Теория ударно-канатного бурения станка БУ-20-2

Общий процесс бурения бурового станка УКБ БУ-20УШМ. При УКБ используется ки­нетическая энергия падающего бурового снаряда, подвешенного к станку на канате. Снаряд периодически поднимается на некоторую высоту, а затем, падая, наносит удары по забою и разрушает породу.

Подъем и сбрасывание снаряда производится при помощи кривошипно-шатунного механизма станка, вызывающего качательные движения ударной балки с укрепленным на ней от­тяжным блоком. Канат перекидывается через головной блок мачты станка, проходит под оттяжным блоком, огибает направляющий блок и закрепляется на барабане инструментальной лебедки.

Когда шатун, ведомый кривошипом (ударной шестерней) , занимает крайнее нижнее положение, оттяжной блок опускается и, натягивая канат, поднимает снаряд над забоем. При дальней­шем вращении ударной шестерни блок поднимается и освобождает канат. Буровой снаряд почти свободно падает на забой скважины. Поскольку падение снаряда в скважине происходит в стесненных условиях, ускорение его меньше ускорения сво­бодного падения (9,8 м/с°) и, как установлено, составляет 5— 7 м/с°.

Непосредственно воздействующим на породу инструментом в составе бурового снаряда является долото. При ударе долото раздавливает (сминает) породу, внедряется в нее и образует вруб. При каждом последующем ударе долото поворачивается на некоторой угол, порода при этом не только раздавливается, но и скалывается в сторону вруба. Сопротивление породы разрушению ударом характеризуется динамической твердостью. Динамическая твердость в 8-9 раз меньше статической, т. е. инструмент легче внедряется в породу при ударе, чем при спокойном нажатии. Во время подъема на канат кроме его собственного веса действует вес подвешенного снаряда. Под действием этого канат раскручивается и снаряд поворачивается вокруг своей оси. В момент удара нагрузка с каната снимается и он скручивается. Гильза, в которой закреплен конец каната, проворачивается в канатном замке. Повороты бурового снаряда после каждого удара обеспечивают равномерное разрушение породы по всему забою и придают скважине цилиндрическую форму.

После того как в скважине появилось куски породы, долото кроме разрушения забоя производит дробление их. Чем больше в скважине разрушенной породы, тем труднее долоту дойти до забоя и работа снаряда менее эффективна. Поэтому во время бурения в скважину доливают воду. Измельченная порода пе­реходит во взвешенное состояние, образуя шлам, что облегчает доступ долота к забою.

Наличие в скважине большого количества шлама затрудняет бурение, и его периодически (на разведке россыпей после про­ходки заданного интервала, обычно меньшего по сравнению с оптимальным) удаляют специальным инструментом — желонкой или пробоотборником. Качество отбора проб определяется полнотой извлечения шлама, в котором содержится разрушенная порода вместе с полезным компонентом. Он должен быть взят именно на том интервале, где вмещающая его порода находится в целике. На скорость и качество бурения геологоразведочной скважины влияет не только количество шлама, но и его плот­ность, а также вязкость. Если плотность шлама мала, то части­цы разрушенной породы быстро выпадают из жидкости и на забое создается «подушка», ослабляющая удар долота. Кроме этого, происходит интенсивный размыв стенок скважины.
По мере углубки скважины длину каната увеличивают, спуская его с барабана инструментальной лебедки и регулируют так, чтобы в крайнем верхнем положении оттяжного блока лез­вие долота только касалось забоя или было на определенном расстоянии от него (зависит от крепости пород). Внедрение до­лота в этом случае будет происходить за счет растяжения ка­ната и сжатия амортизатора, находящегося под головным бло­ком. Такая регулировка обеспечивает согласованную работу станка и снаряда.
Скорость бурения. На полезную работу, т. е. на отрыв частиц породы от забоя, расходуется лишь часть энергии падающего снаряда. Остальная часть тратится:
- на упругую деформацию бурового снаряда, каната, амортизаторов и других механизмов станка;
- на сотрясение и упругую деформацию массива, в котором проходят скважину;
- на преодоление гидравлического сопротивления жидкости, находящейся в скважине;
- на преодоление трения о стенки скважины и шлам;
- на бесполезное дробление частиц породы, уже оторванных от забоя.
Задача буровика — максимально сократить эти потери.

Заявки на запчасти для БУ-20-2УШМ принимаем на эл.почту: severzip@mail.ru
Сайт: https://bu20.ru/
Доставка до транспортной компании бесплатно!