Машини для бурових робіт

Бурові машини в будівництві застосовують для утворення отворів в грунті, званих шпурамі при діаметрі до 80 мм, свердловинами при діаметрі 250 300 мм і ямами при діаметрі до 2 м. У гірничій справі в шпури і свердловини закладають вибухові речовини при розпушенні мерзлих і скельних грунтів . У будівництві шпури служать в якості технологічних отворів в бетоні, а свердловини - для установки паль, опор дорожніх знаків, опор енергомагістралей і ліній зв'язку. Ями великих діаметрів призначені для установки щогл ліній електропередач або для установки блоків колодязних облицювань.

Глибина шпурів не перевищує 6-8 м, свердловин 25- 30 м і ям 4-6 м.

Свердловини, утворені для потреб нафтовидобувної промисловості, мають глибину 3-5 км, а для геологорозвідувальних робіт - до 11 км. Бурові роботи в основному виробляють механічним способом. У гірській промисловості на твердих породах застосовують також термічний спосіб буріння. Механічне буріння проізводітся'буровимі верстатами ударно-канатного, ударно-обертального і обертального дії, а також бурильними молотками-перфораторами.

Верстат ударно-канатного буріння (рис. 1, а) виробляє буріння за допомогою долота, закріпленого в ударної штанзі, яка пов'язана з канатним замком. Підйомний канат, огинаючи верхній блок щогли, балансовий ролик і спрямовує блок, навивається на барабан лебідки. При включенні барабана робочий інструмент піднімається з свердловини, а в процесі роботи поступово опускається, долаючи силу затяжки гальма. Балансирний ролик за допомогою балансира і шатуна фіксується в певному положенні. При обертанні кривошипа балансовий ролик здійснює рух, що гойдає. При русі балансирного ролика вниз долото зі штангою піднімається вгору, а при підйомі - штанга падає вниз і впроваджує долото в грунт. В процесі роботи долото здійснює поворотні руху завдяки властивості сталевого каната розкручуватися під навантаженням-і скручуватися після зняття навантаження. Цей ефект каната дозволяє долоту наносити удари по грунту зі зміщенням на деякий кут, що покращує процес роботи. Грунт з Свердловини періодично видаляється желонкою, що представляє собою трубу з зворотним клапаном в нижній частині. Внаслідок низької продуктивності верстати ударно-канатного буріння застосовуються рідко.

Мал. 1. Верстати для бурових робіт
а - ударно-канатного дії; б - ударно-обертального дії

Верстат ударно-обертального дії (див. Рис. 1, б) поєднує в собі механізми, що дозволяють робітникові Інструменту одночасно виконувати два руху - ударне і обертальний. Обертальний рух передається від електродвигуна, а ударне - від пневмоударника. Верстат призначений для буріння свердловин діаметром 100-105 мм і глибиною до 30 м. В цьому верстаті електродвигун, пневмоударнік, бурові штанги, а також пускова апаратура, що складається з магнітного пускача і повітряного крана, змонтовані на станині. Станину виготовляють з двох паралельних труб діаметром 50 мм, жорстко скріплених між собою. У нижній частині станини розташовані регулювальні гвинти, що забезпечують установку верстата в вертикальній площині, а у верхній - укріплений блок ручної лебідки, за допомогою якої по трубах пересуваються санчата з механізмом обертання. Сталий стан верстата забезпечується противагою, а правильний напрямок ударника - хомутом. Електродвигун разом з планетарним редуктором забезпечують частоту обертання ударника в межах 22-25 об / хв. Електроенергія до двигуна подається по кабелю; стиснене повітря до пневмоударнікамі надходить по буровим штангах через сальник, до якого приєднується гнучкий шланг 6 від повітропроводу. Пил зі свердловини відводиться по сталевій трубі обеспилівателя і гофрованої труби. На виході пил захоплюється водяним струменем і у вигляді пульпи направляється в водо »стічну канаву.

Ударно-поворотний принцип роботи бурових верстатів використовується також в бурильних молотках-перфораторах. Механізм молотка є циліндр, усередині якого під дією стисненого повітря здійснює зворотно-поступальний рух поршень зі штоком-ударником. При робочому ході вниз поршень зі штоком наносять удар по робочому інструменту, а при зворотному (холостому) ході поршень і бур повертаються на кут близько 20 °, що покращує процес руйнування породи.

В машинах обертального дії бурового інструменту руйнує породу в свердловині, безперервно обертаючись з певним осьовим зусиллям і подачею на забій. Робочий інструмент цих машин виконаний у вигляді спіральних свердел, різців, трьохшарошкових доліт і т. П. Продуктивність верстатів обертального буріння вище в 2-3 рази в порівнянні з верстатами ударно-поворотного дії і в 5-6 разів в порівнянні з верстатами ударно-канатного буріння. Для потреб будівництва широко використовуються мобільні бурильно-кранові машини, змонтовані на шасі вантажних автомобілів або тракторів,

Бурильна машина, змонтована на шасі вантажного автомобіля, складається з робочого обладнання, системи приводу і управління. Робочим органом машини є бур, що складається з штанги на нижньому кінці якої укріплені дві або більше копають лопаті з рихлящімі наконечником. Ріжучі кромки лопатей і наконечника наплавлені зносостійкими сплавами. Під час роботи одночасно з обертанням штанга робить осьовий рух вниз за допомогою гідроциліндра. При підйомі штанги вгору розпушений грунт розкидається лопатями в сторони. За 3-5 прийомів викопується яма глибиною 1,5 1,8 м. Для копання ям різних діаметрів машина забезпечена змінними копати лопатами. Рух на штангу від коробки відбору потужності передається за допомогою карданного валу, проміжної передачі і редуктора обертання штанги. Управління машиною оператор виробляє від сидіння за допомогою важелів. При пересуванні з об'єкта на об'єкт бур встановлюється в транспортне положення. На машині, крім основного, є допоміжне кранове обладнання, змонтоване на вантажопідйомної щоглі з приводом від підйомної лебідки. За допомогою кранового обладнання опори щогл або ліній електропередачі встановлюються в пробурені свердловини.

Кінематична схема приводу робочого органу мобільного бурильно-кранової машини, змонтованої на базі автомобіля КрАЗ-257, показана на рис. 123,6. На відміну від інших робоче обладнання цієї машини встановлено на поворотному колі, що забезпечує обертання на кут 90 ° у кожну сторону. Коло повертається за допомогою ланцюга і двох гідроциліндрів. Підйом і опускання штанги і гака здійснюються за допомогою окремих канатів 12 двохбарабанної лебідки. Обладнання цієї установки дозволяє бурити свердловини в мерзлому ґрунті на глибину до 8 м. Штанга з .Робоча інструментом і наконечником обертається від редуктора коробки відбору потужності. На верху штанги є вертлюг, що забезпечує обертальні рухи штанги при осьової подачі на грунт. Над редуктором обертання розміщений гідропатрона затиску і робочої подачі штанги. При подачі рідини в поршневу порожнину гідроциліндра шток, висмикуючи з циліндра, притискає до штанги чотири кулачка і створює додаткове зусилля на штангу. При подачі рідини в штокову порожнину кулачки звільняють штангу.

Мал. 2. бурильно-кранові машини
а - робоче обладнання на базі вантажного автомобіля; б - кінематична схема приводу робочого устаткування на базі КрАЗ-257

Мал. 3. Верстат термічного буріння:
а - принципова схема; б - конструкція пальника

При бурінні затиснута в гідропатрона обертається штанга подається вниз двома гідроциліндрами на всю довжину їх штоків. Потім гідропатрона звільняється від затиску штанги і штоки гідроциліндрів переміщаються вгору в наступну позицію; операція затиску і подачі штанги вниз повторюється.

Верстати термічного буріння є самохідні гусеничні установки, робочим органом яких є огнеструйние пальника. Установка складається з пальника, вентилятора, системи харчування і підйомної лебідки, що забезпечує опускання пальника канатом у міру розробки свердловини. В процесі роботи термобур обертається в муфті з частотою обертання від 2 до 30 об / хв. Термічний спосіб буріння заснований на тому, що при високій температурі гірські породи руйнуються. У пальник по гнучкому шлангу одночасно подається паливо (гас, бензин) з посудини, кисень з балона і вода з бака.

У транспортному стоительство бурові машини застосовуються при влаштуванні артезіанських свердловин водопостачання, видобутку кам'яних матеріалів в кар'єрах, спорудженні залізничної колії і виконанні інших робіт. Переважно використовуються машини з механічним впливом на руйнується гірську породу - обертального, ударно-обертального і ударно-канатного дії.

До атегорія: - Колійні та дорожні машини