Виды конструкторских работ

Основными видами конструкторских работ являются: создание нового оборудования, модификация базовой модели, модернизация, усовершенствование оборудования в производственных условиях [27].

Создание нового оборудования. К созданию нового обору­дования приводит следующее:

1. Реализация новых научных открытий и изобретений, что может быть определено:

— развитием смежных отраслей науки: физики, электротехники, гидравлики, что дало толчок к созданию турбобуров, электробуров, гидроударников, пневмоударников, магнитострикторов, электроимпульсных установок;

— открытиями новых способов разрушения горных пород (зарядами взрывчатых веществ, термическими методами, вибрациями, ультразвуком, электрическими разрядами в жидкости и др.);

— изучением свойств пород на других планетах.

2. Увеличение объема бурения в различных областях экономики или изменение условий производства буровых работ; увеличение глубин скважин, изменение условий бурения, внедрение более совершенных способов бурения вызывают необходимость создания следующих установок:

— компактных, высокопроизводительных, повышенной проходимости для производства поисково-съемочных работ в труднодоступных местностях, а также установок взамен ручных комплектов;

— более совершенных, для разведки россыпных месторождений;

— специализированных, длябурения скважин в прибрежных зонах морей и океанов;

— для бурения глубоких разведочных скважин на твердые полезные ископаемые;

— специализированных, для бурения скважин из подземных горных выработок;

— специализированных, для производства работ при ин­женерно-геологических изысканиях, для бурения гидрогеологических, сейсмических и других скважин.

3. Совершенствование технологии бурения разведочных скважин; широкое внедрение алмазного, твердосплавного (малыми диаметрами), бескернового (различными долотами и пикобурами) и гидроударного бурения потребовало создания новых типов породоразрушающего инструмента, применения соответствующих режимов бурения. Увеличение скоростей вращения алмазного инструмента привело к созданию станков с высокими скоростями вращения шпинделя. Необходимость применения низких скоростей вращения при бурении гидроударниками диктует соответствующие конструктивные изменения в буровых станках (быстрая смена шестерен углового редуктора и др.). При бурении гидроударниками и шарошечными долотами необходима подача большого количества промывочной жидкости, что влечет за собой соответствующие изменения в конструкции буровых насосов.

Применение снарядов со съемными керноприемниками вызывает конструктивные изменения во вращателях буровых станков (увеличивается проходное отверстие), а также необходимость создания новых типов породоразрушающих инструментов и бурильных труб.

4. Требования механизации и автоматизации производственных процессов; комплексная автоматизация в бурении является основным направлением развития современной буровой техники, которое позволит преодолеть противоречия и трудности ее развития.

Резко повысить производительность бурения и снизить стоимость можно только за счет механизации и автоматизации основных производственных процессов в бурении. Уменьшить количество ручных и машинно-ручных операций, максимально механизировать управление буровой установкой — первоочередная задача комплексной автоматизации бурения для обеспечения его стабильно высоких показателей. Вопросы автоматизации основных процессов бурения (подача инструмента, спуск и подъем) много лет разрабатывались в ВИТРе. В результате была создана установка БА-25Л-Э для глубокого разведочного бурения. Частичная механизация и автоматизация основных производственных процессов вызвали создание труборазворотов, полуавтоматических элеваторов, свечеукладчиков, новых типов мачт, полуавтоматических комплексов для производства спуско-подъемных операций. Полная автоматизация основных процессов бурения возможна с помощью буровых автоматов.

Модификация базовой модели. Получение модификаций на основе базовой модели позволяет приспособить данную буровую установку к конкретным условиям бурения. Это прогрессивное направление в современном буровом машиностроении. Каждая модификация создается путем замены отдельных узлов и деталей, установка которых изменяет соответствующим образом характеристику бурового станка, рассчитанного на определенную глубину бурения.

Получение модификаций современных буровых установок колонкового бурения может быть обусловлено следующим:

- способом бурения (алмазное, твердосплавное, гидро- и пневмоударниками, различными долотами);

- типом привода (электродвигатели, дизельные и бензиновые двигатели);

- величиной подводимой мощности (модификация с нормальной мощностью привода и усиленная);

- условиями производства работ (с поверхности из подземных выработок);

- технологическими особенностями бурения (обычным способом с подъемом всей колонны бурильных труб и колонкового набора и с применением съемных керноприемных снарядов, а также бурение обсадными трубами);

- транспортабельностью установок (разборная наузлымалого веса, передвижная, самоходная, блочная).

Модернизация. Модернизация существующих установок является наиболее эффективным способом приведения конструкции станка или установки к современному уровню. Например, станок КАМ-500 подвергался модернизации многократно. Производилась также модернизация буровых стан­ков и установок УРБ-ЗАМ, ЗИФ-650, ЗИФ-1200, ЗИФ-300 и др. До известного предела это наиболее рациональный путь совершенствования буровой установки, который позволяет улучшить характеристику оборудования без коренной ломки его первоначальной конструкции. При систематическом совершенствовании отдельные узлы буровой установки претерпевают значительные конструктивные изменения и в течение достаточно длительного времени могут соответствовать современным достижениям техники. При значитель­ных конструктивных изменениях бурового станка или установки им может быть присвоен новый индекс (ЗИФ-650М, ЗИФ-1200МР).

Усовершенствование оборудования в производственных условиях. Оно позволяет приспособить определенную установку к конкретным условиям эксплуатации. Работы выполняются на местах.