Контрольні питання

1. Обладнання для бурового способу проведення висхідних гірничих виробок.

2. Можливі схеми проходки повсталих виробок.

3. Порівняльний аналіз існуючих схем проходки.

4. Основні вузли бурових верстатів для шарошкового буріння висхідних виробок.

4.1. Буровий верстат для проходки підняттєвих виробок rhino 400 h

Призначення та галузь застосування.

Установка RHINO 400 H призначена для проведення підняттєвих виробок діаметром до 1,5 м (в окремих випадках до 1,8 м) і висотою до 400 м.

Існують три різні способи використання верстату в залежності від послідовності буріння:

- основним є буріння напрямної (пілотної) свердловини зверху вниз до нижньої горизонтальної виробки з подальшим розбурюванням виробки знизу вверх до потрібного діаметру (див. схему на рис.4.1, а, б). Буровий постав при цьому на першому етапі стискується, на другому – розтягується;

- напрямна свердловина може буритися знизу вверх до верхньої горизонтальної виробки або до земної поверхні й розбурюватися зверху вниз (див. схему на рис.4.1, е). При цьому бурильна установка повинна мати спеціальний пристрій для захисту від відбитої породи. Умови роботи бурового поставу аналогічні;

- напрямна свердловина може буритися зверху вниз і розбурюватися також зверху вниз до потрібного діаметра (така схема відсутня на рис.4.1). У цьому випадку буровий постав весь час працює на стискання.

Є також можливість застосування верстату для проходки горизонтальних виробок за однією з перерахованих схем.

Зовнішній вигляд та габаритні розміри верстату наведені на рис.4.5. і 4.6.

Загальна комплектація.

До складу бурового верстату входять:

- базовий агрегат з пультом керування (блок керування бурінням та автоматика проти заклинення), фундаментна плита з регульованими опорами для установки верстату без бетонного фундаменту, рейковий транспортний пристрій з гідравлічним силовим модулем і гідроциліндрами підйому й установки верстату, повністю механізований комір розгвинчування, монтажні пристосування, гідравлічні шланги, електричні кабелі;

- маніпулятор штанг (механізована система з дистанційним керуванням для заміни бурових труб і стабілізаторів);

- комплект бурових труб (75 шт.), комплект стабілізаторів (4 шт.), пілотне шарошкове долото типу 229SCMN (4 шт.);

- комплекти розширювачів CRH 5 (діаметр 1,524 мм) і CRH 6 (діаметр 1,829 мм). Загальні вигляди розширювачів наведені на рис.4.7 та 4.8;

- буровий насос для водяного промивання пілотної свердловини;

- запчастини, пристосування, інструмент.

Конструктивні особливості.

Бурильний верстат може монтуватися на місці проведення робіт без використання спеціальних підйомних при-

стосувань і механізмів. Пристрій пересування обладнаний установочними циліндрами, за допомогою яких він може бути встановлений на опорну плиту, а наявність установочних стрижнів уможливлює орієнтування його під заданим кутом буріння.

Верстат скомпонований таким чином, що розташовується збоку свердловини. Це в більшості випадків дає можливість здійснювати підйом бурового поставу з буровим інструментом і розбурювання виробки до самого верху. Крім того, можна демонтувати верстат на робочому майданчику без перекриття виробки.

Керування роботою бурового верстату здійснюється одним оператором за допомогою виносного пульту, параметри процесу буріння відображуються на контрольно-вимірювальних приладах або самописом, які також розташовані на панелі керування.

Редуктор. Редуктор з прямозубою циліндричною передачею змонтований у литому корпусі коробки передач і обладнаний системою змащення з нагнітальним насосом, очисним фільтром і трьома соплами для забезпечення рівномірного впорскування масла і подавання його до усіх рухомих шестірень і підшипників. Такий редуктор має більш високе передатне число в порівнянні з планетарним, що дало можливість зменшити габарити по висоті його самого і верстата в цілому.

Матеріал і конструкція редуктора розраховані на надійну роботу в умовах високих ударних навантажень, що виникають у процесі буріння. Підшипники ковзання редуктора з окремою системою безперервного змащення сприяють підвищенню точності направленого буріння і гарантують тривалий термін експлуатації. Конструкція редуктора надзвичайно проста і технологічна, що позитивно позначається на надійності й ефективності його роботи, зручності експлуатації та обслуговування.

Плаваючий патрон редуктора забезпечує легке і швидке нагвинчування з мінімальним зношенням різьбових з’єднань. Заміна патрону може бути здійснена протягом 15 хвилин (без розбирання редуктора) за допомогою спеціального пристосування для демонтажу та вилучення патрону.

Спеціально розроблена конструкція проходження промивального вертлюга через редуктор захищена здвоєними сальниковими ущільненнями для попередження проникнення продувального (промивального) середовища і змішування його з маслом коробки передач редуктора.

Рис.4.5. Зовнішній вигляд бурового верстата

RHINO 400 H

Рис.4.6. Габаритні розміри бурового верстата

RHINO 400 H

Рис.4.7. Розширювач CRH 5

Рис.4.8. Розширювач CRH 6

Вертлюг має достатньо великі розміри для спеціальних режимів буріння і розрахований на використання різноманітних очищувальних сполук.

На рис.4.9 показаний зовнішній вигляд редуктора з головними тяговими циліндрами.

Рама. Рама редуктора має жорстку зварну конструкцію, несе на собі основні вузли верстата і захищає їх від ударних і абразивних навантажень під час буріння. Конструкція рами гарантує точність керування редуктором і точність буріння підняттєвих виробок, забезпечує зручність експлуатації та обслуговування.

Зовнішній вигляд рами наведений на рис.4.10.

Рис.4.9. Зовнішній вигляд редуктора

бурового верстату RHINO 400 H

Стіл рами має дистанційно керований ковзний замок, який використовується при з’єднанні та роз’єднанні секцій бурового поставу. Замок задіється гідравлічними циліндрами.

Гідравлічні циліндри. Забезпечують напірне зусилля на буровий постав під час буріння. Конструкція циліндрів осьової тяги розроблена для умов буріння підняттєвих виробок, вона досить технологічна, що забезпечує високу економічність верстата при тривалому використанні.

Монтаж і демонтаж циліндрів суттєво спрощений завдяки спеціальним клапанам, що запобігають витіканню масла під час цих операцій.

Рис.4.10. Зовнішній вигляд рами бурового

верстата RHINO 400 H

Масляні трубопроводи циліндрів змонтовані всередині монтажного стола рами, яка захищає всі найвідповідальніші вузли гідравлічної системи.

Опорна плита. Призначена для передавання навантажень, що виникають під час буріння верстатом, на бетонний фундамент. Має тридцять два отвори для анкерних болтів.

Гвинтові стяжки. Підтримують раму і забезпечують заданий кут буріння виробки. За допомогою чотирьох стяжок різного розміру буровий верстат може встановлюватися під кутами від 23º до 90º (відносно горизонталі). У разі необхідності проведення виробки під меншим кутом використовується похилий бетонний фундамент.

Енергетична установка. Маслостанція верстату розроблена для експлуатації у важких підземних умовах і складається з двох окремих вузлів, які можуть монтуватися разом або окремо. Електричний двигун маслостанції приводять у дію два гідравлічні насоси, що забезпечують реалізацію всіх режимів роботи гідроприводу.

У нижній частині маслостанції розташований масляний резервуар, фільтри очищення масла, насоси та електродвигун. У верхній частині знаходяться головні клапани циліндрів осьової тяги і приводу обертання, електричні розподільні коробки і фільтри тиску. Усі клапани бурового верстата об’єднані у дві групи. Клапани циліндрів осьової тяги і обертання змонтовані на електричній установці в одному блоці. Решта клапанів для пристрою подавання секцій бурового поставу, ковзного замку і пристрою оброблення устя свердловини розташовані на рамі верстату.

До складу клапанного блоку входить пропорційний клапан зі зворотним зв’язком для роботи в режимі похилого буріння і розширення свердловини. Функції прискореної подачі траверси забезпечуються рухомими пропорційними клапанами.

Роботою пристрою для завантаження секцій бурового поставу керують за допомогою спрямованих клапанів. Безпеку кожної операції контролюють спеціальні контрольні клапани.

Енергетична установка має систему самодіагностування, яка суттєво знижує витрати часу на проведення технічного обслуговування і попереджує виникнення несправностей. Система вказує на погіршення функціонування і наближення відмов обладнання і таким чином запобігає можливості неправильного експлуатації бурового верстата.

Зовнішній вигляд маслостанції приведений на рис.4.11.

Консоль оператора (виносний пульт). Призначений для дистанційного керування роботою бурильного верстата. Має у своєму складі вимірювальні прилади для контролю обертального моменту, величини осьового зусилля і швидкості обертання під час буріння, а також контролер буріння для регулювання зусилля.

Рис.4.11. Зовнішній вигляд маслостанції

бурового верстата RHINO 400 H

Загальний вигляд дистанційного пульта оператора показаний на рис.4.12.

Рис.4.12. Дистанційний пульт оператора

Пристрій для завантаження секцій бурового поставу. Призначений для маніпуляцій з буровим поставом і стабілізаторами під час буріння виробок. Вантажник підхоплює секції з землі та переносить їх до установки співвісне із напрямком подавання. Наявність пристрою виключає необхідність використання додаткових підйомних засобів на робочому майданчику. Гвинтова подача бурової колони здійснюється з високою точністю завдяки можливості синхронізації переміщення захвату і жорсткій конструкції вантажника. Система допускає застосування високих швидкостей обертання і знижує загальні витрати часу на заміну секцій до 5 хвилин. Вантажник може бути змонтований на будь-якому боці установки. Керування пристроєм здійснюється з дистанційного пульта оператора.

Буровий верстат може комплектуватися додатковим обладнанням для механізації процесу його транспортування. Це можуть бути:

- полозки для пересування самого верстату і стальної плити;

- платформа на гусеничному ході. Платформа має гідравлічну енергетичну установку з дизельним двигуном і гідравлічними циліндрами вирівнювання коливань для полегшення монтажу й демонтажу обладнання на робочому майданчику. Функція вирівнювання коливань платформи спрощує керування під час руху по ґрунтовому покриттю та пересіченій місцевості. Усі пересування платформи відрізняються високою плавністю рухів, що забезпечує виняткову точність позиціювання бурового верстата на робочому майданчику. Можливе дистанційне керування платформою. На рис.4.13 показаний буровий верстат на платформі, а на рис.4.14 – його габарити при транспортировці;

Рис.4.13. Буровий верстат RHINO 400 H

на самохідній платформі

Рис.4.14. Габарити верстата при транспортировці

- маслостанція на колесах (рис.4.15);

- пакет для агресивних умов експлуатації;

- засоби зв’язку;

- цифровий індикатор кута нахилу верстата;

- локатор свердловини для пошуку виходу свердло-вини;

- комплект для магнітної дефектоскопії бурової колони;

- кабіна з кондиціонуванням повітря для оператора і пульта керування.

Рис. 4.15. Маслостанція на колесах

У табл.4.1 наведені технічні характеристики бурового верстату RHINO 400 H.

Таблиця 4.1