Гидравлическое бурение. При этом способе разрушение горной породы осуществляется струями жидкости под большим давлением. Крепкие горные породы могут быть разрушены струей жидкости вытекающей со скоростью до 1000м/с и давлением до 5000ДаН/см2=500МПа.Сотрудники Сибирского отделения АНСССР под рук. Б.В. Войцеховского создали сверхмощный водомет со струей создающей давление 40000 ДаН/см2=4000МПа. Такая струя способна разрушить породу различной крепости. Пробивает металл толщиной до 10мм. Недостаток – цикличность (время зарядки от 0,50-1часа).
Оригинальный способ гидравлического разрушения был предложен А.П. Островским и Е.Б. Каганом. В скважину заполненную водой, подаются специальные герметические оболочки, из которых удален воздух. Встречаясь с забоем скважины, оболочки разрушаются. При этом происходит смыкание вакуумной полости, жидкость приобретает большую скорость и воздействуя на горную породу разрушает ее. По существу здесь имеет место явления кавитации.
Гидравлическое – абразивное бурение
Способ разработан в США и прошел испытания в западном Техасе. При этом способе бурения разрушение породы происходит под действием струи жидкости, содержащей абразивные материалы (кварцевый песок, стальная дробь) в концентрации 5-15% по объему. Размер зерен абразивного материала 20-40 меш. (Обозначение меш – число квадратных отверстий, приходящихся на один линейный дюйм: 25,4 мм; шкала Тейлора, которая получила распространение в США. Применяется для характеристики сетки в США. Этот способ не дает непосредственно величины отверстия сетки, т.к. оно зависит от толщины проволоки). У нас для этого отв. сетки в мм или микр.
Скорость истечения абразивной жидкости из гидромониторных насадок должна быть не менее 200м/с при перепаде давления потока 350 ДаН/см2 (35МПа)
16. Вращательно-подающие механизмы шпиндельного типа.
Бывают 2х типов:с канатно-полиспастной подачей; с цепной подачей.
Первый тип подачи у нас в стране нашел широкое применение. Он установлен на станках СБШ-250 МН. Цепная подача применяется на зарубежных конструкциях буровых станков.
Рассмотрим в качестве примера конструкцию вращательно-подающего механизма станка СБШ-250 (см. схему).
Вращательно-подающий механизм состоит из: вращателя торцевого (шпиндельного) типа; канатно-гидравлической подачи.
Вращатель состоит из: синхронного электродвигателя фланцевого исполнения; 2х скоростного редуктора.
Механизм подачи канатно-гидравлический, включает в себя: два гидродомкрата подачи; канатно-полиспастную систему.
Ход поршня гидроцилиндра 2м. четырехкратная полиспастная система обеспечивает непрерывную подачу бурового става на глубину 8м.
Канатно-полиспастная система состоит из: двух напорных канатов; двух подъемных канатов; шести неподвижных блоков, размещенных в нижнем основании мачты; шести неподвижных блоков, размещенных на верхней части мачты; восьми подвижных блоков, установленных на штоках гидродомкратов.
Напорный канат 7 одним концом прикреплен к раме станка, а второй его конец крепится напорной траверсе 12, соединенной жестко с опорным узлом 13. Подъемный канат 8 крепится одним концом к верхней обвязке мачты регулировочным болтом 16, а вторым к каретке 4 вращателя. Принцип действия. При ходе штоков гидродомкратов 6 вверх расстояние между нижними неподвижными блоками 9 и подвижными блоками 11 увеличивается, в следствии чего на буровой став 14 через напорную траверсу 12 и опорный узел 13 с помощью напорного каната 7 передается осевое усилие. Одновременно сокращается расстояние между блоками 10 закрепленными в верхней части мачты и подвижными блоками 11 штоков, ослабляется натяжение подъемного каната 8 и вращатель имеет возможность перемещения вниз. При этом вращательоказывается всегда застрахованным подвесом на подъемных канатах 8 в случае аварийного обрыва напорного каната 7. Напорная траверса 12 соединена с кареткой 4 вращателя направляющими и имеет возможность перемещаться относительно каретки.
Схема шпиндельного вращательно-подающего механизма
станка СБШ-250 с канатно-полиспастной подачей
| 1. электродвигатель постоянного тока; 2. двухступенчатый редуктор; 3. шинно-зубчатая муфта; 4. каретка вращателя; 5. направляющие швеллера мачты; 6. гидродомкраты подачи; 7. напорный канат; 8. подъемный канат; 9. неподвижные блоки в нижнем основании мачты; 10. неподвижные блоки в верхней части мачты; 11. подвижные блоки; 12. напорная траверса; 13. опорный узел; 14. буровой став; 15. долото; 16. регулировочные болты; 17. регулировочные муфты. |
В нерабочем состоянии траверса опирается на нижнюю часть каретки вращателя и вместе с ней висит на подъемных канатах. В рабочем положении траверса опирается через буровой став и шарошечное долото на забой скважины. Вращатель жестко крепится на каретке.
17. Вращательно-подающий механизм роторного типа
Применяется на станках БАШ-250, БАШ-320. Рассмотрим в качестве примера ВПМ станка БАШ-250.
| 1. неподвижные блоки полиспаста для подъема вертлюга; 2. подъемный канат; 3. подвижные блоки подъемного полиспаста; 4. вертлюг; 5. подвижные блоки напорного полиспаста; 6. напорный канат; 7. рабочая штанга; 8. гидроцилиндр подачи; 9. неподвижный блок напорного полиспаста; 10. подъемная лебедка; 11. шарошечное долото; 12. лебедка подачи; 13. храповой механизм; 14. редуктор; 15. электродвигатель; 16. ротор; 17. редуктор; 18. электродвигатель. |
При бурении масло подается в нижнюю (штоковую) полость цилиндра 8 и его шток, двигаясь вверх, натягивает канат подачи и заставляет перемещаться буровой снаряд на забой.
После того, как поршень гидроцилиндра 8 достигнет верхнего положения подача прекращается. Далее меняется направление подачи жидкости в гидроцилиндре подачи и шток выдвигается из цилиндра. Возникающая при этом слабина каната выбирается вращением барабана лебедки подачи 12, чему не препятствует собачка храпового механизма 13. При подаче на забой барабан лебедки застопорен собачкой. Далее цикл повторяется до полного погружения штанги в скважину.
После проходки скважины на глубину равную длине рабочей штанги, процесс бурения прекращается, рабочая штанга с помощью подъемной лебедки поднимается из скважины, долото свинчивается и далее штанга вместе с вертлюгом отводится от оси скважины. Из кассеты выводится круглая штанга (с помощью спец. лебедки) и на нижний конец её навинчивается шарошечное долото 11. После этого штанга опускается в пробуренную скважину, на нее навинчивается еще одна рабочая штанга и процесс бурения продолжается.
Вращатель бурового става установлен непосредственно на платформе и состоит из:
| 1. электродвигателя постоянного тока(18); 2. конического одноступенчатого редуктора (17); 3. ротора (16) |
Ротор предназначен для вращения рабочей штанги, выполненной в виде шестигранника, а так же для свинчивания и развинчивания бурового става.
Механизм подачи состоит из следующих основных узлов:
· гидроцилиндра подачи (8);
· опорного вертлюга (4);
· лебедки подачи (12);
· лебедки подъема вертлюга (10).