Узлы стрелы

Принцип ударного бурения

Процесс ударного бурения включает четыре основных функциональных режима:

• Удар с проникновением буровой коронки в породу.

• Подача с поддержанием тесного контакта буровой коронки с породой.

• Вращение, поворот буровой коронки в новое положение перед следующим ударом.

Промывка, очистка шпура/скважины от бурового шлама.

Сообщаемая поршнем перфоратора энергия удара передается к породе через буровые штанги и буровую коронку.

Удар

Передаваемая через буровую колонну мощность удара представляет собой сочетание ударного усилия и ударной частоты. Эта мощность напрямую регулируется уровнем ДАВЛЕНИЯ удара.

Одним из важнейших моментов в бурении является способность бурового оборудования передавать энергию. Существует максимальная кинетическая энергия, которая может передаваться буровым оборудованием определенного размера. При превышении этой способности бурового оборудования оно может быстро выйти из строя.

Используемая величина мощности удара зависит от типа пробуриваемой породы. При бурении слабой породы используются низкие давления из рабочего диапазона. При проходке породы высокой крепости задаются более высокие давления.

Установка давления удара обычно является компромиссом между скоростью проходки и сроком службы оборудования.

Подача

Назначением подачи является удержание хвостовика в прочном контакте с перфоратором, а также буровой коронки в прочном контакте с породой. При увеличении давления удара давление подачи также должно возрастать. Оптимальное усилие подачи определяется давлением удара, типом породы, глубиной шпура/скважины, а также типоразмерами бурового оборудования. Слабая (рыхлая) порода должна буриться при низком давлении удара и низком давлении подачи.

Оптимального давления можно достичь “на взгляд” и “на слух”.

“НА ВЗГЛЯД” по:

• плавному перемещению вперед перфоратора (без отскоков и ударов о люльку);

• плавному вращению буровой штанги (постоянной скорости вращения);

• плотному соединению хвостовика (муфта не перегревается, не дает синих цветов побежалости, не дымится);

• плавной скорости проходки.

“НА СЛУХ” по:

• “звонкому” звуку ударов (не “дребезжащему” или вибрирующему звуку).

Увеличение усилия подачи не приведет к увеличению скорости проходки, оно только приведет к ускоренному износу буровой коронки и к отклонениям ствола шпура/скважины от нужного направления, изгибным деформациям буровой штанги и будет сопровождаться избыточным давлением вращения.

Слишком малое усилие подачи приведет к отсутствию надежного контакта с пробуриваемой породой. В этом случае энергия удара будет возвращаться буровой штанге (вместо того, чтобы передаваться породе), вызывая повреждение буровой колонны, перфоратора и люльки податчика.

Вращение

Основным назначением вращения при ударном бурении является поворот буровой коронки после каждого удара поршня в новое положение. Оптимальная скорость вращения определяется геометрической формой коронки, ее размерами и пригодностью породы для бурения (с точки зрения твердости, износа и пр.), а также параметрами других основных функций бурения.

Слишком низкая скорость вращения приводит к большим потерям энергии вследствие многократного повторного дробления бурового шлама и низкой скорости проходки. Буровой шлам выходит наружу, скорее, в виде измельченного порошка, а не осколков.

Чрезмерно высокая скорость вращения приводит к повышенному износу буровой коронки, поскольку разрушение породы происходит, прежде всего, вследствие вращения, а не удара. Более высокая по сравнению с оптимальной скорость вращения также приведет к чрезмерному затягиванию соединительных муфт, что вызовет определенные трудности при их развинчивании.

Промывка

Назначением промывки является удаление из пробуриваемого шпура/скважины бурового шлама. Промывочная вода проходит к дну шпура/скважины через буровую колонну и отверстий в буровой коронке. Буровой шлам смешивается с промывочной водой и удаляется из пробуриваемого шпура/скважины через пространство между буровой колонной и стенками шпура/скважины.

Недостаточная промывка приводит к снижению скорости проходки (за счет повторного дробления бурового шлама), снижению срока службы буровой штанги, увеличенному износу коронки и увеличению вероятности заклинивания буровых штанг.

Буровой инструмент

Хвостовик

Энергия удара и вращающий момент передаются буровому оборудованию через хвостовик.

MF штанги

MF штанги имеют наружную резьбу с одного конца и внутреннюю резьбу с другого. Длина штанги равна длине наращиваемой удлинительной штанги.

Наращиваемые удлинительные буровые трубы

Наращиваемые удлинительные буровые трубы имеют наружную резьбу с одного конца и внутреннюю резьбу с другого.

Направляющие трубы

Направляющие трубы уменьшают возможность появления отклонений стволов скважин/шпуров от нужного направления.

Буровые коронки

Буровая коронка, армированная твердосплавными штырями наиболее часто используемый тип буровых коронок. Ее преимущества - большая скорость проходки, долговечность и легкая заточка. Производят различные виды коронок, армированных твердосплавными штырями для различных условий бурения.

Проверка зоны бурения:

-Проверить, что оборка кровли и бортов выработки, загрузка и крепление горных пород выполнены должным образом.

-Убедиться, что насыпка достаточно твердая, чтобы предотвратить утапливание буровой установки во время бурения.

-Проверить, что в буримом забое отсутствуют невзорвавшиеся шпуры.

-Проверить, что вентиляция достаточна.

Позиционирование бурового модуля по отношению к пробуриваемым скважинам.

• При бурении нисходящих или восходящих скважин, опустить переднюю раму на землю так, чтобы передние колеса оторвались от земли.

• Оторвать задние колеса от земли при помощи задних домкратов. Убедиться, что шасси занимает устойчивое положение, не качается.

• Задействовать стояночный тормоз.

• После проведения позиционирования шасси в соответствии с отметками веерного бурения, выключить дизельный двигатель.

• Включить рабочие огни.

• Подсоединить водянойшланг от сети выработки к буровой установке и открыть водяной кран.

• При необходимости подсоединить воздушный шланг от сети выработки к буровой установке. Убедиться, что в воздушном контуре нет водного конденсата, выпустив воздух из шланга перед его подсоединением к буровой установке.

• Перед поворотом стрелы или позиционированием блока по отношению к пробуриваемым скважинам необходимо поднять буровую установку на домкраты.

Бурение нисходящих скважин. Установка защитной трубы

• При бурении шпура/скважины для защитной трубы буровая коронка должна быть на 1“--1 1/4” больше, чем пробуриваемый шпур/скважина.

• Лучше использовать стальную трубу длиной 400-1000 мм в зависимости от площадки бурения (слабости/рыхлости породы). Конец защитной трубы должен крепиться к цельной породе. Отмерить подходящую длину трубы (примерно на 50...100 мм длиннее, чем шпур/скважина защитной трубы).

• Ввести коронку в породу.

• Перед началом бурения сбросить счетчик глубины бурения. Нажать клавишу <DATA DISP> <Дисплей данных> для вывода на экран первого окна с данными бурения. В данном окне представлены глубина шпура/скважины в метрах, текущая скорость проходки (м/мин) и давления бурения (подачи, удара, вращения и промывки).

• Пробурить шпур/скважину для защитной трубы. Снять показание глубины шпура/скважины на дисплее.

• Использовать продувку воздухом. Для сведения образования пыли к минимуму моментно включить промывку водой.

• При достижении достаточной глубины использовать удар для освобождения коронки.

• Выкачать шлам при помощи продувки воздухом.

• Снять коронку и заменить на коронку нормального размера.

• Установить защитную трубу в шпур/скважину. Во время бурения убедиться, что промывка водой функционирует, а защитная труба не вращается.

• При бурении нисходящих скважин уменьшить усилие подачи прежде, чем достигнута желаемая глубина для более легкого открытия резьбы (предотвратить появление чрезмерной подачи).

• При необходимости продувать скважину воздухом. В случае со сквозными шпурами/скважинами продувать их перед пробуриванием насквозь.

• После пробуривания шпура/скважины насквозь остановить бурение и вытащить колонну. Открыть резьбовые соединения колонны в штангодержателе при помощи удара. Разобрать колонну. При вытаскивании колонны труб/штанг не выключать вращение, чтобы резьбовые соединения не открылись слишком рано и трубы/штанги не упали в шпур/скважину.

• При бурении нисходящих скважин уменьшить усилие подачи для предотвращения появления чрезмерной подачи.

Бурение в автоматическом режиме (только бурение)

Во время бурения категорически запрещается входить в опасную зону. Перед задействованием бурения в автоматическом режиме необходимо, чтобы было выполнено следующее:

• Штангодержатель (PITO) открыт.

• Наличие трубы в зажимах, исключение составляет выполнение операции с последней трубой, в этом случае трубы в зажимах быть не должно..

• Зажимы в центре кассеты.

• Наличие трубы в зажимах.

• Кассета в правильном положении.

• Все последовательности завершены.

При бурении новой скважины, сбросить счетчик глубины перед задействованием бурения в автоматическом режиме. Также необходимо убедиться, что счетчик труб показывает правильное значение (<DATA DISP> <Дисплей данных>). При необходимости установить правильное значение (<ZERO SET> <Сброс счетчика>).

Если скорость, с которой Вы настраиваете глубину, кажется слишком медленной или слишком быстрой, скорость настройки можно изменить при помощи многофункциональных клавиш.

Если Вы слишком долго не нажимаете клавишу <OK>, программа не запустится. Для запуска программы Вам нужно будет заново нажимать клавиши <DRILL> <Бурение> и <OK>.

Как только бурение началось, на экран выводится определенная информация.

Бурение останавливается, когда скважина готова или при нажатии клавиши <STOP> <Остановка>.

Во время бурения могут использоваться почти все функции, кроме функций <AUTO ALIGN> <Автоматическое позиционирование> (полуавтоматическое позиционирование) и<ZEROSET><Сброс счетчика>(сброс счетчиков глубины и труб).

Углы бурения не могут регулироваться при помощи функции <SPEC> <Калибровка и техобслуживание>.

Когда бурение завершено, на дисплей GUI выводится определенное сообщение.

Проверки во время бурения

• Перед вводом буровой установки в эксплуатацию ознакомиться с инструкциями по безопасности и эксплуатации буровой установки, ее характеристиками и расположением устройств управления.

• Смазка хвостовика функционирует.

• Воздушно - масляная смесь выходит из точки гнезда промывки.

• Шланги перфоратора не сотрясаются сильнее обычного.

• На перфораторе нет утечек масла.

• Уплотнение гнезда промывки перфоратора не пропускает воду (герметично).

• Соединения шлангов не протекают.

• Значения давлений на дисплее GUI-1 находятся в пределах нормы.

• Не горят желтые или красные предупреждающие лампы.

• Упоры прочно держатся в породе.

Распознавание неправильных параметров бурения

	Неисправность	Признаки
УДАР	Слишком высокое давление удара	-Износ буровой коронки -Сокращенный срок службы перфоратора и бурового оборудования -Увеличенный риск застревания буровой штанги
	Слишком высокое давление удара	-Уменьшенная скорость проходки. (При проходке слабой породы наилучшая скорость проходки и самый протяженный срок службы оборудования достигается при сниженном, по сравнению с проходкой пород высокой прочности, давлении удара)
ВРАЩЕНИЕ	Слишком высокая скорость вращения	-Ускоренный износ внешнего края буровой коронки (риск стирания конуса коронки) -Мелкозернистый буровой шлам -Ускоренный износ деталей перфоратора и механизма вращения
	Слишком высокая скорость вращения	-Неравномерное вращение буровой штанги -Сниженная скорость проходки -Повышение нагрузки на буровую штангу и механизм вращения
ПОДАЧА	Слишком большое усилие подачи	-Вращение с застреванием (давление вращения колеблется) -Увеличенный вращающий момент (давление вращения растет), вызывающий перегрузку бурового оборудования и механизма вращения перфоратора. ПРИМЕЧАНИЕ! Увеличение давления вращения может быть также вызвано изгибанием буровой штанги или другим ненормальным сопротивлением вращению. -Изгибание буровой штанги, ускоренный износ направляющих и буксы хвостовика, увеличенный риск удара поршня по хвостовику под углом. -Измененный звук при работе перфоратора. -ПРИМЕЧАНИЕ! Увеличение усилия подачи сверх определенного предела не приводит к увеличению скорости проходки.
	Слишком большое усилие подачи	-Перфоратор подпрыгивает и трясется (звенящие звуки). -Ускоренный износ ереднего торца буксы хвостовика и соединительной муфты буровой штанги. -Ускоренный износ наружных поверхностей корпуса перфоратора (сокращаются интервалы технического обслуживания). -Скорость проходки уменьшается. Хвостовик находится в неправильном положении при ударах поршня. Только малая часть мощности удара передается породе. -Срок службы бурового оборудования сокращается (буровое оборудование подвергается большой нагрузке)
ПРОМЫВКА	Слишком низкое давление промывки	-Повышенный риск заклинивания штанги. -Буровая коронка изнашивается быстрее (перегрев). -Сниженная скорость проходки. -Мелкозернистый буровой шлам.
	Слишком низкое давление промывки	-Увеличивается износ буровой коронки. -Сокращенный срок службы уплотнения гнезда ромывки.

В конце рабочей смены

• Всегда при остановке бурения в конце рабочей смены, на обеденный перерыв, для перемещения буровой установки или по другой причине, продуть перфоратор и буровую штангу от воды при помощи продувки воздухом (повернуть селекторный переключатель S84 вправо).

• Наклонить передний конец податчика вниз так, чтобы вода не попала на перфоратор.

• Перед окончанием смены помыть буровую установку (стрелу, блок бурения).

• Сообщить следующей смене обо всех Вами замеченных неполадках или неисправностях.

• Остановить маслостанцию.

• Закрыть водяной кран, находящийся в задней части буровой установки.

• Повернуть главный выключатель в положение “0”.

• Повернуть главный выключатель шасси в положение “OFF” ”ВЫКЛ”.

Снятие заклиненной буровой штанги

В зависимости от условий бурения буровую штангу может заклинивать. Если штангу постоянно заклинивает в обычных условиях, то возможно, неправильны некоторые параметры бурения или коронка изношена или повреждена.

Если коронку заклинило неплотно, есть шанс ее вытащить. Попытаться провести следующие действия:

1. Включить промывку водой.

2. Включить удар на полную мощность.

3. Включить подачу назад.

4. Попробовать вращение в обоих направлениях.

5. Не использовать движения стрелы и податчика для снятия буровой штанги.

6. Если необходимо отрезать или отсоединить буровую штангу от податчика, убедиться в том, что ни буровая штанга, ни какая-либо деталь стрелы не нагружены. При отрезании буровой штанги штанга или податчик могут нанести неожиданный удар.

Снятие буровой коронки

• Проверить состояние буровой коронки перед началом бурения шпура/скважины.

• Если штыри изношены (1/3 поверхности штыря вследствие износа стала плоской), заменить буровую коронку.

• Подвести коронку к породе. Включить удар и промывку водой. Ударять коронкой о породу при помощи удара и подачи, пока она не снимется (вода вытекает между коронкой и трубой/штангой). Опасность прорыва струи воды под высоким давлением. Не находится рядом с коронкой.

• Повернуть буровой модуль таким образом, чтобы коронку можно было бы легко заменить на новую или заточенную. Не допускать полного износа буровых коронок. Заменить коронку по крайней мере тогда, когда 1/3 поверхности штыря вследствие износа станет плоской.

• Для достижения высокого уровня производительности и снижения затрат на оборудование следует регулярно проводить заточку коронки.

• Не трогать вращающиеся детали.

ВЫЯВЛЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ОПЕРАТОРОМ

Неисправность	Возможная причина / проверка
Не запускается дизельный двигатель.	Проверить, включен ли главный выключатель шасси (положение “ON” “ВКЛ”). Проверить, задействован ли предохранительный тормоз. Проверить, находится ли рычаг выбора направления движения в нейтральном положении «N». Проверить, не смотался ли главный питающий кабель полностью с барабана. Проверить уровень топлива. Проверить состояние аккумуляторной батареи.
Не запускается маслостанция.	Проверить, не горят ли лампы на панели сигнальных ламп. Проверить разъем подачи питания и убедиться, что включен главный выключатель. Проверить, не активированы ли кнопки Аварийного останова. Проверить, не работает ли водяной насос или компрессор. Проверить, не сработал ли один из выключателей на дверце главного распределительного устройства.
Главный контактор маслостанции издает хлопки при пуске маслостанции.	Слабая подача напряжения. Проверить показание напряжения питания на вольтметре P410 на дверце главного распределительного устройства. Напряжение должно оставаться в заданных пределах во время холостого хода, пуска маслостанций и бурения на полную мощность.
Маслостанция останавливается.	Проверить, не горят ли лампы на панели сигнальных ламп. Проверить, находятся ли управляющие переключатели водяного насоса или компрессора в положении 1 и, если используется внешний источник воды или сжатого воздуха, проверить, достаточное ли входное давление. Проверить, не сработал ли один из выключателей на дверце главного распределительного устройства. Проверить, не активированы ли кнопки Аварийного останова.
Бурение в автоматическом режиме останавливается через 30 секунд после начала.	Проверить, не горит ли лампа неисправности смазки хвостовика (GUI). Проверить, не горят ли лампы на панели сигнальных ламп.