2.Принцип ударно-канатного буріння.

При ударно-канатному способі буріння порода у свердловині руйнується ударами важкого бурового снаряду, який скидається у забій з висоти 0,35...1,0 м. При цьому, розпушену породу виймають періодично (у міру її накопичення) желонкою.

Принципова схема ударно-канатного способу (рис. 1) буріння така.

Рис .1. Принципова схема ударно-канатного способу буріння 1-бурове долото;2- ударна штанга;3- розсувна штанга (ножиці); 4-канатний замок; 5- інструментальний канат; 6- желоночний трос; 7- крон-блок; 8- амортизатори; 9- щогла; 10- відтяжний ролик; 11- балансирна рама; 12-напрямний ролик; 13-інструментальний барабан лебідки; 14-опорна рама; 15-кривошип; 16-шатун.

ПРИНЦИП РОБОТИ бурового верстата: Буровий снаряд, що складається з долота 1, ударної штанги 2, розсувної штанги (ножиць_ - 3 і канатного замку - 4, опускається в свердловину на канаті 5. Канат огинає головний ролик на вершині щогли 9, відтяжний ролик 10 балансирної рами 11 і направляючий ролик 12. Кінець каната закріплений і намотаний на інструментальному барабані 13 з гальмом 14. Головний ролик 7 встановлюється на гумових або пружинних амортизаторах 8. При включенні ударного валу кривошип 15 обертається і за допомогою шатуна 16 приводить в коливальний рух балансирну раму 11 і направляючий ролик 10. В результаті канат підніматиме і опускатиме буровий снаряд, який завдаватиме ударів по породі долотом.

Така система забезпечує 40...50 ударів за хвилину.

У міру розпушення породи поступово відпускають канат з барабана і буровий снаряд поглиблює свердловину.

Завдяки обертанню каната навколо своєї осі буровий снаряд розвертається на кут 10...15 градусів при кожному наступному ударі, що надає свердловині круглої форми в поперечному перерізі.

Після заглиблення свердловини на 0,5... 1,0 м інструментальний канат намотують на барабан і повністю виймають буровий снаряд із свердловини.

В свердловину опускають желонку на желоночному канаті (тросі).

Цей канат огинає свій ролик на вершині щогли (поруч із роликом 7) і намотується на желонковий барабан, розміщений на рамі верстата поряд із барабаном 10.

Намотавши трохи троса на желонковий барабан, піднімають желонку, а потім різко відпускають гальмо барабана.

Желонка падає на забій і частково наповнюється ґрунтом.

Виконавши кілька разів такі операції, желонку повністю наповнюють ґрунтом.

Наповнену желонку піднімають на денну поверхню, висипають ґрунт, і якщо в свердловині залишився розпушений ґрунт, знову скидають її у свердловину.

Так діють доти, поки не звільнять свердловину від розпушеного ґрунту.

Після цього знову опускають у свердловину буровий снаряд і так далі.

2.1 Бурові станки та установки

У вітчизняній практиці для буріння свердловин ударним способом застосовується більше 20 типів бурових установок і верстатів (як правило , більшість з них є пересувними).

Бурова установка – установка, яка включає:

• наземні споруди;

• бурове обладнання;

• енергетичне обладнання,

яке необхідне при бурінні свердловин (див. термінологічний словник до лекції № 4).

Пересувна бурова установка - бурова установка з власною транспортною базою, яка пересувається шляхом буксирування (див. термінологічний словник до лекції № 4).

Бурові установки (верстати) базуються на причепних рамах з пневмоколісною ходою.

Широке застосування одержали верстати й установки: УКС-22М (УГБ-3УК), УКС-ЗОМ (УГБ-4УК), КС-24, УКС-54, УГБ-50М та ін.

Найбільші діаметри буріння верстатами типу УКС становлять: 600, 900, 1400 мм, установкою УГБ-50 - 850 мм.

ПРИМІТКА: Ці установки подібні за конструкцією, але установка УГБ-4УК має міцнішу щоглу та лебідки більшої вантажопідйомності, потужніший двигун і призначені для буріння більш глибоких свердловин.

Всі установки ударно-канатного буріння мають у своєму складі:

• ударний механізм,

• три лебідки (інструментальна, желоночна, талева),

• щоглу,

які розміщенні на спільній основі .

На базовій рамі верстата розташований електродвигун, який живиться від електромережі або від пересувної електростанції.

Через клиноремінну передачу двигун передає оберти на головний вал.

На валу є декілька фрікційних муфт, через які передаються оберти великій шестерні ударного механізму та барабанам лебідок.

Щогла станка висувна (телескопічна) і в зібраному положенні може обертатись на шарнірі на 90 градусів і переходити з горизонтального (транспортного) положення в вертикальне або навпаки.

Висування проводиться за допомогою троса, який намотується (при опусканні щогли відпускається) на спеціальний барабан в передній частині станка.

Рис.2 Схема бурових верстатів типу УКС

В робочому стані щоглу закріплюють трубчастими розтяжками та, для більшої стійкості, чотирма тросовими розтяжками.

На вершині щогли є інструментальний, желонковий ті талевий блоки, через які перекидаються троси від желонкового, талевого (для підняття та спуску обсадних труб під час буріння і виконання вантажопіднімальних операцій при виправленні можливих неполадок і аварій), інструментального барабанів.

Зміна кількості ударів бурового снаряду забезпечується шляхом заміни шкивів з різними діаметрами на валу електричного двигуна, що забезпечує три швидкості обертання головного вала і відповідно всіх механізмів.

Зміна величини ходу бурового снаряду забезпечується шляхом перестановки пальців в кривошипно-шатунному механізмі.

Управління роботою станка проводиться системою рукояток, які винесені на окрему панель.