1.2.7. Совершенствование машин

Научно-технический прогресс в геологоразведочном бурении связан с массовым внедрением прогрессивных технологических способов и созданием технических средств, которые позволяют наиболее полно использовать их преимущества и возможности. Сюда относят буровое оборудование, отвечающее требованиям применения различных способов бурения и горнотехнических условий, а также специализированные технические средства – породоразрушающий инструмент, высокочастотные гидроударные машины, снаряды со съемными керноприемниками и др. Все это в сочетании с передовой организацией труда позволяет достигать высоких технико-экономических и качественных показателей.

В то же время следует иметь в виду, что прогресс в области науки и техники, совершенствовании технологии выполнения производственных процессов способствует быстрому старению машин. Сравнительно за короткий срок машина морально устаревает, и становится несовершенной – ее качественные и количественные показатели не соответствуют новым требованиям техники и технологии производства, т.е. дальнейшая эксплуатация такой машины становится нерентабельной. Поэтому устаревшие машины следует своевременно заменять новыми, более совершенными.

2. Принципы конструирования бурового оборудования

2.1. Выбор схемы и компоновки оборудования буровой установки

Каждый конструктор должен знать специфику бурового оборудования, технологию бурения и функции каждого агрегата в процессе проходки скважины.

Прежде всего, выбираются основные параметры будущей буровой установки.

Если предлагается разработать установку, подобную существующим, но с другими параметрами, условиями производства и эксплуатации, то выбирают прототипбудущей машины из числа существующих, наиболее подходящих. Прототип – машина, выполняющая сходные функции и по оценке имеющая наиболее удачное конструктивное решение, осуществимое в данных условиях производства. Параметры прототипа могут отличаться от параметров, заданных для новой разработки.

Возможные технические решения необходимо исследовать методически в соответствии с планами и принципами конструирования.

Под компоновкой буровых станков и установок понимают взаимное расположение основных рабочих и вспомогательных механизмов, их кинематическую и конструктивную связь. От компоновки зависят работоспособность узлов и механизмов, доступность для ремонта и обслуживания, удобство сборки и разборки, а также габариты и вес оборудования. Характер компоновки оказывает большое влияние на технико-экономические показатели и эксплуатационные возможности буровой техники, так как от нее зависит, насколько оборудование отвечает технологическим требованиям бурения в различных условиях (бурение направленных скважин; из подземных горных выработок; горизонтальных и восстающих скважин; с продувкой воздухом и др.). Большое значение имеет характер компоновки для удобства проведения спускоподъемных операций и обеспечения нормальных условий навивки каната на барабан лебедки. Наиболее широко используются две различные компоновочные схемы: моноблочная и разобщенная.

Моноблочная компоновка применяется преимущественно в шпиндельных буровых станках (ЗИФ, УКБ). При моноблочной схеме основные узлы станка или агрегата расположены рядом и связаны между собой не только кинематически, но и конструктивно. Небольшие межцентровые расстояния в моноблочной схеме позволяют применять зубчатые передачи.

По мере увеличения мощности и веса оборудования компактность буровых станков становится их недостатком, так как ухудшает доступ к отдельным узлам для осмотра и ремонта, а также усложняет транспортировку в связи с трудностью разборки и сборки.

Разобщенная компоновкаприменяется поэтому в буровых станках, предназначенных для бурения глубоких разведочных скважин на твердые полезные ископаемые. Она используется в буровых установках глубокого бурения, а также в большинстве самоходных установок с роторными или подвижными вращателями (УРБ – 2А2, УРБ – 3А3, 1БА – 15В и др.) Для разобщенной компоновки характерно наличие в большинстве случаев только кинематической связи и широкое применение цепных и карданных передач, обеспечивающих значительные межцентровые расстояния.

Моноблочная и разобщенная схемы неравноценны по своему значению, так как первая относится преимущественно к буровым станкам, а вторая к буровым установкам и агрегатам.

Конструированием бурового оборудования в настоящее время занимаются как специализированные проектно-конструкторские организации, так и производственные организации: геологические управления, заводские конструкторские бюро.