Задача №19 Расчет мощности установки горизонтального бурения (угб)

При бурении мощность расходуется на:

1. разрушение грунта;

2. транспортирование грунта из забоя;

3. продвижение кожуха в скважине.

Мощность двигателя установки определяется из равенства:

, (19.1)

где - мощность, потребная для работы режущей головки [Вт];

- мощность, необходимая для работы шнекового транспортера, [Вт];

- мощность, потребная для продвижения патрона (кожуха) в скважину, [Вт];

- к.п.д. трансмиссии. Для машин горизонтального бурения

Мощность, потребная для работы режущей головки, определяется по формуле:

, (19.2)

где - радиус скважины. Диаметр скважины принимается на 40-60 мм больше наружнего диаметра кожуха;

- механическая скорость бурения [м/с].

Исследовательскими работами установлено, что шнековые транспортеры обеспечивают максимальную производительность при скоростях бурения (скорости подачи трубы-кожуха)

- коэффициент удельного сопротивления резанию, [Н/м²].

Этот коэффициент зависит от многих факторов: вида грунта, толщины стружки, скорости бурения и т.д. Для расчета рекомендуется принимать усредненное его значение -

Мощность, потребная на работу шнекового транспортера определяется по формуле:

(19.3)

где - крутящий момент на приводном валу шнека, [Нм].

Он пропорционален диаметру наружнему диаметру кожуха (принимается по варианту задания).

- скорость вращения шнека, [рад/c]. Максимальная производительность буровой установки обеспечивается при скорсти вращения шнекового транспортера Для справки: 1об/мин= .

- коэффициент пропорциональности, принимается равным 0,12.

Величина рассчитывается по формуле, предложенной ВНИИСТом:

(19.4)

где - общий приведенный коэффициент сопротивлений трения кожуха о грунт. Этот коэффициент зависит от многих факторов: вида грунта, диаметра кожуха, формы режущей головки, скорости бурения и т.д. - меняется в широких пределах: от 1,6 до 3,5. Для расчета следует принимать среднее значение

- вес одного метра длины кожуха, [Н/м].

Вес 1 пог. м длины кожуха включает в себя:

• вес шнеков ( );

• вес грунта, заполняющего трубу-кожух при работе машины ( );

• вес собственно кожуха ( ).

Для определения веса шнеков (на 1м) небходимо знать: длину одной секции шнека и вес одной секции шнека. (Значение задано по варианту).

Вес грунта, заполняющего трубу-кожух при работе машины, определяется по формуле:

(19.5)

где - внутренний радиус защитного кожуха, [м]; ;

- объемный вес грунта, [кгс/м³], принимается в зависимости от вида грунта по табл. 19.1.

- длина скважины, [м]. Обычно принимается на 6-8 м меньше, чем длина кожуха.

- механическая скорость бурения, [м/с].

Таблица 19.1

Грунт
Песок	1600
Суглинок легкий	1600
Глина	1800
Гравий, галька	1750

Исходные данные задачи приведены в табл. 19.2.

Таблица 19.2

Показатели и № варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Dк, мм	630	1020	720	1420	1720	1420	1020	630	920	820
Dс мм	690	1070	770	1480	1770	1480	1080	680	970	870
, мм	10,5	10	9	14,5	16	15,5	12	10	12	10
Lк, м	30	40	40	45	40	40	35	35	55	60
Вид грунта	Песок	Гли-на	Гли-на	Галь-ка	Гли-на	Гра-вий	Галь-ка	Лег-кий суглинок	Песок	Песок
qш, кГс/м	65	110	80	140	170	140	110	65	100	80
Мкр, кГс м	1100	1900	1300	2500	2900	2500	1900	1100	1900	1300
n , об/мин	13	15	13	18	15	12	16	18	14	16
V, м/час	5	4	4	5	4	4	5	3	5	4
	0,8	0,8	0,75	0,75	0,8	0,8	0,75	0,75	0,8	0,75