 |
Рисунок 1 - буровой станок ударно-канатного бурения БС-3
|
|
|
|
Рисунок 1 - буровой станок ударно-канатного бурения БС-3
Буровой снаряд, подвешенный на мачте, состоит из литого крестообразного долота, штанги и замка, который крепит канат к снаряду.
Ударный механизм, поднимающий буровой снаряд, состоит из кривошипно-шатунного и балансирного механизмов, которые натягивают и поддерживают канат, сохраняя амплитуду движения снаряда.
Инструментальная лебедка регулирует натяжение каната, подъем и опускание снаряда в скважине.
Главный вал с тремя фрикционными муфтами включения и выключения лебедок и ударного механизма обеспечивает их работу.
Привод главного вала – асинхронный двигатель мощностью 90 кВт с регулируемой частотой вращения. Управление механизмами происходит с помощью электрического блока управления, а также рычажной системы из 5 рычагов: 3 из них включают фрикционные муфты, а 2 – управляют тормозами лебедок. Блок управления и рычаги расположены в кабине с утепленными стенками, триплексными стеклопакетами и электропечкой.
Электрическая система обеспечивает не только работу механизмов, но и гидростанции, освещения, подогрев масла гидросистемы и воды в термоемкости, используемой для удаления шлама. Чистый вес БС-3 – 28 тонн, в полной комплектации – 32, 5 тонны.
Таблица 2-Технические характеристики
| Диаметр скважины | 450-1200 мм |
| Глубина бурения | до 250 м |
| Величина хода бурового инструмента | 700-810-960-1070 мм |
| Частота ударов бурового инструмента | 0, 66... 0, 83 с-1 |
| Масса бурового инструмента | 3, 5+0, 3 т |
| Техническая производительность | 1, 0 м/ч |
| Удельное давление на грунт | 0, 9 кг/см2 |
| Мощность электродвигателя главного привода | 90 кВт |
| Вес станка | 34, 725 т |
3. 1 Расчет мощности станка
|
|
|
Мощность, потребляемую в передачах бурового станка
Nст=kпNдв(а+bn) (1)
Nст=1, 1*90(1+0, 83)=181, 1 уд/мин (2)
где kп -1, 1 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь мощности в станке под нагрузкой; Nдв - мощность приводного двигателя станка, кВт; α =1, 0 м/ч - коэффициент, учитывающий постоянные потери мощности в элементах станка; b=0, 83 - коэффициент, учитывающий потери мощности, зависящие от часто ударов n.
3. 2 Выбор и обоснование бурильных труб
Бурильные трубы - бесшовные изделия кольцевого сечения, полученные способом прокатки.
Бурильные трубы - составная часть бурильной колонны, обеспечивают механическую и гидравлическую связь между режущим инструментом (долотом), работающим на забое, и поверхностным бурильным оборудованием.
Трубы для бурения входят в состав бурильных установок.
Соединение труб между собой происходит с использованием высаженных замков с крупной замковой резьбой, имеющей значительную конусность.
Такая резьба позволяет производить свинчиание-развинчивание за несколько оборотов, а напряженный контакт торцевых поверхностей обеспечивает герметичность соединений.
В местах высадки трубы утолщены внутренними, либо наружными высадками, что увеличивает их прочность.
Для данной скважины выбираем 89 диаметр трубы, поскольку она подходит под долото и скважину.
3. 3 Расчет на разрыв
По нормам примененного ГОСТа труба ø 89× 3, 5 длиной 6 метра при указанной схеме закрепления концов «способна нести» 9300 Н или 934, 5 кг
4. 3 Выбор и расчет породоразрушающего инструмента
При разработке технологии ударно-канатного бурения для каждого интервала геологического разреза скважины проектируются параметры режима бурения: вес ударного снаряда, высота его подъёма над забоем, частота ударов и количество подливаемой в скважину воды.
|
|
|
Поскольку разрушение породы при ударном бурении происходит в динамическом режиме и время удара долота о породу составляет всего 3÷ 5· 10-3 сил трения о породу значительно меньше, чем при вращательном бурении. Соответственно при ударном бурении существенно меньше и износ долота.
Эффективное разрушение породы определяется кинетической энергией при падении бурового снаряда
Вес рабочей части снаряда рассчитывается по формуле:
QP=qoDгде qo - относительный вес инструмента, Н/см, D - диаметр долота, см.
QP= 425 х 9, 3=39, 5 кН (1)
Необходимый вес ударной штанги определяется по формуле:
Q2=Qp-(Q1+ Q3)
Q2=39, 5-(2, 70+ *1, 12)=36, 24 (2)
где, Q1 = 270 - вес долота, l1=1000мм; Q2 = 270 - вес ударной штанги, Q3= 112 - вес раздвижной штанги, l3=1000мм; Q4 = 37, 7 - вес канатного замка.
В зависимости от характера пород и глубины скважины задаются высотой подъёма снаряда. Современные буровые установки ударно-канатного бурения обеспечивают высоту подъема снаряда над забоем на 0, 35-1м и частоту ударов от 40 до 60 в 1 мин.
Удары в минуты рассчитываются по формуле:
ny=21 
ny=21 =46, 9 уд/мин. (3)
где в- ускорение падения снаряда в шламовой среде, м/с2
|
|
|
