Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Принцип работы и конструкция станков ударно-канатного бурения

Ударно-канатное бурение, которое у нас в стране впервые применили в 1927 г. на карьерах Днепростроя, является основным способом бурения скважин на больших карьерах. Родина ударноканатного бурения — Китай (XII век).
Благодаря своим достоинствам — надежности в работе, возможности бурения пород различной крепости, возможности размещения значительного количества взрывчатых веществ, большому диаметру скважин, возможности разработки месторождений высокими уступами станки ударно-канатного бурения получили широкое распространение на крупных механизированных карьерах.
Ho, несмотря на достоинства, эти станки тяжелы и относительно малопроизводительны, если учесть огромные объемы работ по добыче камня. Советские ученые работают над созданием станков вращательного бурения и буровых машин, основанных на новых прогрессивных принципах, о которых говорилось выше.
Принцип ударно-канатного бурения заключается в том, что буровой снаряд периодически поднимается на некоторую высоту и, падая, наносит удары, разрушая породу (с f = 12/14) на дне скважины. Вес бурового снаряда колеблется в пределах 500—3000 кг; высота его подъема над дном (забоем) скважины при каждом ударе — 0,6—1,2 м; частота ударов — до 60 в минуту.
Рабочим органом станка (фиг. 10) является буровой снаряд 1, который подвешен на стальном канате 2; канат перекинут через головной блок 3 мачты 4 бурового станка, проходит под оттяжным блоком 5, а затем, огибая направляющий блок 6, закрепляется на подъемном барабане 7. Навивая канат на подъемный барабан, поднимают буровой снаряд из скважины 10, а сматывая канат, опускают снаряд в скважину для работы.
Принцип работы и конструкция станков ударно-канатного бурения

Периодические подъемы и падения снаряда в процессе бурения вызываются качательными движениями оттяжного блока 5, получаемыми при помощи кривошипной шестерни 9 (долбежная шестерня). Когда кривошипный палец 8 подходит к своему крайнему нижнему положению, оттяжной блок 5, опускаясь, оттягивает часть каната, расположенную между блоками 3 и 6, и поднимает буровой снаряд над забоем скважины. При дальнейшем движении шестерни 9 палец 8 переходит в свое верхнее положение, при этом оттяжной блок 5 поднимается и освобождает канат, а буровой снаряд падает на забой скважины. Тогда долото, нанося удар по забою скважины, своим лезвием дробит породу и образует в ней канавку — «вруб» в форме клина. При последующих ударах долота, которое поворачивается после каждого подъема на некоторый угол, на дне скважины образуются новые врубы. В результате этого порода не только дробится, но и скалывается в сторону ближайшего вруба, образованного предыдущим ударом.
В процессе бурения в скважину подливают воду. Порода, измельченная ударами долота, смешивается с водой и образует буровую грязь — шлам, который периодически вычерпывается из скважины желонкой. Расход воды при беспрерывном подливе колеблется в пределах от 40 до 80 л на 1 пог. м скважины.
По мере углубления скважины подъемный барабан 7 постепенно поворачивают, вследствие чего длина рабочей части каната увеличивается. При этом длину рабочей части каната регулируют так, чтобы при крайнем верхнем положении оттяжного блока 5 долото лишь слегка касалось дна скважины или даже висело над ним на высоте 2—5 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить при ударе некоторое растяжение каната и сжатие специальных упругих амортизаторов, устраиваемых на мачте или непосредственно в ударном механизме станка. Тогда после удара буровой снаряд легче отрывается от дна скважины» Расстояние между долотом и дном (забоем) скважины увеличивают с повышением твердости буримой породы и глубины скважины, а также при большей упругости бурового каната и амортизаторов станка.
На фиг. 11 показан общий вид станка ударно-канатного бурения.
Принцип работы и конструкция станков ударно-канатного бурения

Буровой снаряд, предназначенный для ударно-канатного бурения скважины, состоит из долота, штанги и канатного замка, свинченных между собой.
Долото (фиг. 12, а, б и в) является основной рабочей частью бурового снаряда, непосредственно разрушает породу в забое скважины и обрабатывает стенки последней. Долота изготовляют из высококачественной углеродистой инструментальной стали марки У7 или пружинной стали марки С-6 и 55С2 и подвергают термической обработке. По форме головки различают зубильное или плоское долото (фиг. 12, а), крестовое (фиг. 12, б), фасонное (копытное) (фиг. 12, в).
Принцип работы и конструкция станков ударно-канатного бурения

При бурении пород, обладающих абразивными свойствами, рекомендуется применять долото с широкими заплечиками, т. е. большой поверхностью по периферии головки, что уменьшает износ долота по диаметру. Хорошие результаты дает при бурении трещиноватых пород крестовая головка ступенчатой формы с опережающим лезвием. Конструктивной особенностью этой головки является то, что лезвия расположены не в одной плоскости, а с понижением одного ряда лезвий относительно другого на 20 мм. Форма и расположение лезвий устраняют возможность заклинивания долота в трещинах. Заправка затупленных долот при малых объемах работ может производиться вручную, а при больших объемах работ — в долотозаправочной мастерской, оборудованной специальными долотозаправочными (ковочными) станками. Наибольшее распространение имеют станки ДС-1, на которых можно заправлять долота диаметром 125—300 мм. Помимо долотозаправочных станков, в мастерской должны быть устройства для нагревания долот перед заправкой и для их последующей термической обработки и испытания. Мастерская должна быть оборудована подъемно-транспортными Устройствами надлежащей грузоподъемности.
Температура нагрева долот перед заправкой зависит от марки стали и бывает в пределах 800—1100°.
Штанга, служащая для увеличения веса бурового снаряда (фиг. 12, д), представляет собой массивный стальной стержень, имеющий на одном конце наружную коническую нарезку для соединения с канатным замком, а на Другом — внутреннюю коническую нарезку для соединения с долотом. Около кондов штанги делают квадратные выемки для ключа, которым удерживают штангу при сборке и разборке бурового снаряда. Диаметр штанги — 0,7—0,8 диаметра головки долота. Место соединения штанги с долотом закаливается с применением тока высокой частоты (т. в. ч.) или ацетилено-кислородным пламенем.
Канатный замок служит для присоединения каната к буровому снаряду. Применяются канатные замки двух типов: простые (фиг. 12, е) и свободно вращающиеся. Наибольшее распространение имеет свободно вращающийся канатный замок (фиг. 12, е), который по внешнему виду сходен с простым замком, но несколько длиннее его.
Расточка, расположенная выше внутренней конической нарезки и имеющая цилиндрическую форму, переходит в осевой канал 6 с диаметром, соответствующем диаметру каната. В цилиндрическую расточку 7 вставляют опорное кольцо 8 и втулку 9 с конической расточкой, которой и закрепляют конец каната.
Принцип работы и конструкция станков ударно-канатного бурения

Принцип действия свободно вращающегося замка основан на том, что канат под нагрузкой несколько раскручивается и вновь скручивается при снятии нагрузки. При подъеме канат раскручивается, и тогда снаряд поворачивается на некоторый угол. При падении снаряда на дно скважины канат вновь скручивается и поворачивает втулку с конической расточкой в корпусе канатного замка. Таким образом, снаряд при каждом подъеме поворачивается на некоторый угол.
Возможно применение комбинированной штанги (фиг. 12, з) без отдельного канатного замка. При бурении скважин применяются металлические канаты (лучше с пеньковой сердцевиной) диаметром 18—25 мм.
Желонка (фиг. 12, и) представляет собой трубу 11, к верхнему концу которой прикрепляется дужка 10 для соединения с желоночным канатом, а к нижнему — башмак 13 с клапаном 12 и ударником 14.
При опускании желонки в скважину ударник открывает клапан, и шлам заполняет цилиндрическую трубу. При подъеме желонки клапан закрывается. Во время разгрузки желонка опускается на ударник и шлам выливается. Желонки изготовляются с плоским, шаровым и полусферическим клапанами. Для подвески желонок применяют канаты диаметром 8—12 мм.
Иногда случается заклинивание бурового инструмента в скважине.
При правильной организации бурения, тщательном контроле за состоянием бурового инструмента и соблюдении правил эксплуатации оборудования заклинивания и других аварий, как правило, не бывает.
Для ликвидации аварий применяют так называемый ловильный инструмент, к которому относятся отбойная штанга, ловильные ножницы, канаторезка, ловильные клещи и др.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: