Машины и оборудование для буровых работ
Бурение — это процесс образования цилиндрических полостей в грунте, бетоне, кирпиче вследствие разрушения породы и ее извлечения из полости. Как конструкция рабочего органа, так и метод удаления шлама в значительной мере определяется способом бурения.
Различают: - механический, относят вращательное, ударное и виброударное бурение; - физический способы бурения, термическое и гидравлическое..
Вращательное бурение основано на разрушении породы путем ее резания и истирания резцом рабочего органа (бура), имеющего одновременно вращательное и поступательное движение вдоль оси скважины. Скважины можно бурить в разных направлениях — вертикальном, горизонтальном и наклонном, что является достоинством способа. Он характеризуется и высокой пронзительностью, так как процесс бурения происходит непрерывно.
Ударное бурение осуществляется подъемом и опусканием тяжелого инструмента — бурового долота, которое, нанося удары по разрабатываемой породе, разрушает ее. После каждого удара долото поворачивается на некоторый угол относительно своей оси, и новые удары постепенно разрушают породу по всему сечению скважины, придавая ей круглую форму. Твердые породы при таком способе бурения раскалываются и дробятся, а мягкие — режутся и сминаются. Использование удара позволяет создавать большие нагрузки в зоне контакта долота и породы, что способствует разрушению пород различной прочности. Однако при бурении пород ниже средней прочности ударное бурение уступает вращательному. Ударное бурение целесообразно применять для пород выше средней прочности (σсж > 150 МПа). Виброударное бурение сочетает ударный и вращательный способы бурения. Порода разрушается вращающимся рабочим органом, одновременно совершающим частые колебания вдоль своей вертикальной оси, чем достигается повышение скорости бурения. Как и ударное, виброударное бурение применяется при разработке прочных пород или при производстве работ в зимнее время. Термическое бурение осуществляется огнеструйными горелками и высокотемпературными газовыми струями, воздействующими со сверхзвуковой скоростью на разрабатываемую породу. Порода при нагревании расширяется и, в результате возникновения напряжений, растрескивается и разрушается. Этот способ применяется при разработке прочных пород с высокими абразивными свойствами. Гидравлическое бурение основано на использовании энергии жидкости (воды), подаваемой в забой под давлением. Этот способ используется для бурения скважин в песчаных и глинистых грунтах. При бурении скальных пород данным способом используется энергия тонкой струи воды диаметром (0,8... 1,0 мм), имеющей сверхзвуковую скорость при давлении около 200 МПа.
Основными рабочими органами бурового оборудования является винтовой бур, ударно-поворотное и шарошечное долото.
Рис.15.1. Основные виды бурового инструмента: а – винтовой бур; б – удароно-поворотное долото; в – шарошечное долото; 1 – штанга; 2 – винтовая спираль; 3 – резец; 4 – стержень; 5 – режущая кромка; 6 – канал; 7 –корпус; 8 – лапа; 9 – шарошка На рис.15.2. приведена схема наиболее мобильной буровой машины, смонтированной на шасси автомобиля.
Рис.15.2. Буровая машина: 1 – автомобиль;2 – упор; 3 – гидроцилиндр; 4 – бурильная штанга; 5 – кронштейн; 6 – домкрат; 7 – пульт управления Бурильная штанга 4 крепится к раме автомобиля 1 кронштейном бив транспортном положении (на рисунке показано пунктирной линией) опирается на упор 2. Для перевода штанги в рабочее состояние, служит гидроцилиндр 3. Устойчивое положение бурильной штанги фиксируется домкратом 6. В движение бур приводится от двигателя автомобиля, а опускается и поднимается с помощью канатного полиспаста с приводом от двух цилиндров.
|
