книги из ГПНТБ / Ударно-канатное бурение И. П. Зорин, А. М. Стороженко. 1960- 12 Мб

где G— вес бурового снаряда (с учетом каната и буровых ножниц), кг\

К— коэффициент, учитывающий нагрузку на канат при трении бурового снаряда о стенки скважины и влипании долота в трещиноватые или вязкие породы (обычно принимается 0,3-=-0,5);

где п—число ударов в минуту; Z] — радиус кривошипа, м;

/6 и /3 — длина плеч качания соответственно оттяжного блока и пальца шатуна, м.

Мгновенная мощность при подъеме снаряда

gA 4+

вого снаряда G = 1300 кг, диаметре долота <7 = 200 мм и рабочей длине кривошипа /1 = 330 мм. На рисунке показаны кривые из­ менения фазного тока I двигателя, фазного напряжения V, мощности N, подводимой к двигателю в течение одного цикла работы, и угловой скорости за один оборот кривошипа.

Величина подводимой мощности определялась с учетом cos ср, вычисленного по углу сдвига между кривыми тока и

39

механизма и тем самым умень­ шить пиковую нагрузку, приходящуюся на двигатель в про­ цессе бурения.

§ 2. СТАНКИ «УРАЛЕЦ» БУ-2 и БУ-20-2

Требованиям, предъявляемым к ударно-канатным буровым станкам, наиболее полно отвечают станки модели «Уралец» БУ-2, БУ-20-2 и БС-1. Станки БУ-2 с 1942 г. выпускает Магни­ тогорский завод; в последние годы производство их освоено Бузулукским, Воронежским и другими заводами. Станки БУ-20-2М, выпускаемые Бузулукским заводом, по весу легче станков БУ-2, но конструктивно уступают им.

К основным частям ударно-канатного станка (рис. 11) отно­ сятся: рама, мачта, ходовой механизм, механическая часть с системой передач, буровой снаряд и силовое оборудование.

Рама представляет собой сварную стальную конструкцию

ислужит основанием, на котором монтируются все механизмы

исиловая установка станка. В средней ее части размещены все рабочие механизмы: главный вал, вал инструментального (подъ­ емного) барабана, вал желоночного барабана, вал долбежного устройства. Сзади расположена кабина для электрооборудова­ ния, впереди с помощью болтов крепится рабочая площадка. Рама опирается на ходовое устройство станка: спереди в двух

40

Рис. 11. Общий вид ударно-канатного станка:

19 — домкраты

41

Такое крепление исключает возможность возникновения в раме дополнительных напряжений и перекосов при перемещении станка по неровной поверхности. Во время работы рама до­ полнительно опирается на три винтовых домкрата (один зад­ ний и два передних), шарнирно прикрепленных к ней за крон­ штейны. Домкраты частично разгружают ходовое оборудование от знакопеременной нагрузки. Спереди, на верхней обвязке, рама имеет кронштейн для крепления мачты, а сзади — от­ верстия для крепления подшипников ударной балки.

Рабочая площадка представляет собой сварную кон­ струкцию из швеллерных балок и котельной стали. По бокам ее размещены инструментальные ящики. На отдельных железо­ рудных карьерах на рабочей площадке устраивают кабины из тонкой листовой стали для защиты буровой бригады от ненаст­ ной погоды.

Мачта станка (рис. 12)—шестового типа, разборная, со­ стоит из двух стальных швеллерных балок 1, соединенных между собой распорками 2, раскосами 3 и накладками 4.

Мачта 'устанавливается на рабочей площадке с уклоном /22* в сторону буримой скважины. Она закреплена на раме средней опорной осью, проходящей через кронштейн 5. Нижняя часть мачты упирается в раму станка, а верхняя дополнительно за­ крепляется трубчатыми растяжками с распоркой по их с.ередине. На верху мачты смонтирована головка, которая состоит из корпуса 6 с приваренным к нему кожухом 7 и блока 8, через который перебрасывают канат бурового снаряда. Корпус го­ ловки опирается на мачту через резиновые прокладки (диски) амортизатора 9 и при сжатии последнего перемещается по на­ правляющим 10. Несколько ниже амортизатора приварена обойма для крепления блока 11, через который перекинут же­ лоночный канат. В средней части мачты на специальном крон­ штейне 12 укреплено направляющее устройство 13, а ниже — балка 14 с «кошкой», на которую подвешивается таль для вспомогательных работ. Внизу в мачте закреплена ось 15 с бло­ ками 16. К ней прикреплен один конец каната подъема мачты, второй же конец закреплен на барабане лебедки. Запасовка каната подъема мачты представляет полиспаст из пяти ветвей,

.канат которого проходит через два ролика блока 16 и три ро­ лика, установленные на опорной оси ходовой тележки. Ручной привод лебедок подъема мачты на карьерах заменяют механи­ ческим. Благодаря этому работы по подъему мачты стали "безопасными, а время, необходимое для выполнения этой опе­

той формы) прокладок 4, насаженных на шток 5, удерживающий

42

диски и прокладки от боковых смещений. Амортизатор опи­ рается на лист 6, приваренный к мачте.

Корпус 1 головного блока 2 состоит из двух швеллеров 7,

Рис. 13. Головка мачты:

которые охватывают швеллера 8 мачты, скользя по ним при сжатии амортизатора. Зазор между швеллерами мачты и кор­ пусом головки заполнен направляющими планками 9, изго­ товляемыми из твердых пород дерева. В швеллерах корпуса

44

головки укреплена ось 10, на которую посажен головной блок. Во время удара и в начале подъема бурового снаряда амор­ тизатор сжимается и смягчает удар «свесу», передаваемый на мачту.

Резиновый диск (рис. 13, в) амортизатора имеет на каждой плоскости по две концентрические выемки; такие же выемки имеются на его наружной и внутренней кольцевых поверхно­ стях. Они создают дополнительное пространство для расшире­ ния резины, благодаря чему повышаются ее эластичность и износоустойчивость. При жестких амортизаторах работа станка сопровождается сильными рывками, которые затрудняют буре­ ние и могут вызвать обрыв каната и поломку отдельных частей станка.

Механическую часть станка составляют: главный или распределительный вал, инструментальная лебедка, желоноч­ ный барабан, ударный механизм, механизм свинчивания буро­ вого снаряда.

Главный вал (рис. 14) является основной и наиболее сложной трансмиссией станка, принимающей через ременную передачу усилия от двигателя и передающей их всем механиз­ мам станка. Следует учитывать, что конец вала, на котором насажен маховик (приводной шкив) выходит далеко за пре­ делы опоры и сильно нагружен, поэтому чрезмерное натяжение ремня может послужить причиной поломки вала. Натяжение ремня регулируется перемещением электродвигателя по спе­ циальным салазкам. Во избежание скольжения ремень должен быть защищен кожухом от атмосферных осадков.

При помощи сдвоенных конических роликовых подшипников, прикрепленных к опорам хомутами, главный вал крепят на трех опорах к раме станка.

Передача вращения главного вала другим механизмам (кроме желоночной лебедки) осуществляется посредством че­ тырех фрикционных муфт, которые имеют одинаковое устрой­ ство (рис. 15) и отличаются только диаметрами отверстий в ступицах и наличием у ходовых муфт тормозного обода.

Нормальная работа фрикционных муфт зависит от степени прижатия фрикционных дисков друг к другу и износа полудис­ ков ферродо. Для частичной компенсации износа последних на них навертывается нажимной диск. Если же износ указанным способом компенсировать нельзя, ленту заменяют новой.

Для регулирования силы сжатия дисков муфты из специ­ ально высверленного отверстия в нажимном диске вытягивают палец и поворачивают на некоторый угол регулятор.

И нструментальн а я лебедка (рис. 16) установлена на раме станка между главным валом и кабиной электродви­ гателя. Цельнолитой барабан 1 лебедки имеет две бочки: рабо­ чую диаметром 430 мм, на которую наматывают 10—15 м ка­ ната, и запасную диаметром 255 мм, отгороженную от рабочей

45

Рис. 15. Фрикционная муфта:

/ — полукольцо; 2— основной диск; <? —накладки ферро-

18 — главный вал

6 6 5

Рис. 16. Инструментальная лебедка

47

распределителем 2. На конце вала 3 закреплена шестерня 4 с тормозным ободом 5, передающая вращение барабану от главного вала. Канат к барабану крепят при помощи жимка 6.

Длину рабочей части каната у станка регулируют тормоз­ ной лентой (рис. 17) Перемещением рычага тормоза вверх по гребенке изменяют силу торможения, а следовательно, и вели­ чину подачи бурового каната при каждом ударе. Если рычаг находится в крайнем верхнем положении, мощность торможе­ ния равна нулю.

Рис. 17. Тормоз инструментальной лебедки:

При нажатии тормозного рычага вниз траверса, приварен­ ная к косынке, поворачивается вокруг валика, поднимается вверх и натягивает тормозную ленту, затормаживая подъем­ ный механизм. Для растормаживания механизма необходимо приподнять тормозной рычаг по гребенке вверх. При правиль­ ной установке рычага тормоза на том или ином пазу гребенки обеспечивается автоматическое регулирование положения до­ лота над забоем скважины. Иными словами, буровой снаряд, по мере углубления скважины, автоматически опускается под действием собственного веса.

Ударный механизм (рис. 18) предназначен для преоб­ разования вращательного движения шестерни 1 в возвратнопоступательное движение шатуна 2. При помощи болта 5 под­ шипник 3 соединяет шатун с ударной балкой 4. В шестерне 1 (в станках БУ-2) на расстояниях 380, 330, 280 и 152 мм от центра сделано пять отверстий для крепления в них пальЦа 6, на который надевают нижний подшипник 7 шатуна. При пере­ становке пальца из одного отверстия в другое изменяется ра­ диус его вращения и величина размаха ударной балки, а также высота подъема бурового снаряда над забоем скважины и время его подъема и падения.

48