бурение лаба 3

ЮРГТУ(НПИ) Кафедра	Изучение конструкции станков ударно-канатного бурения		Лабораторная работа №3
Цель работы: изучить устройство, применение и назначение станков (на основе УГБ-3УК) ударно-канатного бурения. Пояснение к работе. Ударно-механическим называется бурение, при котором раз­рушающее породу усилие создается воздействием ударов сбра­сываемого на забой с некоторой высоты породоразрущающего инструмента - ударного долота. Принципиальная схема ударно-канатного механического бурения показана на рис. 110. Буровой снаряд спускается в скважину на инструменталь­ном канате 5, переброшенном, через головной ролик 7 мачты 9, погибает оттяжной 10 и направляющий 12 ролики балансирной рамы 11.При заторможенном барабане инструментальной лебедки 13, на котором закреплен конец каната, шатунно-кривошипным устройством 16, 17 балансирная рама приводится в качательное движение относительно оси направляющего ро­лика 12. Оттяжной ролик балансирной рамы, опускаясь, натягивает канат и поднимает снаряд над забоем. Поднимаясь вверх, ролик 10 освобождает канат, и снаряд под собственным весом падает на забой, ударным долотом разрушая породу. Для равномерной обработки забоя и придания скважине цилиндри­ческой формы необходимо после каждого удара снаряд повора­чивать на некоторый угол. По мере разрушения породы канат постепенно сматывают с барабана лебедки, осуществляя подачу долота вслед за продвигающимся забоем. В процессе долбления на забое скважины должна быть вода, в которой частицы разрушенной породы находятся во взвешен­ном состоянии. При достижении определенной плотности шлама долбление породы прекращают, инструментальной лебедкой из­влекают снаряд на поверхность и чистят скважину. Эта опера­ция выполняется желонкой 19, опускаемой в скважину на же­лоночном канате 6 с барабана желоночной лебедки 18. В зависимости от физико-механических свойств породы и диаметра скважины интервал углубления за одно долбление ко­леблется от 20 до 100 см. В мягких, рыхлых породах долбежный снаряд не исполь­зуется, а скважину углубляют желонкой. При пересечении неустойчивых пород стенки скважины за­крепляют обсадными трубами, широко используя их принуди­тельную посадку как с опережением забоя, так и с отставанием от него. Ударно-канатное механическое бурение применяется при раз­ведке россыпных месторождений и вкрапленных руд цветных металлов, разведке и эксплуатации подземных вод, инженерно-геологических исследованиях, открытой разработке месторож­дений полезных ископаемых для проходки взрывных скважин, проходке скважин для водопонижения, вентиляции горных вы­работок, спуска в них крепежного и закладочного материала, прокладки кабелей и трубопроводов. Ударно-канатным способом бурят скважины глубиной до 400—500 м начальным диаметром 500—900 мм и конечным — 150 мм. Инструменты для ударно-канатного бурения. Снаряд, разрушающий породу на забое скважины (см. рис. 110), состоит из долота, ударной штанги 2, раздвижной штанги 3 и канатного замка 4. Детали бурового снаряда соеди­няются друг с другом конической резьбой (конусность 1 : 4) тре­угольного профиля с шагом 3,629 мм. Долото (рис. 111, а) служит для разрушения породы на за­бое и обработки стенок скважины. Виды долот: -плоские -двутавровые -округляющие -крестовые Плоские долота используются для бурения плотных мягких и средней твердости не трещиноватых пород. Двутав­ровые долота применяют при бурении вязких пород сред­ней твердости. Округляющие долота используют при бурении твердых пород, а также валунно-галечниковых отложе­нии. Широкие боковые ребра обеспечивают округление стенок скважины. Крестовые долота предназначены для буре­ния в трещиноватых породах. Крестообразная форма лезвия предупреждает заклинивание долота. Ударная штанга (см. рис. 110) служит для увеличения массы бурового снаряда и эффективности его удара по забою, а также для обеспечения прямолинейности скважины и пред­ставляет собой массивный стержень длиной 2, 4 или 6 м, имею­щий на нижнем конце внутреннюю резьбу для соединения с до­лотом, а на верхнем — наружную для соединения с раздвижной штангой. Раздвижная штанга (см. рис. 110), служащая для выбива­ния снаряда при бурении в трещиноватых или вязких породах, когда долото заклинивается или влипает в породу на забое скважины. Канатный замок (см. рис. 110) предназначен для соедине­ния бурового снаряда с канатом и поворачивания долота в сква­жине после каждого удара. Желонки (рис. 112) служат для очистки скважины от раз­рушенной породы, а также для бурения мягких, рыхлых пород. Желонка, применяемая в качестве проходческого инструмента, резьбовой вилкой соединяется с раздвижной штангой, которая с помощью замка подвешивается на канате. При бурении желонкой вязких глинистых песков для облег­чения отрыва снаряда от забоя между раздвижной штангой и канатным замком устанавливают небольшую ударную штангу. В зависимости от условий работы и характера буримых пород применяют желонки различной конструкции. Желонки с плоским клапаном применяются для бурения скважин в песках и для удаления с забоя породы, раз­рушенной долотом. Плоские клапаны бывают одно- или двух­створчатые. Одностворчатым плоским клапаном снабжаются желонки диаметром 114, 168, 219 и 273 мм, а двустворчатым — желонки диаметром 324, 377 и 426 мм. Желонки с полусферическим клапаном ис­пользуются для извлечения разжиженного шлама при бурении песков, супесей и плывунов. Полусферический клапан имеет копье, обеспечивающее ему необходимое направление и ход, а также разрыхляющее буримую породу. Поршневые желонки применяются при бурении по сильно обводненным пескам, илам, плывунам, а также когда необходимо полностью очистить скважину от шлама (при раз­ведке россыпей или при взрывных работах). Для свинчивания и развинчивания инструментов, входящих в буровой снаряд, применяются инструментальные ключи (рис. 113, а). При этом одновременно используются два ключа: удерживающий один из инструментов и поворачивающий другой. Создание необходимого на рукоятках инструментальных ключей усилия достигается применением затяжной трещотки (рис. 113, в), представляющей собой дугообразную рейку, за­крепляемую около устья скважины. Удерживающий ключ упи­рают рукояткой в стойку на конце зубчатой рейки. Рукоятка другого ключа перемещается к этой же стойке подвижным баш­маком. Башмак приводится в движение по рейке качанием ры­чага, поворачивающего две собачки храпового устройства тре­щотки. При разведке россыпных месторождений для сведения кон­цов рукояток инструментальных ключей при затяжке или срыве затянутой резьбы инструментов применяется рычаг с двумя отрезками цепей (рис. 113, б). Буровая установка для ударно-канатного механического бурения УГБ-3УК. Установка УГБ-ЗУК (рис. 114) смонтирована на тележке 13 с пневматическими колесами и транспортируется буксированием со скоростью до 20 км/ч. Вращение с вала двигателя 3 через клиновые ремни 4 пере­дается на главный вал 7, от которого цепной передачей 11 при­водится вал инструментальной лебедки 5 и зубчатыми переда­чами — вал ударного механика 6, желоночный 8 и талевый 9 барабаны. Главный вал (рис. 115) установки размещен на раме в трех роликовых радиально-сферических подшипниках 4. На конце нала шпонкой закреплен приводной шкив 9. Шестерни 5, 7, 8 привода вала ударного механизма, желоночного и талевого ба­рабанов, а также звездочка 3 привода инструментальной ле­бедки опираются на главный вал через шариковые подшипники и включаются от него во вращение индивидуальными фрикционными муфтами 10, 11, 12 и 13. Инструментальная лебедка служит для спуска и подъема долбежного снаряда, а также для регулирования его подачи при помощи ленточного тормоза в процессе долбления. Вал ле­бедки опирается на два радиально-сферических подшипника. Барабан с тормозным шкивом и звездочка, получающая вра­щение от главного вала, закреплены на валу лебедки шпонками. На барабане имеется делительный диск, отделяющий рабочую часть каната от резервной. Ударный механизм (рис. 116) предназначен для производ­ства долбежных операций при бурении и состоит из двух основ­ных частей: шатунно-кривошипного устройства и балансир­ами рамы. Шатунно-кривошипное устройство имеет ударный вал 5, на котором закреплено зубчатое колесо 4, находящееся в постоян­ном зацеплении с зубчатым колесом главного вала. На концах ударного вала закреплены два кривошипа 3, соединяемые паль­цами с нижними головками шатунов 2. Верхние головки шату­нов шарнирно соединены с балансирной рамой 1, имеющей на­правляющий 7 и оттяжной 11ролики. Оттяжной ролик свободно укреплен на валике 10 головки 9, шарнирно связанной с короб­чатыми балками рамы. Направляющий ролик свободно поса­жен на валик 8, концами опирающийся на подшипники 6 зад­них стоек рамы. Перестановкой кривошипных пальцев в отвер­стиях, различно удаленных от оси вращения, можно изменять размах качаний оттяжного ролика, а следовательно, высоту подъема и сбрасывания бурового снаряда. Частоту ударов сна­ряда по забою изменяют при помощи сменных шкивов на валу электродвигателя. Балансирная рама имеет компенсационное устройство, кото­рое делает работу ударного механизма более эффективной и снижает действие на него динамических нагрузок. Подача снаряда при бурении осуществляется путем кратко­временного растормаживания и поворачивания на некоторый угол барабана инструментальной лебедки. Желоночная лебедка служит для работы с желонкой (спуск, наполнение, подъем). Талевая лебедка предназначена для ра­боты с обсадными трубами. Барабаны этих лебедок через радиально-сферические подшипники опираются на общую ось. Оба барабана имеют по зубчатому колесу для получения вращения от главного вала и оборудованы ленточными тормозами. Телескопическая мачта (рис. 117) УБ-ЗУК состоит из ниж­него 7 и верхнего 6 звеньев. Нижнее звено шарнирно связано с рамой станка. В подошву нижнего звена ввинчено два опорных винта 10, разгружающих шарнирное соединение мачты с рамой и передающих нагрузки мачты на подкладываемый под них брус. Верхнее звено мачты перед транспортировкой уста­новки вкладывается в нижнее. В рабочем, выдвинутом положе­нии, верхнее звено специальными кулачками 8 опирается на нижнее и дополнительно скрепляется с ним болтами. Верхнее звено мачты оборудовано головными роликами 3 для инстру­ментального и желоночного канатов. Несколько ниже, на общей оси, расположены три ролика 5 для талевого каната. Для обслуживания головного оборудования в верхней части мачты укреплена площадка 2, а для выполнения вспомогательных работ к мачте шарнирно присоединена укосина 9 с цепной талью. При перевозках установки мачта находится в горизонталь­ном положении, а перед началом бурения она поднимается и укрепляется трубчатыми тягами 1 и четырьмя растяжными канатами 4 диаметром 12 мм. Поднимается, опускается и раздвигается мачта лебедкой с приводом от шестерни желоночного барабана. Вывод: в ходе лабораторной работы я изучила устройство, применение и назначение станков ударно-канатного бурения.
Работу выполнил:		Работу проверил: