Рыхлители. Буровое оборудование. Станки ударно-канатного бурения. Станки шарошечного бурения. Тема №2

1.

Рыхлители. Буровое
оборудование. Станки ударноканатного бурения. Станки
шарошечного бурения.
Шнековое бурение скважин.
ТЕМА №2

2.

Ударно-канатное бурение представляет собой
разрушение горной породы с помощью периодически
падающего на дно скважины тяжелого инструмента,
подвешенного на канате.
Этот способ бурения скважин является наиболее старым и в
настоящее время считается морально устаревшим, однако на
карьерах промышленности строительных материалов его
продолжают применять при бурении
сильнотрещиноватых, обводненных и карстовых пород или при
наличии слоев глинистых пород мощностью 0,2—0,3 м.

3.

Станок ударно-канатного бурения (рис. 3.2)
работает следующим образом. Буровой
инструмент 15 и буровая штанга 14 подвешены на канате 10. Канат проходит через
блоки 7 и 9, установленные на мачте и
балансире 3, и лебедку 4. Балансир 3 с
помощью шатуна 6 качается при вращении от
силовой установки 2 балансирной шестерни 5.
Во время качания его передний конец
периодически поднимается и опускается. При
движении балансира 3 вниз блок 7давит на
канат и поднимает буровой инструмент, а при
подъеме блок отрывается от каната. Поэтому
буровой инструмент, поднятый в наивысшее
положение, свободно падает на дно скважины
и разрушает горную породу.

4.

Для удаления из скважины разрушенной
породы в нее периодически подливают воду и
образующуюся жидкую пульпу вычерпывают
специальным сосудом—желонкой 13. Она
представляет собой стальной цилиндр,
открытый сверху и имеющий в дне клапан. При опускании желонки в скважину клапан
давлением шлама открывается и пропускает
шлам в цилиндр, а при подъеме желонки он
закрывается. Опускание и подъем желонки
производят канатом 8 через лебедку 17.
При бурении глубоких скважин буровые штанги
14 наращивают запасными с помощью вертлюга
11 и замка 12. Станок смонтирован на раме с
гусеничным ходовым устройством 18. При
работе станок устанавливают на выносные
опоры 1 и 16.

5.

Одним из наиболее совершенных способов механического
бурения скважин в породах средней и большой крепости
является шарошечное бурение.
Производительность таких станков составляет 20—60 м в
смену в горных породах с коэффициентом крепости/= 12—
16. При бурении менее крепких пород
производительность шарошечных станков повышается до
100 м в смену и более

6.

Рабочим инструментом станка является шарошечное долото
(рис. 3.3).
К корпусу долота приваривают несколько консольных лап 1
(обычно три).
Каждая лапа заканчивается опорой, на которой с помощью
двух роликоподшипников 3 и одного замкового шарикоподшипника 4 укреплена конусообразная шарошка 2.
На поверхности шарошек расположены несколько рядов
штырей 5и 6 из твердого сплава, верхней частью
корпуса долото с помощью замковой резьбы соединено с
бурильной трубой.
При вращении става бурильных труб вращается долото с
шарошками и, кроме того, каждая шарошка вокруг своей оси.
Рис. 3.3.
Трехшарошечное
штыревое долото

7.

Частота вращения шарошки больше частоты вращения
долота во столько раз, во сколько диаметр долота больше
диаметра основания шарошки. Шарошки перекатываются
по забою скважины, а их штыри под действием большой
осевой нагрузки, передаваемой бурильной трубой,
разрушают породу. Разрушающее воздействие
штырей долота на породу имеет сложный характер и
включает в себя удар, резание и смятие. Удаление
продуктов разрушения породы из скважины и охлаждение
долота в процессе бурения производят сжатым воздухом
или воздушно-водяной смесью.

8.

Станок шарошечного бурения 2СБШ-200 (рис. 3.4.) состоит из
ходовой части, кузова 6, мачты 11, рабочего органа 15, гидравлической и пневматической систем, а также системы пылеулавливания 16 и электрооборудования. Ходовая часть станка представляет собой гусеничное шасси 1 с индивидуальным приводом на
каждую гусеницу. На платформе ходовой части смонтировано все
оборудование станка, обеспечивающее полную механизацию основных и вспомогательных процессов бурения. На раме, шарнирно подвешенной к платформе станка, смонтирован привод ходовой части. Вращение от электродвигателя привода через трехступенчатый редуктор 3 передается на приводную звездочку 2
гусеницы. На мачте 11 сварной пространственной конструкции,
шарнирно соединенной с основанием, которое установлено на
платформе станка, смонтировано устройство, служащее для вращения
бурового става и подачи его в забой, а также для сборки и разборки
бурового става. Подъем и опускание мачты осуществляют двумя
гидроцилиндрами 9, вращение бурового става 14 — электродвигателем 10 через коробку передач, смонтированную у основания
мачты.

9.

Подъем бурового става при его разборке производят лебедкой, смонтированной в верхней части
мачты, и полиспастом 12.
Подвижный блок полиспаста закреплен на корпусе вертлюга 13.
Барабан лебедки вращается электродвигатем через двухступенчатый редуктор.
С помощью гидросистемы станка, состоящей из маслонапорной станции 7, исполнительных
гидроцилиндров, аппаратуры управления и системы трубопроводов, выполняют следующие
операции:
подачу бурового става на забой — двумя гидроцилиндрами подачи;
зажим и перехват штанги при бурении — кулачками гидропатрона;
выравнивание станка в горизонтальной плоскости —с помощью трех гидродомкратов (двух
передних 77и одного заднего 4);
подъем и опускание мачты —двумя гидроцилиндрами 9.
Для удаления из скважины буровой мелочи служит пневмосистема станка, которая состоит из
двух компрессоров 5, воздухосборника и воздухопроводов 8.
Сжатый воздух, подводимый в буровой став через шпиндель вертлюга, проходя через каналы в
шарошке, охлаждает ее и, попадая на забой скважины, подхватывает буровую мелочь и
выносит ее по кольцевому зазору между буровым ставом и стенками скважины. Запыленный
воздух, выходящий из скважины, очищается в системе пылеулавливания.

10.

ВЫВОД:
Достоинствами станков шарошечного бурения
являются высокая производительность,
возможность регулирования осевого давления и
частоты вращения инструмента, работы без
использования воды и тяжелого инструмента
(долота); недостатками— большая масса станков
и низкая долговечность шарошек.

11.

ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ
СКВАЖИН.

12.

Применение шнекового бурения целесообразно при
производстве работ в породах с коэффициентом крепости до
6, в более крепких породах скорость бурения резко
уменьшается. Нецелесообразно его применение в глинистых
породах высокой влажности, так как налипание глины на
шнеки затрудняет процесс бурения. Принцип шнекового
бурения режущими коронками состоит в следующем.
Буровой инструмент, прижимаемый к забою, при вращении срезает породу, которая непрерывно удаляется из
скважины спиральными витками штанг в виде шнека.
Буровой инструмент состоит из режущей коронки и
нескольких последовательно соединенных штанг.

13.

Рис. 3.5. Буровой инструмент шнекового бурения
Применяют коронки различной формы (рис. 3.5, а). Наибольшее
распространение получили коронки с двумя скругленными
лезвиями, армированные твердым сплавом. Штанга (рис. 3.5, б)
представляет собой трубу с приваренной к ней спиралью из
полосовой стали. Для соединения штанг на концах трубы
имеются патрон и хвостовик.

14.

Производительность станков шнекового бурения зависит от
крепости пород, осевого давления на коронку и частоты
вращения бурового инструмента.
Порода разрушается более интенсивно при большой частоте
вращения, однако с повышением крепости породы это приводит
к перегреву и быстрому изнашиванию режущих коронок.
Наибольшее распространение получили станки шнекового бурения СБР-125 и СБР-160.

15.

ВЫВОД:
Достоинствами данных станков является то, что
они просты по устройству и обслуживанию и
имеют незначительную массу. Их
производительность при бурении мягких и
средней твердости пород достигает 150 м в
смену и более.
При этом стойкость коронок составляет 800—1000
м скважин.

16.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Знать принцип работы станков шарошечного бурения, шнекового бурения.
2. Изучить схемы: трехшарошечное штыревое долото, Станка 2 СБШ 200, бурового инструмента
шнекового бурения.
3. Знать достоинства и недостатки при эксплуатации оборудования для добычи сырья.