книги из ГПНТБ / Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых

ник для бурения указанным способом навертывается на буровые

штанги диаметром 102, 127 или 152 мм соответственно типу пневмо­ ударника.

Наращивание буровых штанг механизировано. Запасные штанги находятся в кассете.

5. ПИТАНИЕ СТАНКОВ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ

Питание буровых станков как с погружными, так и с выносными молотками производится или от рудничной пневматической сети, пли от передвижных компрессоров. На мощных машинах компрес­ соры устанавливаются на раме станка. Наиболее рациональным является питание станков сжатым воздухом от рудничной сети. Расчеты показывают, что стоимость сжатого воздуха от стационар-' ной компрессорной установки дешевле в два-три раза, чем от пере­ движных компрессоров.

Однако, если карьер имеет большую протяженность и работы пневматическими станками имеют ограниченное применение, то це­ лесообразно применять передвижные компрессоры. На мощных буровых станках компрессоры устанавливаются на ходовой раме. Компрессоры в этом случае агрегируются со станком наряду с дру­ гими механизмами.

Достоинством установки компрессоров на станках является автономность станков и, кроме того, в этом случае потери сжатого воздуха сокращаются до мпмнимума. Недостатком такого распо­ ложения компрессоров является более быстрый пзнос, так как ком­ прессоры работают в запыленной атмосфере.

К компрессорам, монтируемым на станках, предъявляются сле­ дующие требования: малый вес, портативность, безотказная работа

посредственно на раме станка. Осуществлению указанного меро­ приятия способствовало появление ротационных и особенно винто­ вых компрессоров, которые значительно легче поршневых. Винто­ вые компрессоры имеют большой срок службы и могут работать длительное время при наличии в воздухе абразивной пыли.

Все компрессоры снабжены автоматическим регулирующим кла­ паном, переключающим компрессор на холостой ход после достиже­ ния установленного предельного давления. Отсутствие клапанов на винтовых компрессорах делает их весьма надежными в работе.

В табл. 55 приведены данные, по которым можно судить о пре­

191

Т а б л и ц а 54

ного управления.

Приводами для компрессоров служат двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели. Промышленностью серийно выпускаются винтовые компрессоры 6ВКМ-25/8 и ПВ-10 (табл. 56).

192

На рис. 119 показана передвижная компрессорная станция ПВ-10 и рабочие винты компрессора.

Станция ПВ-10 эксплуатируется при температуре наружного воздуха —30° С до +40° С и атмосферном давлении не ниже 650 мм рт. ст.

Она выполнена с винтовым компрессором 14ВК маслонаполнен­ ного типа в одноступенчатом горизонтальном исполнении. В каче­ стве привода компрессора использован У-образный шестицнлиндровый двигатель автомобильного типа марки ЯМЗ-236.

Винтовой компрессор передним фланцем картера жестко соеди­ нен с двигателем, образуя единый агрегат. Передача движения от ко­ ленчатого вала двигателя к компрессору производится через муфту сцепления автомобильного типа. За компрессором установлен ма­ слосборник со встроенным в него маслоотделителем. Все оборудова­ ние станции смонтировано на двухосной прицепной тележке и на­ дежно защищено от воздействия атмосферных осадков кузовом обте­ каемой формы.

Тележка снабжена пневматическими шинами и поворотным устройством автомобильного типа с водилом для буксировки.

6. КОНСТРУКЦИИ ПНЕВМОУДАРНИКОВ

Наиболее удачные конструкции пневмоударников, получившие широкое распространение, были разработаны в ИГД СОАН СССР

под руководством докт. техн. наук Б. В. Суднишникова. Базовой конструкцией был пневмоударник М1900 (рис. 120).

Пневмоударник состоит из 13 деталей. Корпус пневмоударника 1 представляет собой толстостенный цилиндр, в стенках которого выфрезерованы каналы для подачи воздуха в рабочие камеры и для очистки забоя скважины. Снаружи воздушные каналы прикрываются

194

стальной рубашкой 2. Внутри корпуса пневмоударника находятся ударник 3 и клапанная коробка 4 с крышкой 5. Крышка п клапанная коробка имеют седла, между которыми движется клапан 6. Клапанная коробка прижимается к торцовой проточке корпуса с помощью переходника 7. Переходник имеет конусную нарезку под буровую штангу, а также несет на себе фонарь 8, который армируется пла­ стинками из твердого сплава 9 и служит для защиты корпуса от ис­ тирания. При работе пневмоударник опирается на стенки скважины посредством фонаря и бурового долота 10. Внутрь переходника вста­ вляется сетка 11, которая задерживает посторонние предметы, по­ падающие в воздухопровод.

522

Рпс. 120. Пневмоударник М1900

В передней части пневмоударника находится долото 10, которое крепится в корпусе с помощью шпонки 12\ последняя, в свою оче­ редь, удерживается от выпадения стопором.

Пневмоударник работает следующим образом. Сжатый воздух по буровой штанге поступает в переходник и затем через сетку про­ ходит к клапанной коробке. По каналам 13 он попадает в кольцевую клапанную камеру 14. Далее воздух иод клапаном проходит в верх­ нюю камеру 15. Под действием давления сжатого воздуха ударник начнет двигаться вниз. При этом давление в камере 15 будет немного ниже сетевого. По мере того как скорость ударника будет нарастать, давление будет уменьшаться за счет отставания процесса заполне­ ния камеры. Воздух, находящийся в нижней камере 16, будет вы­ ходить через выхлопные отверстия 17 наружу. Ударник, пройдя нижней кромкой отверстия 17, начнет сжимать воздух, находящийся в нижней камере; давление будет передаваться по каналам 18,19 и 14 на клапан. После того как откроются выхлопные отверстия 17, клапан перекинется, а ударник, двигаясь вниз, нанесет удар по до­ лоту и начнет двигаться вверх за счет отскока и под действием сжа­ того воздуха, который после перекидки клапана по каналам 19 и 18 поступает в нижнюю камеру 16.

Воздух, находящийся в верхней камере, при движении ударника вверх будет выходить через отверстия 17. После их перекрытия ударник будет сжимать воздух, оставшийся в камере, и давление будет передаваться на клапан 6.

Когда ударник откроет отверстия 17, давление в канале 18 упадет почти до атмосферного и произойдет перекидка клапана в верхнее положение. Сжатый воздух при этом снова будет поступать в верх­ нюю камеру, и цикл повторится. Удаление буровой мелочи произ­ водится струей сжатого воздуха, которая проходит по каналам 20, 21, 22 вдоль корпуса пневмоударника к забою скважины.

В том случае, если долото не будет касаться забоя скважины и ему не передается осевое давление, оно под действием давления сжатого воздуха перемещается в переднее положение, и хвостовик долота открывает отверстия 23. Воздух из нижней рабочей камеры будет уходить в атмосферу, давление в последней упадет и пневмо­ ударник не будет работать. При нажатии долота на забой отверстия 23 закрываются и система включается в работу.

Рис. 121. Пневмоударник М48:

1 — переходник; 2 — клапанная коробка; S — клапан; 4 — крыш ка; 5 — трубка; в — удар­

ник; 7 — цилиндр; S — ш понка; 0 — долото

Модификацией бурового пневмоударника М1900 является пнев­ моударник МПЗ, выпускаемый Кыштымским механическим заводом. Выхлоп отработанного воздуха у него производится через фрезеро­ ванный в цилиндре паз в переднюю часть механизма.

Дальнейшим совершенствованием пневмоударников является пневмоударник М48 (рис. 121) — конструкторы Г. И. Суксов, Л. И. Се­ менов, В. А. Гаун. Преимуществом ударника М48, помимо большей скорости бурения, является повышенная стойкость корпуса, кото­ рый выполнен в виде трубы, без насадной рубашки и продольных каналов. Такая конструкция значительно увеличивает эксплуата­ ционную надежность и срок службы машины. Очистка забоя от про­ дуктов разрушения происходит за счет отбора воздуха из нижней камеры сжатия, который по специальному каналу подается к забою скважины.

Для бурения скважин диаметром 85 мм сконструирован пневмо­ ударник М29Т (рис. 122). Длина поршня пневмоударника равна длине долота, что существенно улучшает передачу энергии породе. Последнее обстоятельство позволило повысить линейную скорость бурения на 15—20% по сравнению с пневмоударником М1900. Воздух для продувки забоя скважины у этого пневмоударника подается через каналы в буровом долоте.

196

К числу удачных конструкций следует отнести пневмоударник П'1-75 (рис. 123) Криворожского НИГРИ (конструктор А. Ф. Пономарчук). Воздухораспределение молотка золотниковое. Воздух в пне­ вмоударник подается по центральному каналу, расположенному

Рис. 122. Пневмоударник М29Т:

в поршне, откуда он поступает в рабочие камеры через перпендику­ лярные отверстия, которые при движении поршня открываются проточками. Благодаря коротким подающим каналам пневмоудар­ ник П1-75 работает с расширением сжатого воздуха и его произво­ дительность иа 15—20% больше производительности пневмоудар­ ника М1900. Для уменьшения отдачи при обратном ходе поршня

верхняя камера сообщается с помощью серии малых отверстий с бу­ ферной камерой, что позволяет гасить скорость ударника на боль­ шем пути.

Для бурения скважин диаметром 155 мм ИГД СОАН СССР

сконструирован пневмоударник М32К (рис. 124).

Институтом НИПИГОРМАШ совместно с ИГД СОАН СССР

создана серия типоразмеров пневмоударников [48] оригинальной конструкции (рис. 125). Пневмоударник имеет золотниковое возду­ хораспределение, жестко связанное с поршнем (золотник на поршне). Весь отработанный воздух из рабочих цилиндров проходит к забою скважины через центральное отверстие в долоте, что позволяет хо­ рошо очищать забой скважины. Детали пневмоударника соединяют

197

с помощью винтовых соединений с проволочной вставкой, бла­ годаря чему увеличивается внутренний диаметр поршня и резьба меньше подвергается повреждениям. Долото в буксе крепится с по­ мощью шариков. Такое соединение более практично, чем шпоночное.

В табл. 57 приведены основные данные о пневмоударниках.

За рубежом погружные пневмоударники выпускаются в США, Бельгии, Англнп, Франции, ФРГ, Канаде, Японии. В США пневмо­ ударники выпускаются фирмами «Ингерсол Ранд», «Гарднер-Денвер», «Мишн», «Джой» п др. [48, 118].

Сведения о пневмоударниках фирмы «Интегсол-Ранд» приведены в табл. 58.

1 — долото; 2 — Оукса; 3 — кольцо; 4 — проволока; 5 — ударник; 6 — цилиндр; 7 — труб­ ка распределительная; S — седло; 9 — ниппель; 10 — переходник; 11 — ш арик; 12 — штифт

Устройство пневмоударника DHD325A показано па рис. 126. Новой конструкцией является серия пневмоударников типа «Тапдематик» (рис. 127). В нем имеется две камеры сжатия, в связи с чем шток порпшя имеет две опорные поверхности. Такое устройство поршня позволяет увеличить ударную мощность механизма в 1,5 раза.

Долото имеет центральную продувку. В торец хвостовика вста­ влена трубка из полиэтилена, соединяющаяся с поршнем при соуда-

198

рении и таким образом участвующая в воздухораспределительном процессе, улучшая внутренний цикл пневмоударника.

Данные о пневмоударниках фирм «Гарднер-Денвер», «Мишн», «Холмен» и «Белер» приведены в табл. 59. Пневмоударники фирмы «Гарднер-Денвер» имеют клапан, в виде фланца. При обратном ходе

199