3.7. Вращатели буровых ставов

Вращатели состоят обычно из двигателя, редуктора и в некоторых случаях имеется патрон. Применяется 3 типа вращателей (роторные, патронные и шпиндельные).

3.7.1. Схема 1.

Роторный вращатель неподвижен, установлен на раме или нижней части мачты. Рабочая штанга имеет шестигранное сечение, передача вращения на штангу осуществляется шестерней вращателя, имеющей шестигранное центральное отверстие.

1 – шестерня вращателя; 2 – шестигранная рабочая штанга; 3 – редуктор вращателя; 4 – двигатель. Применяются такие вращатели на шарошечных станка (БАШ-250)

3.7.2. Схема 2.

Патронный вращатель неподвижен вместе со снарядом перемещается только захват и одно из зубчатых колес, передающих вращение через захват на буровую штангу.

1 – электродвигатель; 2 – клиноременная передача или редуктор; 3 – перемещающаяся шестерня; 4 – квадратный или шестигранный вал; 5 – захват (патрон); 6 – буровой став; 7 – гидроцилиндры подачи. Применяется для некоторых станков с погружными пневмоударниками («Урал-61») и станков шарошечного бурения(2СБШ-200).

3.7.3. Схема 3.

Шпиндельный вращатель вместе с буровым ставом перемещается по мере углубления скважины.

1 – электродвигатель; 2 – мачта; 3 – редуктор; 4 – буровой став. Такого типа вращатель применяется для станков шарошечного, шнекового и ударно-вращательного бурения (СБШ-250, СБШ-320, СБР-125, СБУ-125).

3.8. Механизмы подачи буровых станков

Применяются следующие типы механизмов подачи:

• гравитационные;

• канатные;

• цепные;

• поршневые;

• комбинированные.

3.8.1. Гравитационные механизмы подачи. Подача осуществляется под весом бурового става и вращателя.

Усилие подачи равно:

Р_п=(m_в+m_б.с.)g·К₁

m_в- масса вращателя, кг

m_б.с. – масса бурового става, кг

К₁<1 коэффициент, учитывающий трение каретки по направляющим мачты

g = 9,81 м/с²

	1 – вращатель; 2 – буровой став; 3 – лебедка подъема бурового става. Гравитационные механизмы подачи применяются на станках шнекового бурения, предназначенных для бурения мягких пород и станках огневого бурения. Они не предназначены для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин.
		3.8.2. Канатные механизмы подачи. В этих механизмах подачи канат навивается на барабаны лебедки и подает буровой став на забой. Применяются такие механизмы подачи в станках вращательного шнекового бурения(СБР-125). 1 – вращатель; 2 – буровой став; 3 – лебедка подачи бурового става на забой; 4 – лебедка для извлечения бурового става из скважины. Скорость подачи Vп равна: где, d – диаметр барабана лебедки, м n – число оборотов барабана лебедки, 1/мин

Мощность двигателя привода подачи равна:

или

Откуда усилие подачи равно:

η - к.п.д. механической передачи.

3.8.3. Цепные механизмы подачи имеют в качестве тягового органа цепь, перемещаемую приводной звездочкой (смотри общую конструктивную схему станка). Применяется на станках пневмоударного бурения (1СБУ-125, СБУ-200) и шнекового бурения (СБР-125).

3.8.4. Поршневые механизмы подачи. Нашли очень широкое применение. Применяется 2 основных типа поршневых механизмов подачи:

• пневматические (рабочее тело воздух);

• гидравлические (рабочее тело жидкость)

Пневматические механизмы подачи, выполняются в виде пневмоцилиндров, применяются в случае, когда величина усилия подачи инструмента на забой небольшая, а именно для колонковых и телескопных перфораторов и на станках пневмоударного бурения(«Урал-61», НКР-100М, СБУ-100).

Гидравлические механизмы подачи выполняются в виде гидравлических домкратов. Они способны создавать значительные напорные усилия на буровой инструмент и применяются на станках шарошечного бурения (2СБШ-200).

На схеме гидравлического механизма подачи показаны: 1 – гидроцилиндр; 2 – патрон; 3 – буровая штанга; 4 – траверса.

В поршневых механизмах подачи если рабочее тело подается в полость А то усилие подачи будет равно:

D – диаметр цилиндра, м

Р – давление рабочего тела в цилиндре, Н/м² (Па)

n – число цилиндров.

Если с насосом соединить полость В, то усилие подачи будет равно:

Если с насосом одновременно соединить полости А и В, то усилие подачи будет равно:

В гидравлических механизмах подачи максимальная скорость подачи определяется производительностью насоса и для выше рассмотренных случаев будет равна:

Где Q - производительность насоса, м³/мин.

Максимальная скорость подачи для пневматических механизмов подачи являет неопределенную величину из-за способности воздуха расширяться и большого запаса воздуха в сети.

3.8.4. Комбинированные механизмы подачи.

К ним относятся:

• канатно-поршневые;

• цепные поршневые и др.

В таких податчиках роль механизма перемещения бурового става обычно играют гидроцилиндры, а канатные или цепные тяговые органы способствуют увеличению подачи за счет применения полиспастных систем. Применяется на станках шнекового и шарошечного бурения (СБР-160, СБШ-250).

1 – 2х желобчатый блок; 2 – гидроцилиндр подачи; 3 – вращатель; 4 – подъемный канат; 5 – напорный канат. При подаче масла в поршневую полость происходит подача бурового става на забой, а при подаче в штоковую полость – подъем бурового става.

Усилие подачи развиваемое канатно-поршневым механизмом:

Р_д­ – усилие развиваемое домкратом, Н

n_д – количество домкратов.

К – кратность полиспаста.

Длина подачи:

L_п= L_п.д.·К

L_п.д – ход поршня домкрата.

Скорость подачи равна:

V_п= V_п.д.·К

V_п.д – скорость поршня домкрата.

Лекция 5.