-Л-)Ч
Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
СТАНКИ ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ
РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНАМ ТОРНЫЕ МАШИНЫ" И
"НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫЕ МАШИНЫ"
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПРОФИЛИЗАЦИИ
ТОРНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ"
НАПРАВЛЕНИЯ 551800
"ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ"
ЧАСТЬ 1
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ЕКАТЕРИНБУРГ
1999
•УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
ОДОБРЕНО
Методической комиссией
горно-механического
факультета
"£2L"1999 -г.
Председатель комиссии
Я. Комаров
СТАНКИ ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ
РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНАМ "ГОРНЫЕ МАШИНЫ" И
"НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫЕ МАШИНЫ"
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПРОФИЛИЗАЦИИ
"ГОРНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ"
НАПРАВЛЕНИЯ 551800
"ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ"
ЧАСТЬ 1
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Издание УГГГА
Екатеринбург, 1999
/ч
Станки шарошечного бурения: Руководство по выполнению лабора-
торных работ по дисциплинам "Горные машины" и "Горные и нефтега-
зопромысловые машины" для студентов профилизации "Горные машины и
оборудование" направления 551800 "Технологические машины и обору-
дование": Часть 1. Теоретические положения / Ю.А.Лагунова.
Л.А.Гаврилова; Уральская госуд. горно-геол, академия. Кафедра гор-
ных машин и комплексов.- Екатеринбург: Изд. УГГГА. 1999,- 41 с.
Руководство содержит описание рабочего процесса и конструкций
станков шарошечного бурения, эксплуатирующихся в условиях открытых
горных работ, технические данные по станкам, критерии оценки пара-
метров и конструктивных схем.
В целом, руководство по станкам шарошечного бурения состоит
из двух частей. Первая часть посвящена анализу конструктивных схем
станков шарошечного бурения, оценке конструктивных и технологичес-
ких параметров станков, описанию рабочего оборудования и основных
механизмов. Вторая - содержит справочный и иллюстративный материал.
Руководство рассмотрено на заседании кафедры горных машин и
комплексов 13 мая 1998 года (протокол N 5) и рекомендовано для из-
дания в УГГГА.
Рецензент: А.П.Комиссаров, доц.. канд. техн, наук
(F) Уральская государственная
горно-геологическая
академия, 1999
У,.---
горно-гес-сс. »чгсл«ь-
1
- 3 -
СОДЕРЖАНИЕ
ЧАСТЬ 1
1.	Цель и задачи работы................................. 4
 2... Общая характеристика	СБШ........................... 4
2.1.	Параметры режима шарошечного бурения............... 5
Вопросы к разделу 2..................................... 9
3.	Конструктивное исполнение рабочего и вспомогательного.
оборудования.................................................. 10
3.1.	Рабочий инструмент................................ 10
3.2.	Вращательно-подающее устройство................... 20
3.3.	Спуско-подъемный комплекс......................... 25
3.4.	Устройство для очистки скважины (система очистки
забоя)	   29
3.5.	Вспомогательное оборудование...................... 31
Вопросы к разделу 3.................................... 35
4.	Ходовое оборудование и привод станка................ 36
4.1.	Ходовое оборудование..............:............... 36
4.2.	Привод............................................ 37
Вопросы к разделу 4.................................... 39
5.	Основные требования по безопасной эксплуатации....... 39
Сп	исок литературы..................................... 40
- 4 -
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Целью работы является закрепление знаний и приобретение прак-
тических навыков по оценке основных параметров и анализу конструк-
тивных и кинематических схем станков шарошечного бурения (СБШ).
Задачи работы:
выявление закономерностей изменения основных конструктивных,
режимных и технологических параметров станков шарошечного бурения
различных типоразмеров и их оценка;
изучение принципиальных компоновочных, кинематических и конс-
труктивных схем рабочего и вспомогательного оборудования, а также
станков в целом.
Предлагаемое руководство содержит технические характеристики
станков, кинематические и конструктивные схемы станков, рабочего и
вспомогательного оборудования, приводятся критерии оценки парамет-
ров и конструктивных схем. По окончании работы каждый студент ин-
дивидуально должен составить краткий отчет, содержащий ответы на
все предложенные ему вопросы. Представленные отчеты защищаются.
Объем работы - 4 часа.
2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКОВ ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ
Станки шарошечного бурения предназначены для бурения верти-
кальных и наклонных скважин диаметром 160...400 мм глубиной до 40
м в породах с коэффициентом крепости f=6...18 единиц по шкале
М.М.Протодьяконова как на вскрышных, так и на добычных уступах
карьеров для ведения взрывных работ. Область применения станков -
открытые горные работы в угольной, рудной и химической промышлен-
ности, карьеры для добычи строительных материалов, а также в гид-
ротехническом и дорожном строительстве.
Особенности применения СБШ в каждом конкретном случае опреде-
ляются свойствами разрабатываемой среды, климатическими и гидроге-
ологическими условиями, технологией работы и параметрами забоя,
организацией работ.
Основными параметрами, определяющими производительность стан-
ков типа СБШ, являются: осевая нагрузка на долото, его частота
вращения и диаметр, а также эффективность очистки забоя от буровой
1
- 5 -
мелочи. Основные технические данные станков шарошечного бурения,
проектируемых в России, ближнем и дальнем зарубежье, представлены
в приложении 1 в таблицах П.1.1 - П.1.2.
Конструктивные и кинематические схемы, а также основные раз-
меры станков шарошечного бурения приведены в приложении 2 на рис.
П.2.1 -• П.2.3.
Компоновка бурового станка в значительной мере определяет
конструктивное решение его основных узлов В то же время одни,и те
же технологические требования, предъявляемые к станкам, могут быть
выполнены за счет принципиально различных компоновочных схем маши-
ны. С этих позиций станки шарошечного бурения можно классифициро-
вать по следующим признакам.
1.	По способу подачи бурового инструмента на забой: канат-
но-гидравлический (рис.П.2.4); канатно-палиспастный (рис.П.2. 5) и
гидравлический (рис.П.2.6).
2.	По типу рабочего инструмента (см. раздел 3.1).
3.	По системе пылеулавливания: воздушно-водяной смесью и воз-
духом (сухое).
Передвижение станков всех моделей осуществляется с помощью
ходовой тележки, состоящей из гусеничного хода, привода гусенично-
го хода и платформы (рис.П.2.7, П.2.8). Каждая гусеница имеет ин-
дивидуальный привод. Гусеничный ход обладает следующими преиму-
ществами: хорошим сцеплением гусениц с грунтом; возможностью пе-
редвижения по неподготовленной трассе с преодолением подъемов и
уклоновйеболее 12°; малым удельным давлением на грунт; большой ма-
невренностью и надежностью в работе. Недостатками гусеничного хода
являются большое количество подвижных соединений деталей, не защи-
щенных от попадания абразивной среды на трущиеся поверхности, а
также увеличенная металлоемкость конструкции и большая масса. При-
нятый гусеничный ход является многоопорным, т.к. отношение лежащих
на грунте звеньев гусениц к числу опорных колес меньше двух. Более
подробно механизм хода рассмотрен в разделе 4.
Z
2.1. Параметры режима шарошечного бурения
Разрушение породы при шарошечном бурении происходит в резуль-
тате перекатывания зубьев шарошек по забою (рис. 2.1). В момент
касания зуба осевое усилие передается на породу соседними зубьями
6 -
Рис. 2.1 Расчетная схема
и частично конусом шарошки диаметром через продукты разрушения.
По мере перехода зуба А в вертикальное положение на него будет
действовать почти линейно возрастающая сила Plf направленная вер-
тикально вверх и находящаяся на расстоянии х ст оси вращения ша-
рошки. Сила воздействия на остальные зубья, например В, будет со-
ответственно уменьшаться, и они прекратят разрушение породы. Так
как в породу внедряется сразу несколько зубьев, максимальное уси-
лие, действующее на один зуб шарошки, определим по формуле
Р 1 ~ Ро с ‘
где Рос - осевое усилие на долото, Н:
ki - коэффициент, учитывающий передачу части осевого усилия
телом шарошки;
эе - коэффициент, учитывающий одновременность внедрения
нескольких зубьев.
Однако математическое описание действительного процесса шаро-
шечного бурения весьма затруднительно, в силу неопределенности
протекания физических явлений, а также с учетом упругих деформаций
- 7 -
породы и инструмента. Поэтому необходимо воспользоватся упрощенной
моделью процесса.
Зубья шарошки периодически соприкасаются с породой и под
действием усилия Рос каждый зуб внедряется на глубину h3. Если до-
лото имеет гш шарошек, каждая из которых контактирует с забоем на
длине L, то общая длина линий одновременного контакта зубьев доло-
та с породой будет zML.
Вследствие вторичного дробления уже отделенной от массива по-
роды общая линия контакта зубьев шарошки еще более увеличится и
приближенно может быть принята равной половине диаметра долота Dj
= Вш/г. Глубину внедрения зубьев шарошки можно определить следую-
щим образом.
2' Рф с
h, = -------------------------- .	(2.1)
zll-D1-6-(tg(a/2)+M1)-K3
где б - предел прочности породы при разрушении бурением, МПа
(см.приложение 1, табл.П. 1.3):
а - угол заострения зуба;
К3 - коэффициент затупления зубьев. К3=1,2... 1.3;
Pi - коэффициент трения шарошки о породу. д1=0,44.. .0,83.
Из формулы 2.1. видно, что глубина внедрения зуба, а следова-
тельно, и скорость бурения при прочих равных условиях возрастают с
увеличением усилия подачи.
Отношение Poc/Dj является удельной силой подачи, приходящейся
на 1 м диаметра скважины. Производительное бурение обеспечивается
при удельной силе подачи 0,7 МН/м и более, а максимальные осевые
давления на 1 м диаметра долота не превышают 1,5 МН/м.
Предположим, что за один оборот буровой штанги шарошечное до-
лото разрушит всю поверхность забоя на глубину h3. Тогда скорость
шарошечного бурения Vn при определенной частоте вращения долота пв
находим из формулы
Vq = Кск’h3'Пв’Zu,	(2.2)
где Кск - коэффициент, учитывающий уменьшение скорости бурения
из-за неполного скалывания породы между зубьями.
Кск=0,5.
С увеличением частоты вращения повышается скорость бурения и
возрастает износ долота.
Потребное осевое усилие с достаточной для инженерных расчетов
- 8 -
точностью может быть определено по эмпирической зависимости
аР0С = (6...7)	(2.3)
где Г - коэффициент крепости по шкале М. М.Протодьяконова.
При работе, перекатываясь по забою, шарошки скалывают породу.
Сопротивление породы скалыванию Рск одной шарошкой приближенно
можно опредилить по формуле
Рек ” 0.5‘Di h3 бск,	,	(2.4)
где бск - предел прочности породы на скалывание (см.Приложение 1,
табл. П. 1.3).
Вращающий момент долота определяют по формуле
^вр = 1/ЗРскDj•'Ктр,	(2.5)
где Ктр - коэффициент, учитывающий трение в подшипниках шарошек и
буровой колонки о стенки скважины. Ктр=1,15.
Мощность двигателя вращателя
NBp - Мрр'Шд'Т! 1,	(2.6)
где о)д - угловая скорость вращения долота, рад/с;
д - КПД передачи трансмиссии вращателя, 71=0,65.
Режим бурения определяется величиной развиваемых на инстру-
менте усилий, скоростью вращения рабочего инструмента и методом
удаления буровой мелочи. Оптимальные режимы обеспечивают высокую
производительность буровых станков и минимальные эксплуатационные
затраты на бурение.
В современных буровых станках в течение смены время Тс расхо-
дуется как на бурение скважины, так и на выполнение многочисленных
вспомогательных операций. Таким образом, сменную производитель-
ность бурового станка можно определить по формуле
тс -ки
Осн = V6C=----------;------- . м/ч	(2.7)
v^-1 + tB
где Тс - время смены, мин:
Ки - коэффициент использования станка по бурению в течение
смены. Ки=0,5... 0,8;
V6T- техническая скорость бурения, м/ч,
,,	3  Ро с  пв р
• fi т —	~	,
107-ПбА2
где Пб - показатель трудности бурения породы (см.табл. П.1.2)
Пб = 0,07(бсж + бсдв)+0,7-1;
- 9 -
tB - удельные затраты времени на выполнение вспомогатель-
ных операций, мин/м,
=	+ t2 + t3 + t4 + t5,
где Ct - на переезд от скважины к скважине с .учетом установки
и снятия станка с домкратов, (Ц=0,38... 1,44 мин/м);
t2 - время на замену долота, приходящееся на 1 м скважины,
С2=0,31... 0.9 мин/м:
С3 - на подъем бурового става со скоростью
Vn = 0,03...О,14 мин/м;
t4 - на перехват гидропатрона (для шпиндельной схемы t4=0);
t5 - на сборку и разборку бурового става,
15=1,28...1,52 мин/м.
Расход сжатого воздуха WB, обеспечивающий полное удаление из
скважины продуктов разрушения:
Шв = 1.3-10-2’(012Лп^бт)/(Ув Нп)> м3/мин (2.8)
где и ув - плотности соответственно породы и воздуха, кг/м3
gn - весовая концентрация частиц породы в сжатом
воздухе или воздушной смеси дп=40...60%.
ВОПРОСЫ К РАЗДЕЛУ 2
1.	Рассчитайте техническую и эксплуатационную производитель-
ности станков шарошечного бурения, приведенных в табл.П.1.1.-П. 1.2.
2.	Чем ограничивается осевое усилие станков?
3.	Каковы преимущества и недостатки многоопорного гусеничного
хода?
4.	Установите зависимость скорости шарошечного бурения от
частоты вращения долота для предложенных преподавателем станков.
5.	Какие факторы оказывают влияние на сопротивление породы
скалыванию?
6.	Определите расход сжатого воздуха для предложенных препо-
давателем условий.
- 10 -
3. КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ РАБОЧЕГО И
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1. Рабочий орган
Рабочий орган является основным механизмом станка, непосредс-
твенно производящим с помощью бурового става бурение взрывных
скважин. С помощью рабочего органа осуществляются вращение и пода-
ча бурового инструмента на забой, сборка и разборка бурового ста-
ва. Поэтому узлы и детали рабочего органа в большей мере, нежели
остальные узлы механизмов, подвержены действию ударных нагрузок и
износу, возникающих в процессе бурения.
В рабочий орган входят следующие узлы: буровой инструмент;
буровой став; механизм подъема бурового става, состоящий из лебед-
ки и вертлюга; механизм свинчивания и развинчивания бурового ста-
ва; механизм подачи штанг; гидропатрон; напорный механизм; коробка
передач и мачта.
3.1.1. Шарошечное долото (рис. П.З.1...П.3.9)
Шарошечное долото является разрушающим инструментом. Будучи
присоединенным к концу вращающейся бурильной колонны, оно произво-
дит основной процесс при бурении скважины - разрушение породы. Ша-
рошки долота, нагруженного частью массы бурильной колонны или гид-
равлическим усилием вдоль става, при его вращении перекатываются
по породе и разрушают ее. В зависимости от назначения, определяе-
мого составом и физико-механическим свойствами разбуриваемых гор-
ных пород долота делятся на одно-, двух- и трехшарошечные и изго-
тавливаются 13 типов (табл. П.З. 1).
По расположению и конструкции промывочных или продувочных ка-
налов долота изготовляются: с центральной промывкой (Ц); с боковой
гидромониторной промывкой (Г); с центральной продувкой (П); с бо-
ковой продувкой (ПГ) (рис.П.3.1).
Опоры шарошек изготавливаются'
на подшипниках с телами качения (В);
на одном радиальном подшипнике скольжения, остальные - под-
шипники с телами качения (Н);
на одном радиальном подшипнике скольжения с герметизацией
маслонаполненной опоры (НУ);
на двух и более подшипниках скольжения (А);
и
на двух и более подшипниках скольжения с герметизированными
маслонаполненными операми (АУ).
Приведем пример условного обозначения долота и его расшифров-
ку.
III 215,9 СЗ-ГНУ-2 ГОСТ 20692-75
III	- долото трехшарошечное;
215	,9 - диаметр долота, мм;
СЗ - тип долота (для бурения абразивных пород средней .твер-
дости) ;
Г - обозначение вида промывки (боковая гидромониторная);
НУ - обозначение вида опоры (герметизированная маслонаполнен-
ная на одном радиальном подшипнике скольжения и остальных - под-
шипниках с телами качения);
2 - заводской номер модели.
Существуют модели, выполненные по импортной технологии, нап-
ример, условное обозначение: 215,9 СЗ-ГАУ-В16 ТУ 26-02-874-80, го-
ворит о том, что это трехшарошечное долото диаметром 215,9 мм,
для бурения абразивных пород средней твердости, с боковой гидромо-
ниторной промывкой (Г), с герметизированными маслонаполненными
опорами на двух или более подшипниках скольжения (АУ) и масленными
резервуарами в лапах. Буква R означает, что долото изготовлено по
импортной технологии, а цифра 16 - порядковый номер сборки.
Группу шарошечных долот безударного действия составляют одно-
шарошечные сферические долота (рис.П.3.2), двухшарошечные с полус-
ферическими шарошками (рис. П. 3.3) и др. Эти долота обладают повы-
шенной стойкостью опор и успешно применяются в породах средней
твердости, плотных, но малоабразивных, залегающих на большой глу-
бине, обеспечивают большую проходку при бурении.
В настоящее время основной разновидностью шарошечных долот
является трехшарошечное долото (рис. П.З.4), состоящее из трех
сварных секций (лап) 1, на которых монтируются шарошки 2.
Опоры шарошек в зависимости от размеров долот выполняются по
различным схемам. В горной промышленности трехшарошечные долота
применяются с опорами, имеющими два роликовых подшипниковых узла
3, 4 и между ними один шариковый (замковый) 5. Шарошки и лапы до-
лот, в основном, изготавливаются из хромоникелевой малоуглеродис-
той (12ХН2, 20ХНЗА) и никель-молибденовой (17НЗМА) сталей и под-
вергаются химико-термической обработке.
12 -
Зубья шарошек выполняются в виде запрессованных в тело шаро-
шек твердосплавных штырей 6 с клиновидными или сферическими рабо-
чими поверхностями (М3. СЗ, ТЗ, ТКЗ, К, ОК). Шарошки долот Т, СТ,
М и МС имеют только выфрезерованные зубья, наплавленные зерновым
твердым сплавом и различаются их числом и размерами.
По способу расположения зубьев шарошки долота могут быть с
само- и несамоочищающимися зубьями. У наиболее распространенных
самоочищающихся долот зубчатый венец одной шарошки входит в про-
точку между венцами другой, за счет чего улучшается очистка зубьев
от породы.
С увеличением обводненности скважин стойкость шарошечных'’ до-
лот снижается за счет попадания в подшипники абразивного шлама,
главным образом из продувочных магистралей буровой колонки, куда
он самозаливается из скважин при временном прекращении продувки.
Эффективным средством повышения стойкости долот в этих условиях
является применение противошламовых клапанов различных конструк-
ций. Противошламовый клапан 7 устанавливается на торец ниппеля 8
долота, прижимается к нему специальным устройством 9, встроенным в
штангу или в наддолотный переходник 10 и удерживается пружиной 11.
При подаче сжатого воздуха в полость 12 клапан 7 открывается, про-
пуская воздух к каналам 13 опор. При прекращении продувки долота
клапан не дает шламу проникнуть в полости бурильных штанг. Стой-
кость опор резко возрастает и в результате применения принудитель-
ной их смазки в процессе работы долота.
Разработан способ подачи смазки к опорам долота за счет мас-
лоотражательной втулки, устанавливаемой в центральном продувочном
канале долота. Втулка служит для отделения отработанного в комп-
рессорах масла от потока сжатого воздуха, которым продувают сква-
жины. и направления масла в опоры долота. Применение маслоотража-
тельных втулок повышает среднюю стойкость долота в 1,2...1,9 раза.
Износ вооружения и опор при этом становится равномерным.
4 Смазка опор долота осуществляется с помощью масляно-воздушно-
го лубрикатора (рис.П.3.5), устанавливаемого над долотом. Масло
находится в кольцевой полости, образованной корпусом 1 и трубой 2.
Давление сжатого воздуха, поступающего от компрессора, передается
на масло через напорную трубку 3. Для предотвращения утечек масла
через центральное отверстие, в долоте между лубрикатором и долотом
4 имеется прижимная втулка 5. Смесительная камера, где установлена
- 13 -
турбинка 6, сообщается через каналы во втулке 7 и каналы в долоте
с опорами подшипников. Расход масла регулируется дросселем 8. Мас-
ло в корпусе заливается перед бурением через отверстие, закрывае-
мое пробкой 9. Под действием давления сжатого воздуха, а также
собственного веса масло при открытом дросселе 8 попадает в смеси-
тельную камеру на турбинку 6. вращающуюся под действием струи про-
дувочного сжатого воздуха, перемешивается с ним. дробясь на ка-
пельки. Далее масляно-воздушная смесь через каналы во втулке 7
поступает к подшипникам шарошек, смазывая их, а воздух выходит че-
рез зазор между шарошкой и опорой, предупреждая попадание буровой
мелочи в опоры подшипников шарошек.
Кроме того, разработан буровой снаряд, обеспечивающий непре-
рывную принудительную подачу смазки через обратный клапан 10 и ка-
налы Ив опоры долота 12 и пылеподавление водой, выбрасываемой в
затрубное пространство через отверстия 6. Резервуар для воды ем-
костью 50 л обеспечивает непрерывную работу бурового станка в те-
чение 35-40 часов.
Ниже приводится описание некоторых конструкций шарошечных до-
лот.
1.	Одношарошечное долото 1-139,7СЗ-Н (рис.П.3.2) предназначе-
но для низкооборотного бурения скважин сплошным забоем в породах
средней твердости. Шарошка оснащена 53 твердосплавными зубками с
заостренной копытообразной рабочей поверхностью. Опора шарошки
состоит из трех подшипников: скольжения и двух шариковых. Для
улучшения очистки забоя от выбуренной породы на корпусе шарошки
предусмотрены дополнительные продольные пазы. Промывка забоя осу-
ществляется через отверстие в корпусе долота.
2.	Двухшарошечное долото П-132М-ГВ (рис.П.3.3) предназначено
для бурения скважин в мягких и вязких породах. Шарошки оснащены 50
фрезерованными зубьями. Все зубья и поверхности шарошек, образую-
щие диаметр долота, наплавлены твердым сплавом. Опоры шарошек сос-
тоят из трех подшипников: двух шариковых (один из них замковый) и
одного роликового. Для очистки забоя от выбуренной породы в корпу-
се долота предусмотрены два боковых отверстия, на выходе которых
установлены минералокерамические насадки. Струя промывочной жид-
кости направлена на периферийный участок забоя.
3.	Трехшарошечное долото Ш-139,7С-ЦВ (рис. П. 3.4) предназ-
начено для бурения скважин сплошным забоем в породах средней твер-
14 -
дости. Шарошки оснащены 123 фрезерованными зубьями. Все зубья и
поверхности шарошек, образующие диаметр долота, наплавлены твердым
сплавом, который предохраняет их от истирания и способствует сох-
ранению диаметра долота при бурении скважин. Опоры шарошек состоят
из трех подшипников качения: двух шариковых и одного роликового.
Для очистки забоя от выбуренной породы в корпусе долота предусмот-
рено центральное отверстие круглого сечения. Конструкция долота
обеспечивает значительную проходку при бурении.
3.	1.2. Определение положения вершины основного конуса шарошки
относительно оси долота
При определении положения вершины основных конусов шарошек
самоочищающегося долота, у которого венцы зубьев каждой шарошки
входят во впадины двух соседних шарошек, исходят из допускаемой
глубины впадины между соседними венцами на одной шарошке.
Глубина впадины задается конструктивно: она должна возрастать
от долота типа Т к долоту типа М, при этом с увеличением диаметра
долота глубина впадины также возрастает. При выборе глубины впади-
ны конструктор должен руководствоваться, с одной стороны, сведени-
ями из механики горных пород (например, глубина внедрения зуба в
породу), а с другой стороны - обеспечить равностойкость вооружения
и опоры.
При выборе выхода вершин шарошки за ось долота Г исходят из
типа долота (высота зуба) и его размера.
На рис.3.1 показаны схемы самоочищения шарошек без смещения
(а) и со смещением (б) осей.
Из рис.3.1,а находим:
f = h3ax/2-Sin₽	(3.1)
где h3ax - величина захода одной шарошки в тело другой.
^зах ~ в 1,5. ..3), ММ
Н3 - глубина первой межвенцовой проточки, которая
выбирается примерно равной высоте зуба.
Из рис.3.1,б имеем
^зах = hB “ (I---2), ММ
3.	1.3. Расчет габаритов шарошек
После выбора угла наклона оси цапфы к оси долота <р0 и соот-
ветствующего ему угла при вершине шарошек 2₽ (см.табл. П.3.2), а
также расположение вершины шарошки на оси цапфы, определим габари-
ты шарошек.
15 -
a)
Рис. 3.1 Расчетная схема
Зная. что
16 -
где D0=2R0	- диаметр долота (скважины);
DKO=2rK0 - диаметр калибрующей окружности шарошки:
P0=f+h - база шарошки.
Для определения DK0 и Ро воспользуемся рис. 3.2
f	Г
Slnp = ---- Sln(18O°-(5) ------Sln₽;
Ro	Ro
1 = Ro-
Sin(g-p)
sin₽
rK0 = l-SlnP=R0-Sln(₽-p) DK0=D0-Sin(₽-p);
PwC 2.3 РдсчётнАЭ схемл
- 17
Из выражения Ро
— I/ Р 2 _р 2
V ао 1ко
находим
Ро= /R02-R02-Sln2(₽-p)	= RoCos(P-p). •
Расстояние от вершины до наибольшего диаметра шарошки равно
h = P0-f = Ro-cos(₽-p)-f
Полная высота шарошки Н зависит от размеров конструктивно
выбранной опоры. Увеличение диаметра указанного подшипника вызыва-
ет уменьшение высоты шарошки и уменьшение расстояния между крайни-
ми подшипниками и наоборот.
Вписав конструктивно необходимую опору в данный габарит ша-
рошки и, определив размер dt - диаметр козырька лапы, располагае-
мого внутри шарошки, приступаем к нахождению полной высоты шарошки
Н, для чего необходимо вычислить размер L
^кор” ’СОЗф
231Пф0
где L - расстояние от точки перечисления оси долота с осью
цапфы до базовой плоскости на лапе;
ПкОр” диаметр корпуса долота.
• Н = L - f - t.
где С - зазор между торцом шарошки и торцом козырька лапы,
t=0,5...2 мм (с учетом диаметра долота).
Затем определяется диаметр основания конуса с тыльной стороны
шарошки, на котором располагаются торцы периферийных зубьев, взаи-
модействующих со стенками скважины.
D0-2-P0 -Sln<p0
DKO ~
COSip0
где Ро’ = Ро + S,
S - высота периферийных зубьев плюс 3...5 мм с учетом
диаметра долота.
Далее определяем угол 2(33 при ширине конуса тыльной части ша-
рошки
Диаметр торца шарошки d2 не должен касаться стенок скважины.
находится по зависимости
Ура. 5	* *	.   .
18 -
Do - 2(H + l')sin<₽0
d2 ---------------------------(1.. . 3). мм
COS(po
где H+f = L-t.
3.	1.4. Бурильные головки
Главное конструктивное отличие бурильных головок заключается
в количестве опор шарошек. В настоящее время существуют трех-, че-
тырех-. пяти-, шести- и восьмишарошечные бурильные головки. Ниже
приводится краткое описание конструкций каждого типа бурильных го-
ловок и их назначение. Техническая характеристика бурильных голо-
вок приведена в таблице П.З.3.
Трехшарошечная колонковая бурильная головка К212,7/80СЗ
(см.рис.П.3.6) предназначена для низкооборотного бурения нефтяных
и газовых скважин в породах средней твердости с отбором керна
несъемной грунтоноской. Корпус бурильной головки состоит из трех
сваренных друг с другом секций и муфты. На трех цапфах корпуса
смонтированы на двухрядной шариковой опоре шарошки. Они имеют сфе-
рическую форму, причем радиус сферы равен радиусу разбуриваемой
скважины. Шарошки оснащены 288 твердосплавными зубками с клиновид-
ной породоразрушающей поверхностью. Шарошки выполнены с отрица-
тельным смещением относительно оси бурильной головки, величина
смещения - 3 мм. На наружной поверхности шарошек выполнены четыре
промывочных паза. Для подвода промывочной жидкости к забою в кор-
пусе имеется три отверстия круглого сечения. Бурильная головка
имеет низкий керноприем, защищенный от воздействия промывочной
жидкости. Данная конструкция сочетает высокую эффективность разбу-
ривания породы с минимальным разрушением керна.
Четырехшарошечная колонковая бурильная головка КС187,3/40СТ
(см.рис.П.3.7) предназначена для бурения нефтяных и газовых сква-
жин с отбором керна в породах средней твердости с пропластками
твердых пород со съемной грунтоноской. Они могут работать как при
турбинном, так и при роторном способе бурения. Оснащение шарошек
комбинированное: основной конус - со 184 фрезерованными зубьями,
кернообразующие вершины - с 84 твердосплавными зубками клиновидной
формы. Все зубья и поверхности шарошек, образующие диаметр долота,
наплавлены твердым сплавом. Промывка забоя производится через спе-
циальные пазы. В бурильной головке предусмотрено специальное уст-
ройство для понижения керноприема к забою и защиты его от воздейс-
19 -
твия промывочной жидкости. Втулка крепится к бурильной головке при
помощи сварного шва, расположенного на торце ниппеля. Во внутрен-
ней части устройства (втулки) смонтирован кернорватель, приверну-
тый к грунтоноске турбодолота. Конструкция обеспечивает значитель-
ную проходку при бурении.
Пятишарошечная бурильная головка К158,7/67ТКЗ-1 предназначена
для низкооборотного бурения скважин в твердых абразйвных породах с
пропластками крепких. Шарошки оснащены 234 твердосплавными зубка-
ми. Опорные поверхности цапф наплавлены твердым сплавом. Для пода-
чи к забою промывочной жидкости в приставке бурильной головки пре-
дусмотрено 10 отверстий круглого сечения.
Опоры шарошек пятишарошечных бурильных головок состоят из од-
ного радиального и двух торцевых подшипников скольжения для на-
ружных шарошек и из одного радиального и одного торцевого подшип-
ников скольжения внутренних шарошек.
Шестишарошечная бурильная головка К212,7/80СТ предназначена
для бурения разведочных скважин в породах средней твердости с от-
бором образцов породы в виде столбика - керна. Шестишарошечная бу-
рильная головка состоит из внутренней секции (рис. П.3.8), трех
накладок и трех наружных секций. На цапфах внутренней секции смон-
тированы внутренние шарошки, которые разбуривают центральную часть
забоя и обуривают поверхность керна. На цапфах наружных секций
смонтированы наружные шарошки, разбуривающие периферийную часть
забоя и стенку скважины. Шарошки оснащены 182 фрезерованными зубь-
ями. Цапфы наружной и внутренней секций вмонтированы в специальные
гнезда во внутренней секции и накладках, что создает их бескон-
сольность. Цапфы, а также их опорные поверхности наплавлены твер-
дым сплавом. Для очистки забоя от выбуренной породы в приставке
бурильной головки предусмотрено 12 отверстий круглого сечения.
Восьмишарошечная бурильная головка К212.7/80МСЗ предназначена
для низкооборотного бурения нефтяных и газовых скважин в мягких
породах с пропластками средней твердости с отбором керна без съем-
ного керноприемника (рис. П.3.9). Шарошки оснащены 288 твердосп-,
лавными зубками клиновидной формы и смонтированы парами на четырех
осях. Подача промывочной жидкости осуществляется через 8 отверстий
в корпусе бурильной головки. Опоры восьмишарошечных бурильных го-
ловок состоят из одного радиального и одного осевого подшипников
скольжения для четырех внутренних и четырех наружных шарошек.
- 20 -
3.2.	Вращательно-подающее устройство
По принципу устройства и передачи буровому ставу вращения,
подачи инструмента и создания осевого усилия на забой скважины
вращательно-подающие механизмы станков шарошечного бурения выпол-
няются двух типов. Станки ЗСБШ-200-60 и 5СБШ-200-40 имеют враща-
тельно -подающий механизм патронного типа с нижним расположением
вращателя (проходной). Такой механизм выполняет в процессе бурения
основные (вращение и подача бурового инструмента на забой) и вспо-
могательные операции по сборке и разборке бурового става. Механизм
патронного типа станка ЗСБШ-200-60 (рис.П.2.6) состоит из вращате-
ля 14. закрепленного на платформе станка, гидропатрона 8 двух гид-
роцилиндров подачи 10 и 15. Двигатель Ml постоянного тока мощ-
ностью 60 или 68 кВт в зависимости от модификации станка через
двухскоростной редуктор, переключаемый рычагом 13, передает враще-
ние полому шестигранному шпинделю 16, проходящему через ступицу
ведущей шестерни 12 редуктора. Внутри шпинделя 16 проходит буровой
став 11. который получает вращение от шпинделя через зажимные ку-
лачки 17 гидропатрона 8. Патрон посредством траверсы 9 и гидроци-
линдров перемещается на длину хода поршней, передавая буровому
ставу осевое усилие подачи. Основной недостаток такого вращатель-
но-подающего механизма - ограниченный ход подачи, равный 1 м. Это
требует разжать кулачки и осуществить холостой подъем патрона в
исходное положение после каждого рабочего хода подачи, что увели-
чивает затраты времени на выполнение вспомогательных операций и
усложняет зажатие и освобождение бурового става кулачками гидро-
патрона в случае примерзания продуктов разрушения к штангам в зим-
ний период.
Нижнее расположение вращателя позволяет сместить центр тяжес-
ти станка вниз, получить облегченную конструкцию мачты и повысить
устойчивость станка при переездах с поднятой мачтой.
Станки СБШ-250МНА-32, СБШ-250-55 и СБШ-320-36 имеют враща-
тельно- подающий механизм шпиндельного типа с канатной системой по-
дачи (торцевой непроходной вращатель). Эта конструкция дает воз-
можность осуществлять непрерывную подачу на длину штанги, благода-
ря чему нет холостых перехватов при подаче инструмента на забой, а
следовательно, существенно сокращаются затраты времени на выполне-
- 21
ние вспомогательных операций и повышается производительность стан-
ка.
На рис. П.2.4 представлена кинематическая схема вращатель-
но-подающего устройства шпиндельного типа с канатно-полиспасной
системой подачи станка СБШ-250МНА-32. Вращение от электродвигателя
Ml постоянного тока (мощностью 68 кВт) через зубчатую муфту и шли-
цевой вал передается входному валу двухступенчатого редуктора 5.
От выходного вала редуктора вращение получает шинно-шлицевая муфта
7. служащая для предохранения электродвигателя и редуктора от виб-
рации. Через опорный узел 8 на вращающийся буровой став (9, 10,
1L, 15) передается осевое усилие от нижних канатов механизма пода-
чи, закрепленных на ползунах 17 опорного узла. Каретки 16 вращате-
ля движутся по направляющим 4 мачты. Опорный узел 8. в свою оче-
редь, может перемещаться относительно кареток. Электродвигатель с
редуктором и блоком 2 подвешен на канатах 18 и 1.
Каретка вращателя через полиспастную систему соединена со
штоком одного из гидроцилиндров подачи 14. Ниже опорного узла рас-
положено сальниковое устройство для подачи воздуха или воздуш-
но-водяной смеси в буровой став. Четырехкратная канатно-полиспас-
ная система, осуществляющая непрерывную подачу вращателя на длину
штанги (8 м) при ходе поршня 2 м. состоит из верхних 6 и нижних 12
канатов, концы которых соединены с кареткой вращателя. При движе-
нии штоков цилиндров вверх натягиваются нижние канаты и вращатель
движется вниз. При опускании штоков натягиваются верхние канаты и
происходит, подъем вращателя. Натяжение канатов регулируется с по-
мощью винтовых устройств 3 и 13.
ТНа станках СБШ-320-36 осевое усилие создается регулируемым
гидродвигателем, соединенным через редуктор с барабаном лебедки
подачи (рис.П.2.5). Буровой став приводится во вращение от двига-
теля Ml постоянного тока через двухступенчатый редуктор 2 и шин-
но-зубчатую муфту. Принципиальное устройство вращателя СБШ-320-36
аналогично устройству вращателя станка СБШ-250МНА-32. Осевое уси-
лие до 600 кН на буровой став И передается через опорный узел 5
двумя канатами 9. образующими пятикратные нижние полиспасты. Под-
вижные блоки 6 полиспастов установлены на раме опорного узла, а
неподвижные 10 - закреплены в основании мачты. Канаты 9 огибают
желобчатые барабаны 7 и 8 лебедок подачи й далее идут к неподвиж-
ным блокам 1. установленным в верхней части мачты, образуя пятик-
I
- 22 - ।
ратные полиспасты. Подвижные нижние блоки закреплены на вращателе.
При бурении вращатель опускается вслед за опорным узлом лебедки
подачи при бурении приводятся от гидродвигателей М3 и обеспечивают
регулируемую по скорости и осевому усилию подачу инструмента на
забой, а при спуско-подъемных операциях - от электродвигателей М2.
Одновременное включение двигателей исключается. Рабочая подача бу-
рового инструмента на забой производится в режиме ‘'бурение”, ос-
тальные перемещения - в режиме "вспомогательные операции”.
В устройстве вращателя станка 5СБШ-200-40 (рис.П.З.10) приво-
дом является двигатель постоянного тока 1 (мощность 68 кВт), сое-
диненный через фланец с верхней частью корпуса 2 редуктора. Верх-
няя часть корпуса 2 с нижней частью 26 соединяется посредством
крышки. Установленная на валу электродвигателя шестерня 6 передает
вращение зубчатому колесу 29, насаженному на верхний конец вала
21. Вал смонтирован на подшипниках 27, расположенных в нижней час-
ти корпуса 26 и крышке 28. Переключение скоростей осуществляются
блоком шестерен 23 с поводком 25 на подшипнике 24. Поводок цапфами
соединен с вилкой 3, посаженной на валик 4. Для предотвращения
утечек масла из редуктора на валике установлены уплотнительные
кольца. С валиком 4 связан рычаг 8. шарнирно соединенный с винто-
вой стяжной муфтой 9. противоположный конец которой соединен с ры-
чагом 10. Для переключения скоростей блок шестерен передвигают по-
воротом рачага 8 с помощью стяжной муфты 9. При этом будет проис-
ходить передача движения на вал 22 через шестерню 7, либо шестерню
20 и изменяться частота вращения. Шестерни 6 и 29 сменные, при не-
обходимости могут быть заменены. Зубчатое колесо 20 входит в за-
цепление с промежуточной шестерней 15. закрепленной на валу 16.
Через шестерню 15 вращение передается зубчатому колесу 14, имеюще-
му внутреннее шестигранное отверстие, в которое входит шестигран-
ный пустотелый шпиндель патрона. Благодаря такому соединению обес-
печивается вращение шпинделя при одновременном перемещении его в
осевом направлении. Зубчатое колесо 14 смонтировано на подшипниках
13, закрытых крышками 12 и 11 с уплотнительными кольцами.
Подшипники электродвигателя смазываются через масленку. Шес-
терня 15, зубчатые колеса 20, 14 и нижний ряд подшипников смазыва-
ются в маслянной ванне, а верхние шестерни и подшипники - с по-
мощью пластинчатого насоса 17, соединенного муфтой с валом 21. На-
сос помещается в корпусе 18 с крышкой 19. Давление масла, подавае-
- 23 -
мого насосом, замеряют с помощью датчика 30. Коробка передач уста-
навливается на основание мачты и крепится к нему болтами.
Вращатель станка ЗСБШ-200-60 отличается от вышеописанного от-
сутствием блока шестерен на промежуточном валу и механизма перек-
лючения частоты вращения бурового става. Изменение частоты враще-
ния на выходе из вращателя достигается сменой шестерен второй пары
передачи. Гидропатрон (рис.П.3.11) установлен на верхнем круглом
конце шестигранного полого шпинделя 5 и смонтирован в расточке
траверсы 6, имеющей у основания четыре отверстия. Два отверстия,
расположенные на центральной оси, служат для крепления штоков гид-
роцилиндров подачи, а два, смещенные по отношению к оси, для креп-
ления бронзовых втулок, скользящих по направляющим патрона. Нап-
равляющие неподвижно закреплены на мачте станка и коробке передач
вращателя. Снизу к траверсе болтами крепится корпус 8, в котором
смонтирована опора шпинделя, состоящая из 2-х упорных 9 и 2-х ра-
диальных 10 подшипников и разрезного кольца 12. Корпус сверху и
снизу закрыт крышками 11 с уплотнениями. Усилия подачи от траверсы
6 на вращающийся шпиндель 5 передается через корпус 8, верхнюю
крышку, наружную обойму верхнего радиального подшипника 13. упор-
ный подшипник и разрезное кольцо 12.
Во внутренней расточке траверсы смонтирована гильза 4, в ко-
торой перемещается поршень 14 с уплотнительными кольцами 16. По-
лости между поршнем и гильзой снизу и сверху закрыты уплотнениями
17 и через каналы в гильзе 4 и нижнем 7 установочном кольце соеди-
нены с гидросистемой станка. При подаче масла в верхнюю полость
поршень 14 начинает смещаться вниз и через гайку 1 и радиально
упорный шарикоподшипник 2 воздействует на планшайбу 3, надетую на
верхний конец шпинделя и вращающуюся вместе с ним. Вращаясь вместе
со шпинделем, планшайба может скользить вдоль него и воздейство-
вать своими скошенными пазами на сопряженные с ней скошенные по-
верхности трех кулачков 15. Установленные в окнах шпинделя кулач-
ки, перемещаясь зажимают штангу и передают ей осевое усилие и кру-
тящий момент. При поступлении масла в нижнюю полость поршень под-
нимается и через подпятник поднимает планшайбу. При этом кулачки
освобождаются и разжимают планшайбу. Для предотвращения попадания
пыли и влаги в гидропатрон на него надета крышка 18. Крайние верх-
нее и нижнее положения гидропатрона на величину рабочего хода ог-
раничиваются конечными выключателями, на которые воздействует
- 24 -
упор, закрепленный на траверсе патрона.
Вращатель бурового става станка СБШ-250МНА-32 (рис. П.3.12)
состоит из электродвигателя и редуктора, опорного узла и шин-
но-зубчатой муфты. Приводом вращателя является электродвигатель 11
постоянного тока, соединенный через фланец с редуктором 10. кото-
рому он передает вращение. К корпусу редуктора прикреплены каретки
9, служащие для направления движения вращателя вдоль мачты. Концы
кареток скреплены траверсой 7 и фланцем 1, на котором смонтирован
вентилятор 12 охлаждения двигателя. На выходном валу редуктора по-
сажены шинно-зубчатая муфта 3, соединяющая его со шпинделем опор-
ного узла 8. На цапфах узла крепятся шарниры 5, служащие для пере-
дачи осевого усилия от канатов 6. Подъем става осуществляется с
помощью канатов 6. При подъеме и опускании вращатель скользит по
направляющим мачты вкладышами 4. Опорный узел, в свою очередь, мо-
жет перемещаться по кареткам на некоторое расстояние.
Редуктор вращателя (рис. П.3.13,а) двухступенчатый, односко-
ростной. специального исполнения. В сварном корпусе 5 с крышкой 2
смонтированы на подшипниках качения вал-шестерня 6, выходной вал
10 с зубчатым колесом 8 и промежуточный вал-шестерня 12 с зубчатым
колесом 13. Вращение передается от вала 1 электродвигателя через
зубчатую полумуфту 3 и зубчатую обойму 4 на вал-шестерню 6, хвос-
товик которой уложен в подшипнике 9, размещенном внутри выходного
вала 10. Далее вращение передается зубчатому колесу 13. вал-шес-
терне 12 и через зубчатое колесо 8 - выходному валу. Вал, посажен-
ный на два роликовых подшипника, которые установлены в стакане 11,
передает движение шинно-зубчатой муфте. Смазка зубчатых пар редук-
тора и нижних подшипников производится маслом, заливаемым в корпус
через крышку 14. верхних подшипников - консистентной смазкой, по-
даваемой шприцеванием через штуцеры 16 и 17. Для слива масла име-
ется пробка 7. Пробка 15 служит для заливки масла до необходимого
уровня.
Для защиты двигателя и редуктора от возникающей при работе
долота на забое вибрации предназначена шинно-зубчатая муфта
(рис. П. 3.13, б). Муфта передает крутящий момент от выходного вала
редуктора на шпиндель опорного узла, который связан с буровым ста-
вом. Передача крутящего момента осуществляется через полумуфту 7,
резинокордную эластичную оболочку 2 и зубчатую полумуфту 3. Полу-
муфта 3 соединена шлицами с зубчатой полумуфтой 6, в которую вхо-
- 25 -
дит шпиндель опорного узла. Эластичная оболочка прижимается к пс-
лумуфтам четырьмя полукольцами 9 с помощью болтов 8 и сглаживает
колебания крутящего момента. Для уменьшения продольных колебаний
между полукольцами установлена резиновая втулка 1.
При бурении всегда обеспечивается определенный зазор между
полумуфтами 3 и 6. который устанавливается при натяжении тросов с
использованием дистанционной втулки 4. Зазор образуется натяжением
верхних и нижних канатов благодаря возможности опорного узла сме-
щаться по кареткам на некоторое расстояние относительно двигателя
и редуктора. В процессе бурения двигатель и редуктор оказываются
подвешенными на канатах, что полностью предотвращает передачу виб-
рации.
Для передачи осевого усилия от канатно-гидравлической системы
на вращающийся буровой став и подвода воздушно-водяной смеси на
забой скважины служит опорный узел (рис. П.З. 14). Он состоит из
шпинделя 13, посаженного на траверсу 17 на тройном радиально-упор-
ном подшипнике 3 и подшипнике 4. закрытом стаканом 6, который слу-
жит для подвода воздушно-водяной смеси (промывочной жидкости)
внутрь вращающейся штанги. Подвод осуществляется через переходник
5 и полость 7. Уплотнение обеспечивается двумя манжетами 15. зажа-
тыми с помощью кольца 16 и втулки 14 с крышкой 8. Соединение шпин-
деля с шинно-зубчатой муфтой - шлицевое с помощью болтов 1 и шайбы
2. Для соединения шпинделя со штангами используется переходник 9.
Стопорение шпинделя от вращения при наращивании бурового става
производится с помощью стопора, смонтированного на траверсе. Сто-
пор состоит из гидроцилиндра 11, который крепится к оси 18. кронш-
тейна 12 и рычага 10. При выдвижении штока цилиндра рычаг 10 пово-
рачивается вокруг своей оси и входит в лыску 5 (рис. П.З.14,6) по-
лумуфты 6. исключая, тем самым, поворот шпинделя. Стопор использу-
ется в случае развинчивания бурового става при глубине скважины,
не кратной длине штанги. Управление стопором производится дистан-
ционно.
3.3.	Спуско-подъемный комплекс
В состав спуско-подъемного комплекса входят: лебедка, мачта,
талевая система, блоки, механизмы для захвата труб, механизмы для
удержания труб на устье скважины (спайдеры, подкладные вилки), ме-
I
- 26 -
ханизмы для свинчивания-развинчивания и укладки бурильных труб.
3.3.1.	Механизм подъема
Маневровые подъем и опускание бурового става после окончания i
бурения скважины или в целях ее очистки в процессе бурения осу-
ществляются с помощью лебедки, состоящей из асинхронного двигателя
М2, трехступенчатого редуктора 1 и барабана 2 (рис.П.2.5). На ба-
рабан навивается канат 6. огибающий систему блоков 3-4-5. которые »
установлены на верхнем конце мачты, и блок 7. закрепленный на
вертлюге бурового става.
На станках БСШ-1М, БСШ-2М и СБШ-2ОО (рис. П 3.15) реверсивная
электрическая лебедка установлена непосредственно на мачте, а на
станке 2СБШ-200 - на консольной части основания мачты. Подъем
вертлюга производится лебедкой через двухкратную талевую систему,
опускание - под действием собственного веса. Ведомый шкив-полумуф-
ту охватывают колодки тормоза с электромагнитами переменного тока
(БСШ-1М, СБШ-200). с электромагнитами постоянного тока (2СБШ-200)
и с электрогидравлическим толкателем (БСШ-2М).
На станке СБШ-250МНА-32 подъем и опускание бурового става
осуществляется с помощью канатно-гидравлической системы подачи
(рис.П.2.4).
При спуско-подъемных операциях. проводимых на станке
СБШ-320-36, к двум лебедкам подачи, расположенных симметрично от
оси вращения, подключаются электродвигатели М2 (рис. П.2.5).
Конструкция лебедки подъема бурового става станка 2СБШ-200
изображена на рис.П.3.16.
Вращение от электродвигателя 2 и редуктору 3 передает упругая
муфта 4. Полумуфты соединены между собой резиновыми пальцами. Ве-
домый шкив-полумуфту охватывают колодки тормоза 5 с электромагни-
тами постоянного тока. Тихоходный конец вала редуктора через обой-
му 6 соединен с зубчатой полумуфтой 7, насаженной через шпонку на
вал 8 барабана 9. Обойма зафиксирована стопорным кольцом 10, а по- i
лумуфта концевой шайбой 11, закрепленной болтом к валу барабана.
Барабан опирается на радиальные сферические шарикоподшипники 12,
заключенные в корпусах опор 13, прикрепленных к раме лебедки и
закрытых крышками 14.
Между подшипниками и ступицами барабана установлены распорные
втулки 15. Подшипник, сидящий на зубчатой полумуфте с обеих сторон
закрыт врезными крышками 16 с манжетами 17. Наружный подшипник с
- 27
внутренней стороны закрыт врезной крышкой 18 с манжетой 17, а с
наружной - врезной крышкой 19. От осевого смещения барабан фикси-
руется кольцом 20, установленным на валу барабана. Канат на бара-
бан заделан прижимными накладками 21, прикрепленными болтами к ба-
рабану от сползания каната с барабана лебедки предусмотрено ограж-
дение. состоящее из трех направляющих 22, вращающихся на осях 23.
закрепленных в корпусах и крышках опор. Смазка подшипников произ-
водится через масленки 24.
3.3.2.	Спайдер (трубодержатель)
Назначение спайдера (трубодержателя) - захват трубы и удержа-
ние ее на устье скважины. Эти функции осуществляются при наращива-
нии (разборке) бурового става, при свинчивании (развинчивании)
труб, а также при аварийных ситуациях.
3.3.3.	Устройство сборки-разборки става
Сборка и разборка бурового става осуществляются с помощью ме-
ханизма подачи штанг-кассеты и механизмом отвинчивания (гидроклю-
чом) бурового става.
Гидроключ применяется для снятия натяга с резьбовых соедине-
ний штанг при разборке бурового става. Техническая характеристика
гидроключей приведена в таблице П.3.4.
На рис. П.3.17, П.3.18 изображен механизм отвинчивания буро-
вого става станков СБШ-200 и 2СБШ-200: 1 - гидроцилиндр; 2 - втул-
ки для цапф; 3 - кронштейн; 4 - хомут; 5 - масленки для смазки
цапф; 6 - крышка; 7 - собачка; 8 - палец для соединения штока с
собачкой; 9 - корпус; 10 - палец, фиксируемый держателем; 11 -
стопор фиксации положения собачки.
В корпус 9 вставлено храповое колесо 16. которое навинчено на
верхний конец выходной шестерни коробки передач. Храповое колесо
имеет шестигранное отверстие, через которое проходит шпиндель гид-
ропатрона.
Работа механизма происходит следующим образом. При бурении и
пробных пусках коробки передач, а также во время разборки бурового
става при отвинчивании буровых штанг стопор 11 должен находиться в
положении Г. При отвинчивании шарошечного долота при его смене
стопор И переставляется в положение Д.
При включении гидроцилиндра 1 шток поворачивает собачку, ко-
торая своим зубом входит во впадину зуба храпового колеса 16 и по-
ворачивает его, приводя во вращение шпиндель и закрепленную в ку-
- 28 -
лачках патрона буровую штангу. Стягивание резьбы может повторять-
ся за несколько циклов. Дальнейшее отвинчивание происходит с по-
мощью электродвигателя.
Механизм подачи штанг-кассеты (кассетирующее устройство5»
предназначен для подачи штанг на ось бурения /для установки их
между инструментом или штангой, находящейся в скважине, и вертлю-
гом) и наращивания бурового става.
Привод поворота механизма подачи штанг-кассеты у станков
БСШ-1М и БСШ-2М - ручной, у станков 2СБШ-200-32. 2СБШ-200-40.
4СБШ-200-40 и СБШ-250МНА-25 - с помощью гидроцилиндра, прикреплен-
ного к мачте.
На рис. П.З.19. П.З.20 изображен механизм подачи штанг-кассе-
ты станков СБШ-200 и 2СБШ-200. Штанг-кассета вмещает четыре буро-
вые штанги, фиксируемые в гнездах нижнего и верхнего секторов, со-
единенных трубой. На штангах и нижнем секторе кассеты имеются рис-
ки, облегчающие установку штанг в соответствующие гнезда кассеты.
Кассета устанавливается на кронштейны и люнет» прикрепленные к
мачте. Гидроцилиндром кассета поворачивается и подает штанги на
ось бурения. Кроме четырех штанг в кассете имеется пятая штанга,
соединенная с вертлюгом и забурником. При наращивании бурового
става кассета подается на ось скважины.
Конструкция сепаратора станка СБШ-250МНА-25 отличается от
предыдущей конструкции, как количеством удерживаемых штанг (их
три), так и по принципу действия (рис. П.З.21). Основные части -
верхний 1 и нижний 5 секторы с тремя гнездами для штанг. Нижняя
часть смонтирована в подшипниках 10» размещенных в стакане 9 и
кронштейне 12, верхняя - в кронштейнах 3 и 17. которые крепятся к
каркасу мачты. Верхний и нижний сектора соединены валом 14 пос-
редством шпоночного соединения. В каждом из гнезд нижней части се-
паратора имеется педаль 6, шарнирно установленная на оси и соеди-
ненная тросом 4. перекинутым через блоки И и 19. Трос связан с
защелкой верхнего сектора, соединенной пружиной 16. Если штанга
установлена в гнезде нижнего сектора кассеты, то под действием ее
силы тяжести прижимается педаль 6 и натягивает трос, который пово-
рачивает защелки 2. растягивая пружину. Заняв крайнее положение,
защелка охватывает штангу и фиксирует ее в пазу верхнего сектора.
' При подъеме штанги защелка освобождает ее, поворачиваясь под дейс-
твием пружины и увлекая за собой педаль через трос-тягу. Каждая из
- 29 -
трех штанг в кассете при наращивании бурового става выводится на
ось скважины поворотом сепаратора с помощью гидроцилиндра 7, сое-
диненного через рычаг 8 с квадратным хвостиком вала 14.
3.4.	Устройство для очистки скважины (система очистки забоя)
В систему очистки забоя от бурового шлама входят: компрессор,
шланги и вертлюг. Вертлюг является звеном, соединяющим механизм
подъема бурового става с буровыми штангами. Кроме того, через
вертлюг подводится сжатый воздух к вращающейся колонке труб для
обеспечения транспортировки (выноса) буровой мелочи к устью сква-
жины во время бурения.
На рис. П.3.22 изображена конструкция вертлюга станков
СБШ-200 И 2СБШ-200.
Патрубок 20 с присоединенным к нему шлангом служит для подво-
да сжатого воздуха через шпиндель 1 к буровым штангам. Через шту-
цер 26 подается сжатый воздух для пневматического тормоза вертлю-
га. Для смазки в вертлюге установлены масленки 27. Вертлюг отвин-
чивается от штанги с помощью валика 28 с чекой 29. Верхнее и ниж-
нее положение вертлюга ограничивается с помощью отбойной линейки
36 и конечных выключателей, установленных на мачте. С помощью пол-
зуна 15 он перемещается по направляющим мачты.
В последних модификациях для герметизации между шпинделем и
наконечником установлена резиновая прокладка, нет ключа 2 и валика
с чекой.
Вертлюг работает следующим образом. Сжатый воздух от компрес-
сора по шлангу через штуцер 26 и трубку 30 попадает в цилиндры 21
и передвигает поршни 22, которые нажимая на кулачки 14, сцепляют
между собой диски 10 и И, с помощью имеющихся на них кулачков.
Пружина 12 при этом сжимается.
Благодаря этому шпиндель вертлюга зафиксирован от проворота и
вращающаяся штанга свинчивается с вертлюгом или отвинчивается от
вертлюга. Эти операции выполняются при сборке и разборке бурового
става. При снятии давления в системе под действием пружины 12 дис-
ки разъединяются и шпиндель во время бурения может свободно вра-
щаться вместе с буровым ставом.
Для транспортирования бурового шлама сжатый воздух от комп-
рессора по шлангу попадает в патрубок 20 и через шпиндель проходит
- 30 -
внутри штанг бурового става, выходя через отверстие в шарошечном
долоте охлаждает инструмент и выносит буровую мелочь из затрубного
пространства к устью скважины.
Пневматические системы буровых станков предназначены для уда-
ления буровой мелочи из скважины, охлаждения долота, управления
затворами бункеров пылеулавливающей установки, торможения шпинделя
вертлюга при сборке и разборке бурового става. Одновременно с по-
мощью сжатого воздуха осуществляется работа стеклоочистителей и
обдув станка. К пневматическим системам относятся также пылеулав-
ливающие установки (рис. П.3.23).
Бурение взвывных скважин шарошечным долотом с очисткой сква-
жин воздухом сопровождается образованием большого количества буро-
вой мелочи с высоким содержанием мелкодисперсных фракций. Для
очистки воздуха от образующейся при бурении пыли используются сис-
темы пылеулавливания или пылеподавления.
На станках 2СБШ-200-40 и 4СБШ-200-40 пылеулавливание произво-
дится на трех ступенях:
1)	в пылеосадительной камере (зонт), где скорость потока сни-
жается и вокруг устья скважины выпадают самые крупные фракции из
буровой мелочи:
2)	в двух параллельно включенных циклонах, куда по пылепрово-
ду поступает буровая мелочь из пылеосадительной камеры. В циклоне
под действием центробежных сил и в результате снижения скорости из
потока выпадают мелкие частицы и тонкие фракции пыли, ссыпаясь в
бункер:
3)	в фильтрационной камере, куда самые тонкие фракции пыли
через вертикальный трубопровод поступают и проходят через тканевые
рукавные фильтры.
Чистку бункеров пылеосадительной камеры и парного циклона от
налипшей к стенкам пыли производят с помощью двух вибраторов, ус-
танавливаемых на бункерах. Внутреннюю поверхность рукавов очищают
с помощью периодически встряхивающегося устройства. Дчя создания
необходимого перепада давлений в фильтрационной камере и обеспече-
ния движения буровой пыли по трубопроводу служит вентилятор, кото-
рый засасывает из камеры очищенный воздух и выбрасывает его в ат-
. мосферу. Разгрузка бункеров парного циклона и пылеосадительной ка-
меры производится периодически, перед переездом от скважины к
скважине. Зонт пылеосадительной камеры поднимается с помощью подъ-
- 31
емкого устройства.
На станках 2СБШ-200-32, СБШ-250МНА-32 и СБШ-250-55 применяет-
ся система пылеподавления, состоящая из компрессорной установки,
установки пылеподавления и отдува буровой мелочи. Она обеспечивает
очистку забоя от буровой мелочи, транспортирование ее из скважины,
охлаждение долота и снижение запыленности окружающей среды.
3.5.	Вспомогательное оборудование
Станки шарошечного бурения для открытых горных работ имеют
ходовую базу, раму, на которой устанавливается мачта с вращатель-
но-подающим механизмом бурового става, лебедку подъема става, ме-
ханическое, элекрическое, гидравлическое оборудование и компрес-
сорную установку, размещенную в машинном отделении, кабину маши-
ниста с пультом управления.
3.5.1.	Металлоконструкции
Мачты станков шарошечного бурения представляют собой сварные
пространственные фермы из профильной стали открытой и закрытой
конструкции. Мачты открытой конструкции, позволяющие лучший доступ
к буровому ставу и приводу вращателя станка, применены на станках
2СБШ-200-32. 2СБШ-200-40 и 4СБШ-200-40 конструкции СКБ ИГД
им.А.А.Скочинского.
Мачта станка 4СБШ-200-40 (рис.П.3.24) - сварная пространс-
твенная разъемная ферма, состоящая из основания 4 и собственно
мачты 2, шарнирно соединенных между собой осью 7. В рабочем поло-
жении мачта с основанием фиксируется двумя накидными болтами 5.
Для бурения направленных скважин конструкция станка допускает нак-
лон мачты в плоскости продольной оси станка. Осью поворота мачты
при этом служит два передних шарнира 5, с помощью которых основа-
ние мачты крепится к раме станка. Кроме того, основание имеет два
сектора с тремя отверстиями 6 для фиксации мачты под нужным углом
бурения (90. 75 и 60° к горизонтали). Положение мачты в пространс-
тве определяется совмещением определенного отверстия сектора с
опорным пальцем на платформе станка. При переводе мачты из рабоче-
го в транспортное положение откидывают болты 3, и мачта 2 повора-
чивается относительно оси 7, переводится в горизонтальное положе-
ние при неподвижном вертикальном основании 4.
Наклон мачты для бурения скважин, опускание ее в транспортное
- 32 -
и подъем в рабочее положения производится двумя гидроцилиндрами,
штоки которых шарнирно соединены с осями 8.
В передней плоскости мачты крепятся направляющие вертлюга.
Перемещение вертлюга по направляющим 9 осуществляется с помощью
системы блоков для подъемного каната один конец которого закреплен
на барабане лебедки, а другой огибает блоки 1, 10, И. 12, уста-
новленные на мачте и крепится к вертлюгу. Для ограничения грузо-
подъемности блок 12 установлен на рычаге, один конец которого шар-
нирно прикреплен к мачте, а другой под пружинен. При достижении
предельного натяжения каната пружина сжимается, а рычаг воздейс-
твует на конечный выключатель, отключающий двигатель лебедки.
Мачта станка ЗСБШ-200-60 цельная и шарнирно соединена с пе-
редней опорой (рис.П.3.25). Лебедка подъема бурового става смонти-
рована на платформе. Кассета 4 расположена внутри мачты. Такая
конструкция обеспечивает наклон мачты в плоскости продольной оси
станка и позволяет бурить вертикальные и наклонные скважины. Пе-
редняя опора, являющаяся основанием мачты, крепится к платформе с
помощью двух шарниров, образующих ось поворота мачты. Рабочий ор-
ган оснащен лестницей с площадкой. Мачта представляет собой свар-
ную конструкцию из труб квадратного сечения и листового металла с
открытой передней панелью.
На мачте смонтированы: вращательно-подающий механизм (враща-
тель 9, лестница 3, гидропатрон 5, два напорных гидроцилиндра 6),
механизм подачи штанг 4 (кассета со штангами 11 и цилиндр поворота
кассеты), механизм развинчивания бурового става (гидроключ) 7,
блоки 1 подъемного каната, вертлюг 2, гидроцилиндры 10 установки
мачты в рабочее и транспортное положение, приспособление для смены
долота 8. 4
Сборка и разборка бурового става осуществляется с помощью ме-
ханизма подачи штанг-кассеты 4.
На мачте станка СБШ-250МНА-32 смонтированы механизмы, с по-
мощью которых выполняются основные операции процесса бурения:
спуск и подъем бурового става; создание осевого усилия на долоте;
вращение инструмента; сборка и разборка бурового става; подвод
воздушно-водяной смеси к забою скважины. Каркас 1 мачты представ-
ляет собой сварную пространственную ферму, пояса котрой выполнены
из равнобокого уголка, а решетка - из уголков и швеллеров. Нижняя
8, средняя и верхняя 19 обвязки выполнены из швеллеров. К средней
- 33 -
обвязке приварены цапфы 12, которыми мачта устанавливается в под-
шипниках, установленных в кронштейнах машинного отделения. На цап-
фах происходит поворот мачты при установке ее в рабочее или транс-
порное положение. Балка 14 служит для упора штоков гидроцилиндров
подъема мачты.
Вдоль всего каркаса с двух сторон закреплены направляющие
швеллеры 15» по которым в процессе бурения перемещаются вращатель
16 и натяжная каретка 18. Вращатель вместе с буровым ставом под-
держивается канатами 2 механизма подачи. Верхние блоки механизма
подачи закреплены на верхнем поясе каркаса мачты, а нижние блоки и
гидроцилиндры - на нижнем поясе, где находится и механизм 9 свин-
чивания-развинчивания штанг. На средней обвязке мачты устанавлива-
ется прожектор 13 для освещения в темное время суток механизмов,
находящихся в верхней части мачты. В верхней части направляющих
швеллеров во избежание переподъема вращателя при разборке бурового
става установлен конечный выключатель 17. К задней стенке мачты на
подшипниковых опорах крепится сепаратор, в котором устанавливаются
3 буровые штанги. Для предотвращения попадания шлама в механизм
свинчивания, нижний конец штанги закрыт отбойным щитом. Внизу на
мачте смонтирована установка 7 для отдува буровой мелочи от устья
скважины, а вверху - талевая система, грузоподъемностью 0,5 т.
Мачта снабжена лестницей для осмотра, ремонта и ухода за мачтой,
головкой бурового снаряда 3 и вращателем 16.
На ходовые тележки станка опирается платформа, представляющая
собой сварную пространственную раму из профильного проката. Сверху
рама закрыта листовой сталью для установки механизмов и оборудова-
ния. Оборудование, смонтированное на платформе, защищено кузовом
от воздействия атмосферных осадков, пыли и низких отрицательных
температур в зимний период.
Питание станка ЗСБШ-200-60 (рис. П.3.26) электроэнергией от
низковольтной сети переменного тока напряжением 380 В осуществля-
ется посредством гибкого кабеля через кабельный барабан 7. управ-
ление станком - из кабины 1. На гусеничные тележки 4 опирается
платформа станка, на которой смонтирована мачта 9, устанавливаемая
в рабочее и транспортное положение двумя гидроцилиндрами 3. В ра-
бочем положении мачта фиксируется телескопическим подкосом 8, а в
транспортном - на задней опоре 6. Перед опусканием мачты в транс-
портное положение ее необходимо отсоединить от передней опоры, а
- 34 -
гидроцилиндры опустить до соприкосновения мачты с задней опорой.
Перед бурением станок устанавливают в горизонтальное положение че-
тырьмя гидравлическими домкратами - передними 2 и задними 5.
В передней части платформы (рис. П.3.27) по продольной оси
станка на передней опоре 21 находится рабочий орган 1, все узлы
которого смонтированы внутри мачты. Между рабочим органом и машин-
ным отделением 17 на платформе размещена лебедка 20 подъема буро-
вого става. С левой стороны передней части платформы (по ходу дви-
жения станка) расположена установка 22 сухого пылеулавливания с
трехступенчатой очисткой и замкнутым потоком. В задней части плат-
формы размещено машинное помещение, в котором установлена компрес-
сорная установка 18 для удаления буровой мелочи из скважины и три
станции управления 16; два настенных электрошкафа 13, гидросистема
19, состоящая из бака, силового и вспомогательного насосов, приво-
дов, гидроблоков, вспомогательного оборудования.
Машинное отделение представляет собой сварную панельную- конс-
трукцию с люками и проемами в стенах и крыше для облегчения обслу-
живания во время эксплуатации станка и демонтажа оборудования при
ремонте. В машинном отделении установлен верстак 11 с тисками для
ремонтных работ. Необходимый для работы материал, долота и масла
хранятся в приямке средней части платформы. Вход в машинное отде-
ление - с площадки 12 кабины управления. На площадке размещен сва-
рочный трансформатор 14. Для создания комфортных условий в машин-
ном отделении установлены два осевых вентилятора.
С правой стороны передней части платформы расположена кабина
управления 2 - рабочее место машиниста станка. Конструктивно - это
сварная панель, снабженная амортизаторами для снижения вибрации. В
кабине предусмотрены две двери: входная со стороны машинного отде-
ления и выходная со стороны рабочей площадки 23. Внутри кабины
расположены пульт управления 4 станком, электрошкаф 9 с аппарату-
рой автоматизации процесса бурения, щит 8 управления кондиционе-
ром, шкаф 7 для одежды, тумбочка 6, откидное сидение 5 и огнетуши-
тель. Перед пультом управления смонтировано поворачивающееся крес-
ло 3 оператора. Стены кабины утеплены, пол (деревянный настил)
покрыт линолиумом. На крыше кабины управления размещены прожекторы
для освещения рабочего органа и пути передвижения станка, со сто-
роны входной двери - кондиционер 10.
Для центрирования станка при передвижении необходимо отсоеди-
- 35 -
нить заднюю сторону передней опоры от задних кронштейнов и с по-
мощью гидроцилиндров передвинуть ее вместе с мачтой вперед до упо-
ра. затем мачту зафиксировать в задней опоре. При передвижении
станка питающий кабель автоматически разматывается или наматывает-
ся на кабельный барабан 15, смонтированный в задней части платфор-
мы.
Для размещения рабочего и вспомогательного оборудования, для
монтажа мачты служит платформа станка, которая опирается на меха-
низм хода (рис. П. 3.28-П. 29).
«
ВОПРОСЫ К РАЗДЕЛУ 3
1.	Почему снижается стойкость шарошечных долот и каково
средство ее повышения?
2.	Каковы способы подачи смазки к опорам долота, их достоинс-
тва и недостатки?
3.	Определить положение вершины основного конуса шарошки от-
носительно оси предложенного преподавателем долота.
4.	Провести расчет габаритов шарошек для предложенного долота.
5.	Рассмотреть зависимость скорости бурения от показателя бу-
римости Пб для заданного станка и условий эксплуатации.
6.	Поясните конструкцию шарошечного долота.
7.	Поясните конструкцию бурильной головки.
8.	Указать отличительные особенности конструкций вращателей
для станков СБШ.
9.	Показать усилия, действующие на буровой став, механизм по-
дачи станка СБШ-250-МНА-32 ( принципиальная схема ).
10.	Рассчитать усилие на барабане лебедки станка СБШ-320-36,
если усилие подачи инструмента на забой составляет 380 кН.
11.	Рассмотреть функции опорного узла бурового става станка
СБШ-250-МНА-32.
12.	Указать особенности элементов металлоконструкций станков
СБШ.
13.	Составить функциональную классификацию спуско-подъемного
комплека.
14.	Обосновать размещение рабочего оборудования на платформе
станка.
15.	Показать на принципиальной схеме, как осуществляется
очистка забоя при бурении.
4. ХОДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИВОД
4.1. Ходовое оборудование
Перемещение станка для выполнения операций по обуриванию за-
боя осуществляется гусеничным или пневмоколесным ходовым механиз-
мами. Все серийно выпускаемые отечественные станки шарошечного бу-
рения имеют гусеничный ход. Зарубежные фирмы изготавливают ряд ти-
поразмеров станков на пневмоколесном ходу (фирма '’Роббинс" США).
В большинстве случаев отечественные станки имеют гусеничный
ход экскаваторов (АСБШ-200-32-Э-1003. 2СБШ-200-40-Э-1252,
ЗСБШ-20С-60-Э-1602) или унифицированный гусеничный ход
(4СБШ-20-4С-УГ-60, СБШ-205МНА-32-УГ-60М, СБШ-250-55-УГ-70).
Ходовая часть станка ЗСБШ-200-60 (рис. П.З. 29 ) состоит из
платформы 1 и двух гусеничных тележек, представляющих собой гусе-
ничные рамы 10 с двумя малоопорными гусеницами 2. В гусеничные ра-
мы встроены бортовые редукторы 6. Каждая гусеница имеет индивиду-
альный привод. Рама 10 гусеничной тележки выполнена в виде отливки
из углеродистой стали коробчатого сечения. В каждой гусеничной те-
лежке на осях 9 установлено по три опорных катка 7. В ступице
опорного катка предусмотрена расточка под сферические роликовые
подшипники. Подшипниковый узел закрыт крышками. Ось 9 фиксируется
в раме сферическим штифтом 8, затянутым гайкой.
В передней части гусеничных рам установлены натяжные колеса
12, аналогичные опорным каткам 7. Натяжение гусеничных лент произ-
водится натяжными болтами 13. С противоположного конца гусеничной
рамы 10 на валы бортовых редукторов 6 насажены ведущие колеса 5,
которые с помощью гусеничной ленты приводят станок в движение.
Привод механизма хода осуществляется от фланцевых электродви-
гателей 4, а его торможение - устройствами 3. На наружные концы
валов электродвигателей насажены тормозные шкивы 14. Затормажива-
ются гусеницы колодочными тормозами 15. Каждая гусеничная лента
состоит из звеньев 16, шарнирно связанных между собой пальцами 17,
зафиксированными болтами.
Многоопорный гусеничный ход УГ-60М станка СБШ-250МНА
- 37
(рис. П.4.1) состоит из двух гусеничных тележек 7. соединенных бол-
тами 6, двух редукторов 4 с электродвигателями 2 и тормозами 3.
Тележки имеют свой индивидуальный привод от электродвигателя через
редуктор на приводную звездочку. Управление ходом станка осущест-
вляется с выносного пульта. Каждая гусеница состоит из гусеничной
ленты 12 и рамы 5, в которой смонтированы ведущие 1 и натяжное 11
колеса, поддерживающие 18 и опорные 8 катки с балансирами 9. Сте-
пень натяжения гусеничных лент регулируется устройствами 10.
Детали привода крепятся к раме станка под машинным отделени-
ем. Благодаря независимости привода каждой гусеницы увеличивается
маневренность станка.
4.2. Привод
На станках шарошечного бурения применяются три типа привода:
1) электрический,
2) гидравлический (рис. П.4.2),
3) пневматический.
Электропривод осуществляет питание следующих групп оборудова-
ния:
1)	основного, предназначенного для регулирования и контроля
скорости вращения и усилия на рабочем органе (вращатель):
2)	вспомогательного (лебедка, механизм хода, компрессор, мас-
лостанция), а также обогрев кабины машиниста,
3)	аппаратуры управления, защиты и сигнализации;
4)	аппаратуры освещения.
На отечественных станках получили распространение объемные
гидроприводы, работающие по системе "насос - силовые гидроцилинд-
ры" с дроссельным регулированием скорости и открытой схемой цирку-
ляции жидкости. Такое регулирование отличается простотой и надеж-
ностью. позволяет использовать в гидроприводе насосы постоянной
производительности. Недостаток дроссельного регулирования скорости
- повышенный расход энергии из-за необходимости поддерживать в
гидросистеме максимальное давление и слив под давлением в бак час-
ти рабочей жидкости, не совершившей полезной работы. Для привода
гидравлической системы используются клапанно-поршневые насосы экс-
центрикового типа Н-403, низконапорные Г12-2 и высоконапорные
БГ12-2, а также пластинчатые насосы двойного действия и шестерен-
- 38 -
ные типа НШ. Для обеспечения маневренности при бурении пород раз-
личной крепости и уменьшения времени на основные и вспомогательные
операции маслостанции станков обычно оборудуют двумя насосами с
возможностью комбинирования потоков жидкости.- .
С помощью гидропривода осуществляются следующие операции:
1.	Горизонтирование станка перед началом бурения для обеспе-
чения направленного бурения и устойчивости станка при работе с по-
мощью трех или четырех домкратов.
2.	Подъем мачты в рабочее и опускание в транспортное положе-
ния посредством двух гидроцилиндров.
3.	Подъем и опускание бурового става с плавно регулируемой
подачей инструмента на забой скважины с помощью двух гидроиилинд-
ров подачи: для регулирования скорости подачи используются дроссе-
ли-регуляторы или регуляторы давления.
4.	Зажим бурового става кулачками гидропатрона в случае при-
менения вращательно-подающего механизма (ВПМ) патронного тип. ВПМ
состоит из вращателя, устанавливаемого на платформе станка, гидро-
патрона и гидроцилиндров подачи. Гидропатрон закрепляют на полом
шестигранном шпинделе вращателя. Внутри шпинделя проходит буровой
став, связь с которым обеспечивается через кулачки гидропатрона.
Возвратно-поступательное движение шпинделю передается от гидроци-
линдров подачи через траверсу гидропатрона. При зажатии бурового
става кулачками гидропатрона вращение шпинделя и его подача пере-
даются буровому ставу.
5.	Снятие натяга с резьбовых соединений штанг и долот при
разборке бурового става с помощь специального механизма отвинчива-
ния штанг с приводом от гидроцилиндра.
6.	Поворот кассеты, (сепаратора) со штангами при сборке и раз-
борке бурового става посредством гидроцилиндра.
7.	Вспомогательные операции (замена долота; управление кассе-
той при сборке и разборке бурового става; натяжение гусеничных
лент; управление тормозами лебедок подачи.
В качестве рабочей жидкости в гидроприводах станков рекомен-
дуются масла: всесезонное ВМГЗ; ЭШ (в зимнее время); индустриаль-
ные (в летнее время).
•Станок СБШК-200 комбинированного бурения, в отличии от приме-
няемых имеет гусеничный ход с индивидуальным гидравлическим приво-
дом на каждую гусеницу, гидравлический привод вращателя и лебедки
- 39 -
подъема бурового става. Для привода гусеничного хода, вращателя и
лебедки подъема бурового става применен объемный гидропривод с вы-
сокомоментными гидромоторами и бесступенчатым регулированием ско-
рости в широком диапазоне.
Питание пневматической системы станков 2СБШ-200-32, 2СБШ-200-
40, 4СБШ-200-40 и ЗСБШ-200-60 осуществляется от компрессорной ус-
тановки 6ВКМ25/8 с подачей 25 м3/мин и давлением 0,8 МПа. С 1987г.
на станках применяют компрессорные установки 7ВВ32/7 с подачей 32
м3/мин и давлением 0.7 МПа. Пневмосистема состоит из компре&орной
установки, пневматического вентиля с электромагнитным приводом,
электропневматических клапанов, предохранительного клапана и шлан-
гов.
Вопросы к разделу 4.
1.	Указать различия ходового оборудования станков
ЗСБШ-200-60 и СБШ-250МНА.
2.	Каковы особенности многоопорного гусеничного хода?
3.	Составить классификацию привода рабочего оборудования.
4.	Обосновать применение гидропривода для станков СБШ.
5.	Назовите основные элементы гидро-, пневмо- и электросхем
привода станков шарошечного бурения?
5.	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАНКОВ
Техническая документация на машину включает инструкцию по
эксплуатации, содержащую общую характеристику машины, устройство
основных ее узлов и требования по эксплуатации, обслуживанию и
монтажу бурового станка.
5.1.	Указания по эксплуатации
Этот раздел инструкции содержит: требования к забою; размер
сетки скважин; указания по технике безопасности и пожарной безо-
пасности; порядок подготовки бурового станка к работе; порядок ра-
боты и перемещения машины.
- 40 -
5.2.	Техническое обслуживание
Задачей технического обслуживания является обеспечение надеж-
ности и повышения срока службы бурового станка. Оно включает в се-
бя: наружный уход за механизмами; осмотр и проверку состояния уз-
лов станка; замену или восстановление изношенных частей, регули-
ровку и смазку механизмов.
Различают ежесменное, еженедельное и ежемесячное техническое
обслуживание, содержание которых подробно оговаривается в инструк-
ции.
Смазка механизмов осуществляется в соответствии с прилагаемы-
ми к инструкции схемами и таблицами. В последних указывается тип
смазки, количество смазки на одну точку, периодичность смазки (ее
замена).
5.3.	Указания по монтажу
"Указания" содержат перечень необходимых подготовительных
операций (подготовка монтажной площадки, необходимого монтажного
оборудования), последовательность монтажа и правила безопасности»
порядок наладки оборудования, регулировка механизмов приведения
монтажных испытаний и обкатки.
- 41
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Нанкин Ю. А.. Пипке П. М. Балагуров Л. И. Станки шарошечного
бурения.- М.: Недра, 1970.- 328 с.
2.	Техника, технология и опыт бурения скважин на карьерах/
Под ред В А.Перетолчина. - М.: Недра. 1993. - 286 с.
3.	Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ:
Учебник для вузов. - М.: Недра. 1985.- 544 с.
4.	Справочник механика открытых горных работ. Машины циклич-
ного действия / Под ред. Щадова.- М.: Недра, 1991.- 302 с.
Авторы: Ю.А.Лагунова, ст.преп., канд. техн.наук
Л.А.Гаврилова, ассист.
Корректура кафедры горных машин и комплексов
Подписано к печати 01.02. 89 <\
Формат бумаги 60x84	1/16
Печ. л. 2,6 Тираж 100 экз. Заказ N
Цена С
Лаб. множительной техники УПТА
620144, Екатеринбург, Куйбышева. 30