бурение лаба 3
.doc
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:
|
|