книги из ГПНТБ / Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых
..pdfдействия для бурения резанием, БШ — станок для бурения шаро шечным долотом.
В 1967 г. институтом Гипромашобогащенпе был разработан станок Б1П-145М (рис. 156). Этот станок выпускается серийно Востокмашзаводом (Усть-Каменогорск). Станком можно бурпть скважины диаметром 145—190 мм глубиной до 100 м.
Основным узлом станка является рама 1, в цапфах которой уста новлен вращатель для обуривания веера скважин. Основание рамы выполнено в виде салазок. В выработке раму укрепляют при помощи распорных колонок. Вращатель 2 состоит из траверсы, служащей для крепления става штанг при наращивании и разборке става, опорного узла, посредством которого осевое усилие от цилиндров подачи передается на став штанг и долото, редуктора, передающего крутящий момент от электродвигателя на шпиндель, и вертлюга для подачи промывочной воды в скважину. Гидроключ 3 служит для разборки става штанг.
Маслонасосиая станция смонтирована на отдельной раме с са лазками и состоит из маслобака, установок насосов подачи и уско ренных ходов, пульта управления и электрического шкафа.
Маслонасосная станция со станком соединена гибкими шлангами и устанавливается на расстоянии 3—8 м от станка.
Для удобства работы при наращивании и разборке става штанг при бурении скважин под углом 45° и более станок имеет площадку. Станок прост по конструкции и надежен в работе. Ремонт станка может быть произведен силами рудничных мастерских. Для транс портирования по выработкам станок разбирают на узлы. Монти
руют станок в выработке и обслуживают двое рабочих |
|
[95]. |
Техническая характеристика бурильного станка БШ-145М |
||
Диаметр буримой скважины, мм .............................................................. |
|
145 |
Глубина бурения, м ..................................................................................... |
. |
До 100 |
Осевое давление на забой, тс .......................................................... |
17 |
|
Ход подачи, м м .................................................................................................. |
|
750 |
Скорость вращения долота, о б /м и н ............................................................... |
|
146 |
Крутящий момент на долоте, кгс -м ....................................................... |
|
200 |
Расход промывочной воды,л/мин ................................................................. |
|
130_ |
Давление промывочной воды, кгс/см2 ........................................................... |
|
6—7 |
Направление бурения ...................................................................................... |
|
Верхняя |
Мощность электродвигателя на вращателе, к В т |
|
полусфера |
|
30 |
|
Рабочее напряжение, В .................................................................................. |
|
380 |
Наибольшее давление масла в гидросистеме,кгс/см2 .............................. |
|
100 |
Габариты станка, mi: |
|
2800 |
д л и н а ............................................................................................................. |
|
|
ш и рин а .......................................................................................................... |
|
800 |
высота .......................................................................................................... |
|
1900 |
Минимальные размерывыработки, м ......................................................... |
|
3 x 3 |
Габариты насосной станции,.мм: |
|
1225 |
длина .............................................................................................................. |
|
|
ш и рин а ........................................................................................................... |
|
045 |
16 Заказ 955 |
|
241 |
высота ...................................................................................................... |
|
|
1170 |
Число рабочих, обслуживающих станок ............................................... |
|
|
2 |
Масса, кг: |
|
|
|
станка.......................................................................................................... |
|
|
1500 |
насосной станции ....................................................................................... |
|
|
307 |
5. СТАНКИ ЗАРУБЕЖНЫХ ФИРМ |
|
|
|
Станкн фирмы «Бюсайрус-Ирн» . |
Фирма «Бюсайрус-Ири» для |
||
бурения взрывных скважин шарошечными долотами выпускает се |
|||
рию тяжелых, средних и легких станков 60R, 50R, 40R, |
30R и |
||
10R (первая цифра указывает округленную массу станка в тоннах, |
|||
а буква R обозначает вращательное бурение). Станки этой фирмы |
|||
имеют наибольшее распространение. |
|
|
|
Станок 50R предназначен для бурения вертикальных скважин |
|||
шарошечными долотами диаметром от |
229 до |
311 мм. |
Станок |
(рис. 157) состоит из гусеничного хода 1, рамы станка 2, буровой |
|||
вышки 3, сепаратора 4, кабины управления 5 и машинного отде |
|||
ления 6. |
|
|
|
Ходовая часть представлена тяжелой гусеничной тележкой |
|||
длиной 5,56 м, ширина гусениц 1,07 м. Общая опорная поверхность |
|||
гусениц составляет 10,4 м2, удельное |
давление |
на грунт |
равно |
0,52 кгс/см2. Ширина гусеничного хода 4,7 м. |
|
|
|
В станке 50R принято крепление гусеничного хода к основной |
|||
раме в трех точках. Передняя ось тележек, расположенная ближе |
|||
к вышке, соединяется с рамой в двух точках, а задняя ось — в одной |
|||
точке подвижным шарппром. Это обеспечивает наиболее полное |
|||
соприкосновение тележек с грунтом даже при передвижении по |
|||
неровной поверхности и исключает возникновение чрезмерных |
|||
напряжений как в самих тележках, так и в раме станка. Гусеничные |
|||
тележки имеют цепной привод от двигателя лебедки и двигатель |
|||
постоянного тока мощностью 25 л. с. с регулированием скорости |
|||
вращения по схеме Г—Д. |
|
|
|
Управление гусеницами индивидуальное при помощи пневмати |
|||
ческих фрикционных муфт и тормозов. |
|
|
|
Рама станка представляет собой сварную конструкцию, к которой |
|||
на стойках приварены подшипники трансмиссионных валов. За |
|||
одно целое с рамой выполнены также колодцы трех гидравлических |
|||
домкратов, служащих для выравнивания станка. Домкраты имеют |
|||
цилиндры двустороннего действия диаметром 178 мм с максимальным |
|||
ходом 1,37 м. Каждый гидроцилиндр имеет индивидуальное упра |
|||
вление с центрального пульта, расположенного в кабине. |
|
||
Буровая мачта имеет рабочую высоту над рамой станка, равную |
|||
12,19 м. Это позволяет бурить скважины штангами длиной 9,77 м. |
|||
Высота станка с поднятой мачтой равна 16,5 м. |
|
|
|
С двух противоположных сторон по всей длине мачты приварены |
|||
зубчатые рейки, по которым перемещается механизм вращения и |
|||
подачи долота. |
|
|
|
Вращатель состоит из двигателя постоянного тока мощностью |
|||
19 кВт, редуктора со шпинделем, служащим для соединения штанг, |
|||
242
генератор предназначен для питания двигателя привода бурового снаряда, а второй — для двигателя привода подъемной ле бедки.
Подъемная лебедка расположена в машинном отделении в непо средственной близости от мачты станка. Механизм привода подъем ной лебедки состопт пз двигателя постоянного тока мощностью 25 л. с., главного и вспомогательного барабанов. Главный барабан предназначен для подъема, спуска инструмента и подачи долота на забой скважины; вспомогательный — для подъема буровых труб, отвинчивания шарошечных долот и других вспомогательных работ.
Сепаратор служит для размещения в нем четырех штанг. Для удержания штанг прн свинчивании и развинчивании под платфор мой станка смонтнровап механический ключ, изготовленный из литой термпчески обработанной стали. Ключ вводится в зацеплениесо штангами сжатым воздухом. В исходное положение ключ возвра щается при помощи пружины.
Удаление продуктов разрушения из забоя скважины и охлажде ние долота производятся сжатым воздухом, поступающим от двух компрессоров производительностью 30 м3/мин каждый. Устье скваяшны ограждено специальным колпаком, имеющим резиновые фар туки для уплотненпя. От колпака воздух вентилятором засасывается в пылеулавливающую установку и далее выбрасывается в атмо сферу.
Управленпе станком производится с центрального пульта упра вления.
Станок 50R получил наиболее шпрокое применение на американ ских карьерах.
Более мощный станок 60R развивает осевое усилие до 40 тс с созданием удельного давления 1500 кгс/см2 при долоте диаметром 250 мм. Высокое давление позволяет иметь повышенную произво дительность станка при бурении крепких пород. Станок имеет реечно цепной подающий механизм и верхний подвижный вра щатель.
Станок 30R (рис. 158) относится к высокоманевренным легким буровым станкам для бурения скважин диаметром до 200 мм.
Наиболее мощной машиной для бурения взрывных скважин является станок 61R (рис. 159). Станок позволяет бурить скважины диаметром 311—381 мм и глубиной до 46 м с наклоном от 0 до 30°. Ротор станка совершает до 100 об/мин. На вращателе установлено два двигателя мощностью 35 и 75 л. с., которые развивают крутящий момент до 250 000 кгс • см.
В стадии освоения находится станок 62ВЕ, который позволяет бурить скважины диаметром до 445 мм.
Основные данные станков фирмы «Быосайрус-Ири» приведены в табл. 72.
Станки фирмы «Джой». Станки фирмы «Джой» имеют типовуюконструкцию и отличаются друг от друга весом и мощностью. Станки.
244
246
Т а б л и ц а 72
|
|
БуиоиоД станок |
|
|
||
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
30RC |
зон |
4 OR |
50R |
60R |
C1R |
Диаметр скважины, м м ............................... |
159-200 |
159-200 |
171-229 229-270 |
229-311 |
311-381 |
|
Глубина бурения, м ...................................... |
30,5 |
30,5 |
34 |
39 |
45 |
45 |
Направление бурения, г р а д у с ................... |
90-70 |
90-70 |
90 |
90 |
90-60 |
90-60 |
Осевое усилие, т с .......................................... |
13,4 |
13,6 |
24,5 |
29,4 |
40,0 |
40,5 |
Скорость вращения долота, об/мин . . . |
До 100 |
До 100 |
До 100 |
До 100 |
До 100 |
До 100 |
Производительность компрессора, ма/мпн., |
17 |
17 |
19,4 |
2 х 30 |
36 |
2 х 36 |
Тип вращатольно-подающего механизма . |
Верхнее вращение |
|
Верхняя подача |
|
||
Привод вращателя.......................................... |
Гидродвигатель |
Электродвигатель постоянного тока |
||||
|
|
|
|
по системе Г —Д |
|
|
Тип подачи ...................................................... |
Гндродвигателем и электродвигателем |
Гндродвигателем и |
||||
|
постоянного тока через канатно-реечпыи механизм |
электродвигателем |
||||
|
|
|
|
|
постоянного |
тока через |
|
|
|
|
|
цепной реечный механизм |
|
Ход подачи ...................................................... |
6,3 |
6,3 |
9,0 |
10 |
15,3 |
15,3 |
Мощность привода вращателя, кВт . . . |
— |
— |
22 |
55 |
73 |
2 X 75 |
Диаметр штанги, м м ...................................... |
114, 158 |
114, 158 |
139, 178 |
— |
184—213 |
184—273 |
Длина штанги, м .......................................... |
6,3 |
6,3 |
8,5 |
9,8 |
15,2 |
15,2 |
Тип привода станка ....................................... |
Электрический |
Дизельный |
|
Электрический |
|
|
Тип хода станка .......................................... |
Гусеничный |
Пневмоколеспый |
|
Гусеничная тележка |
||
Установленная мощность, л. с..................... |
165 |
165 |
215 |
300 |
450 |
450 |
Габариты станка, м: |
10,9 |
10,6 |
14,3 |
16,5 |
23.2 |
23,2 |
высота с поднятой мачтой................... |
||||||
высота с опущенной м ач той ............... |
3,6 |
3,96 |
3,9 |
4,7 |
5,5 |
5,5 |
длина с поднятой мачтой ................... |
6,6 |
6,6 |
8,9 |
10,3 |
11,4 |
11,4 |
ширина ...................................................... |
3,3 |
2,68 |
4,3 |
4,7 |
5,8 |
5,8 |
Масса станка, т .............................................. |
21,8 |
20,8 |
37,3 |
50,8 |
70 |
80 |
ч е м дальше расположен зуб от оси скважины. Зубья, расположенныена вершине шарошек, работают почти в безударном режиме и разру шают породу за счет смятия и среза при проскальзывании. Зубья, расположенные у основания конуса шарошек, имеют наибольшую скорость движения и разрушают породу ударом и скалыванием.
Эти же зубья калибруют стенки скважины и работают в наиболее тяжелых условиях. Помимо косых ударов, возникающих за счет
линейной |
скорости вращения ша |
|
|
|
|
|
|||||||||
рошек, |
зубья |
шарошек |
наносят |
|
|
|
|
|
|||||||
по забою и прямые удары, |
возни |
|
|
|
|
|
|||||||||
кающие за счет продольных коле |
|
|
|
|
|
||||||||||
баний корпуса долота при пере |
|
|
|
|
|
||||||||||
катывании |
|
шарошек |
с |
зуба на |
|
|
|
|
|
||||||
зуб. |
Энергия этих ударов зависит |
|
|
|
|
|
|||||||||
от числа шарошек в долоте и чи |
|
|
|
|
|
||||||||||
сла |
зубьев. |
Чем |
больше |
шаро |
|
|
|
|
|
||||||
шек, |
тем |
меньше |
динамичность |
|
|
|
|
|
|||||||
работы долота. При одном и том |
|
|
|
|
|
||||||||||
же числе шарошек |
динамичность |
|
|
|
|
|
|||||||||
работы |
долота |
с |
уменьшением |
|
|
|
|
|
|||||||
шага зубьев |
уменьшается. |
долота |
|
|
|
|
|
||||||||
Динамичность |
работы |
|
|
|
|
|
|||||||||
предъявляет |
повышенные |
требо |
|
|
|
|
|
||||||||
вания ко всем |
его |
деталям. Де |
|
|
|
|
|
||||||||
тали долот |
должны обладать вы |
|
|
|
|
|
|||||||||
сокой |
механической |
прочностью |
|
|
|
|
|
||||||||
и износостойкостью. Сталь для |
Рпс. 161. Устройство шарошечного |
||||||||||||||
шарошек должна иметь |
большую |
||||||||||||||
поверхностную |
твердость, |
быть |
|
|
долота: |
|
|
||||||||
прочной п вязкой, |
иметь высокий |
1 — лапа; 2 — ш арош ка; 3 — роликовые |
|||||||||||||
подшипники; |
4 |
— замковый |
ш ариковый |
||||||||||||
предел усталости, |
так |
как в про |
подшипник; |
5 —ш тыри твердого |
сплава |
||||||||||
цессе работы на |
шарошки посто |
в обратном |
конусе; 6 — ш тыри в |
основ |
|||||||||||
ных конусах; |
7 — резьбовый |
ниппель: |
|||||||||||||
янно воздействуют |
знакоперемен |
8 — цапфа; |
9 — кан ал д л я продувки |
||||||||||||
ные |
ударные |
нагрузки. |
|
из легированных малоуглеродистых це |
|||||||||||
Шарошки изготовляют |
|||||||||||||||
ментируемых конструкционных сталей. Для увеличения твердости поверхность шарошек цементируют на глубину 1,5—2,0 мм, а затем закаливают до твердости HRC 57—62. После термической обработки беговые дорожки шлифуют, чтобы устранить деформации, возни кающие в процессе закалки.
Корпус долота, который состоит из отдельных лап с цапфами (цилиндрическая часть лапы с беговыми дорожками для подшипни ков), также должен быть прочным, вязким и износостойким из-за больших контактных напряжений, возникающих при бурении. Осо бенно большие контактные напряжения испытывает нижняя, наи более нагруженная часть цапф. Кроме того, цапфы долота под вергаются интенсивному износу абразивными частицами, проника ющими в опоры.
249
to |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 73 |
|
сл |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т ерм ообработка |
|
|
М еханические свойства |
|
|||
|
П ервая |
В торая |
|
Отпуск |
ГГредсл |
Предел |
У длннс- |
Сужение |
У дарная |
|
|
|
|
|
прочности |
поперечного |
|||||
М арка |
зак ал к а |
закал ка |
|
|
|
при |
текучести, |
нис |
сечения |
В Я З К О С Т Ь , |
стали |
|
|
Среда |
|
|
р астяж е |
кге /м м 3 |
% |
диаметра, |
кге» м/см* |
|
|
|
|
|
нии, |
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
Т ем пера |
охлаж даю - |
кге /м м 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
тура |
щ ая |
|
|
|
|
|
|
Т ем пература. °С |
|
°С |
среда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ис менее |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I2XH2 |
860 |
780 |
Масло или |
200 |
Вода или |
80 |
60 |
12 |
50 |
8 |
|
860 |
|
вода |
|
масло |
|
|
|
|
|
12ХН2А |
780 |
То то |
200 |
То же |
80 |
60 |
12 |
50 |
9 |
|
17ХН2 |
860 |
780 |
Масло |
200 |
Масло |
80 |
60 |
12 |
50 |
8 |
20ХЫ2 |
860 |
780 |
» |
200 |
» |
85 |
70 |
12 |
50 |
8 |
20ХНЗЛ |
820 |
— |
» |
500 |
Вода пли |
95 |
75 |
И |
55 |
10 |
|
|
|
|
|
масло |
|
|
|
|
|
18ХН2ВА |
920 |
SOU |
)> |
180 |
Воздух |
100-125 |
90 |
12 |
50 |
10 |
17ХЗМА |
880 |
760 |
» |
160—180 |
» |
100 |
80 |
15 |
50 |
11 |
50ХЫ |
820 |
— |
» |
500 |
Вода или |
НО |
85 |
8 |
40 |
5 |
14Х2НЗМА |
860 |
|
|
|
масло |
|
|
|
|
|
7S0-800 |
» |
160 |
Воздух или |
115 |
95 |
10 |
50 |
9 |
||
18ХНЗМА |
|
|
|
|
масло |
|
|
|
|
|
820 |
|
)> |
500 |
Вода или |
95 |
75 |
12 |
55 |
10 |
|
|
|
|
|
|
масло |
|
|
|
|
|