труб, различных тампонажных устройств, измерительных приборов, ловильных инструментов, также перемещения в буровую установку тяжелых устройств и инструментов.
При бурении с использованием съемных керноприемников обычно устанавливают дополнительную лебедку с индивидуальным приводом.
Главный фрикцион позволяет включать и выключать все механизмы бурового станка без остановки приводного двигателя.
Рукоятки управления механизмами бурового станка обычно закрепляютяс на самих механизмах. Однако в современных станках они могут быть размещены на пульте управления или комбинированно – часть на механизмах бурового агрегата, а другая- на пульте управления.
Контрольно-измерительные приборы применяются для показания или записи параметров режима бурения и сопутствующих бурению операций.
4. Процесс разрушения породы при твердосплавном, алмазном, шарошечном бурении.
Разрушение
г.п. при бурении алмазнными коронками
Торец алмазных резцов, изнашиваясь, приобретает округлую (полусферическую) форму
1 - матрица; 2 - резец; f–сила резания; g0-усилие вдавливания; sk – площадь раздавливания породы; r- радиус алмазного зерна
Площадь Sк раздавливания породы
Sк=2πrh где: Sк- контактная поверхность торцевой части резца; R- радиус алмазного зерна; H - глубина внедрения резца.
На разрушение породы оказывают влияние
Свойства породы (твердость–рв);
Величина алмазного резца;
Осевая нагрузка g0, обеспечивающая соответствующую глубину внедрения резца h в породу.
Сила резания породы f.
Определяется нижеперечисленными элементами коронок, подбираемыми в зависимости от свойств горных пород:
Зернистость «объемных» и «подрезных» алмазов,
износостойкость алмазосодержащей матрицы,
Схема расположения алмазов,
Насыщенность коронки алмазами,
Промывочная система коронки.
Разрушение г.п. при бурении твердосплавными коронками
Под действием удельной осевой нагрузки gу резец коронки внедряется в породу на некоторую глубину h.
Необходимое условие для внедрения резца gу>рш·fо,
где: рш–твердость породы·на вдавливание штампа,
Fо – опорная поверхность вдавливаемого лезвия резца.
схема работы единичного твердосплавного резца
Р
–усилие подачи резца.
Глубина внедрения резца
H=η·gу/pш·b·tgβ
Где: η– коэффициент (~0,85);
Gу– удельная осевая нагрузка,
Рш – твердость породы на вдавливание штампа,
B - ширина резца,
Β–угол приострения резцов, градус.
B·tgβ= fо
Разрушение г.п. шарошечными долотами.
При перекатывании шарошки по забоя ее зубьями внедряются в горную породу, которая разрушается в режиме смятия и дробления. В мягких и средних по твердости породах осуществляется так называемый режим проскальзывания зубьев, при котором происходит скалывание стружки породы.