1. Буровые станки

В каждом станке для канатного ударно-механического бурения имеются следующие узлы: 1) главный или трансмиссионный вал, получающий вращение от двигателя и передающий вращение другим узлам; 2) долбежный вал (ударный механизм) с оттяжным роликом; 3) инструментальный барабан (подъемный механизм); 4) желоночный барабан.

Передача движения от главного вала осуществляется или зубчатыми шестернями, или фрикционными колесами.

Движение от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя главному валу производится плоскоременной или клиноременной передачей.

Станки изготовляются передвижными и самоходными, на колесном или гусеничном ходу, а также на шасси автомашины. Для спуско-подъем- ных операций станки имеют мачту.

По системе ударного механизма станки разделяются на балансирные и безбалансирные, работающие по принципу оттяжки.

Ударный снаряд подвешивается на канате, который через головной ролик (на мачте), оттяжной ролик (на кривошипно-шатунном механизме) и направляющий ролик (на оттяжной раме) идет к инструментальному барабану.

Снаряд при долблении поднимается и сбрасывается при помощи оттяжного механизма, который состоит из оттяжной рамы и кривошипно-шатунного механизма.

По мере углубления скважины бурильный канат стравливается с инструментального барабана, осуществляя подачу долота.

Периодически осуществляют чистку забоя желонкой, спускаемой на желоночном канате с желоночного барабана.

Чтобы получить скважину круглого сечения, необходимо после каждого удара инструмент (долото) поворачивать

Если в разрезе есть неустойчивые породы, стенки скважин закрепляют колонной обсадных труб. Тяжелые комплекты труб спускают в скважину с трубного (талевого) барабана (есть на ударно-канатных станках тяжелого и среднего типов)

Кроме того, станок часто имеет ручную или механическую лебедку для подъема и опускания мачты. Мачта при перевозках станка кладется в горизонтальное положение.

На буровых работах применяются следующие канатные станки: УА-75, «Уралец» БУ-1, БУ-20-2, УКС-20. УКС-22, УКС-30 и др.

Ударно-канатные станки имеют примерно следующую основную характеристику: число ударов 40–60 в минуту, ход инструмента (высота подъема) 50–110 см; путем перестановки пальца кривошипа можно изменять ход инструмента.

Станок БУ-20-2 (самоходный), имеющий значительное распространение, имеет следующие характеристики:

• предназначен для бурения скважин начальным диаметром до300 мм, глубиной – до 300 м;

• вес бурового снаряда 1300 кг;

• высота подъема над забоем –0,45–1,1 м;

• число ударов – 56 в минуту;

• высота мачты 11,6 м;

• вес станка 11,1 т.

2. Буровой инструмент

Долотапредназначены для разрушения породы при ударах по забою. Различают следующие типы долот:

1) тяжелое желобчатое долото, предназначаемое для бурения в крепких породах; во избежание заклинки диаметр лезвия должен быть больше диаметра тела долота;

2) облегченное долото (от предыдущего отличается только меньшей высотой и толщиной и, следовательно, меньшим весом);

3) округляющее или проверочное долото – применяется для обработки скважин с целью уничтожения всех пропусков и неровностей на стенках затрудняющих в дальнейшем спуск в скважину обсадных труб;

4) крестовые долота – применяются при бурении в неоднородных и трещиноватых породах.

Долота изготавливаются из качественной углеродистой стали с содержанием углерода около 0,70 %. Наилучших результатов можно достичь при использовании долот из стали марки 60-С2; долота из легированных сталей не выдерживают частых заправок. Вместо кованых могут с успехом применяться литые долота.

Лезвию долота придается надлежащая форма, и оно закаливается; угол приострения (заправки) лезвия 75–120°, округляющих долот – до 140°. Чем крепче порода, тем более тупой угол должно иметь лезвие.

Ударная штанга представляет собой массивный цилиндр, на нижнем конце которого имеется внутренняя остроугольная резьба под долото, а на верхнем конце – внешняя резьба под канатный замок при канатном бурении и под переходник с ударной штанги на рабочие штанги при штанговом бурении. На обоих концах штанги имеются квадраты под инструментальные ключи. Ударная штанга предназначается для увеличения веса (массы) инструмента, воздействующего на забой. Диаметр ударной штанги обычно равен 0,7 диаметра долота Длина ударных штанг 1,5; 3; 4,5 и 6 м. Чем крепче порода, тем более длинная и тяжелая рекомендуется ударная штанга.

В состав бурового снаряда при проходке с ходовой колонной обсадных труб входит часто расширитель.

Расширитель включается между долотом и ударной штангой. При вводе в обсадные трубы резцы сжимают. При выходе ниже башмака резцы расширителя под действием пружины расходятся и при бурении расширяют скважину, поэтому обсадные трубы легче опускаются.

Ножницы, или яссы, при канатном бурении служат для выбивания инструмента из забоя, для облегчения работы станка и двигателя и для увеличения эффекта удара долота. Ножницы состоят из двух удлиненных звеньев и соединяются между собой, как звенья цепи. На верхнем конце верхнего звена имеется головка с резьбой для соединения с канатным замком; нижний конец звена заканчивается внутренней резьбой под ударную штангу.

Ножницы применяются двух видов: рабочие с расходом 150–250 мм и ловильные с расходом 450–1000 мм.

Изготовляются ножницы путем поковки или литьем.

Канатный замок или ропсакетслужит для соединения ножниц (или ударной штанги) с инструментальным канатом. Замок представляет собой цилиндрическое тело, сужающееся кверху и оканчивающееся цилиндром меньшего диаметра. Внизу замка имеется внутренняя нарезка под буровой инструмент, а вверху – отверстие, расширяющееся книзу; в этом отверстии и закрепляется канат.

Как замок, так и ножницы и ударная штанга на шейках резьбы имеют квадратные вырезы под инструментальные ключи.

В качестве инструментального каната применяется стальной канат, свитый из шести прядей вокруг центрального органического сердечника. Диаметр каната 19–25 мм.

Инструментальные ключислужат для прочного соединения бурового инструмента (долота, ударной штанги, ножниц замка).

Для более сильного закрепления резьбы применяют цепные рычаги и специальные трещотки.

Цепной рычагснабжается двумя кусками цепей, которые одним концом прикреплены к рычагу, а вторым – к вилкам инструментальных ключей во время соединения снаряда.

Трещотка применяется для тех же целей, что и цепной рычаг, только для соединения инструментов большого диаметра (более 8")¹.

Долотами только разрушают породу на забое, но не поднимают на поверхность. Эту операцию выполняют с помощью желонок, представляющих собой полую трубу, на нижнем конце которой закреплен башмак с клапаном. Желонки для чистки скважины при работе долотом без промывки применяются с плоскими, шаровыми, тарельчатыми и полусферическими клапанами; для проходки плывунов используются поршневые желонки.

Желонки могут быть использованы в качестве проходческого инструмента, например по пескам, гравийно-песчаниковым отложениям, плывунам.