Файл: Реферат Буровые установки с погружным пнемоударником Выполнил студент гр. Гм19 Алексеев В. В.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации


Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Санкт-Петербургский горный университет»

Кафедра машиностроения

Реферат

Буровые установки с погружным пнемоударником

Выполнил: студент гр. ГМ-19 _____________ /Алексеев В.В./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил: доцент _____________ /Задков Д.А./

^{(должность) (подпись)}



Санкт-Петербург

2022

Оглавление

Введение

Бурение, процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы - скважины, шпура или шахтного ствола -- путём разрушения горных пород на забое. Осуществляется, как правило, в земной коре, реже в искусственных материалах (бетоне, асфальте и др.). В ряде случаев процесс включает в себя крепление стенок скважин (как правило, глубоких) обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками скважин.

Скважина буровая, горная выработка круглого сечения глубиной свыше 5 м и диаметром обычно 75--300 мм, проводимая с помощью буровой установки. Различают начало скважины (устье), дно (забой) и ствол. Глубины скважин составляют от нескольких м до 9 и более км. При бурении разведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые их диаметр обычно 59 и 76 мм, на нефть и газ -- 100--400 мм.

Способы бурения были разработаны еще в древние века. Они применялись при копании колодцев и тоннелей. Рассмотрим более современные способы.

Способ наклонно-направленного бурения с применением забойных двигателей был разработан в СССР и начал внедряться в 1938 году. Он появился как результат поисков новых, более рациональных и экономичных, методов добычи нефти в сложных природных условиях. Кустовой строительства скважин впервые начал применяться при освоении нефтяных месторождений Каспия. На суше кустовое бурение нашло применение с 1944 года сначала в Пермской, а затем и в других нефтяных регионах страны.

---

Новый этап в развитии кустового метода строительства скважин связан с началом освоения нефтяных богатств Западной Сибири.

Впервые вопрос о возможности обнаружения залежей нефти и газа в недрах Западно-Сибирской низменности был поставлен на Уральской сессии Академии наук в 1932 году. Поиски сибирской нефти в те годы велись в не большом объёме, до недавнего времени вся территория от Уральских гор до Енисея на карте нефтяных месторождений была огромным белым пятном. Только после Великой Отечественной войны, когда стали применять методы геофизических исследований и глубокого разведочного и опорного бурения, поиски нефти дали обнадёживающие результаты.

Вся история проведения поисково-разведочных работ на нефть и газ в пределах Западной Сибири условно делится на три периода: 1937-1948 гг., 1949-1960 гг., 1961 г. - наши дни. Для первого периода характерны рекогносцированные эпизодические исследования отдельных районов Западно-Сибирской низменности, преимущественно южных приуральских и арктических. Целью геофизического исследования явилось изучение геологического строения Западно-Сибирской низменности, а также подготовка площадей для нефтепоискового бурения.

Во второй период на Западно-Сибирской низменности развернулись крупные комплексные работы по поиску нефти и газа. Для изучения разреза осадочного чехла низменности начали бурить глубокие скважины. В 1953 году был получен первый промышленный фонтан газа из Березовской опорной скважины, а первые реальные признаки нефти отмечены при бурении Мало-Атлымской опорной скважины.

В результате региональных геофизических исследований проведённых в 1948-1960 годах между реками Конда - Обь и в широтном течении реки Оби, были выявлены крупные месторождения. С открытием первых нефтяных месторождений (Шаимского, Мегионского, Усть-Балукского) начался третий период в истории разведочных работ на нефть и газ Западной Сибири. К этому времени полностью подтвердились предположения о высокой перспективности центральной и северной областей Западно-Сибирской низменности в отношении нефтегазоносности. Основным препятствием при освоении и обустройстве нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири является большая заболоченность площадей, иногда до 80-85% территории. В настоящее время применяют современные технологии для бурения почвы и каменных пород.

Общие сведения о шахтных бурильных установках

---

Шахтные бурильные установки предназначены для бурения шпуров в породах различной крепости при проведении горных выработок, строительстве тоннелей, а также при ведении очистных работ в рудниках. Шпуры бурят вдоль оси выработки, в кровлю, бока и почву выработки. Бурильные установки полностью механизируют процесс бурения, улучшают санитарно-гигиенические условия работы и частично механизируют процессы заряжания шпуров и крепления, выработки.

Бурильные установки разделяют на фронтальные и радиально-фронтальные. Фронтальными установками шпуры бурятся только вдоль оси выработки, радиально-фронтальными - вдоль оси выработки и перпендикулярно к ней.

По типу бурильных головок бурильные установки подразделяют на оборудованные бурильными головками вращательного (f < 8), вращательно-ударного (f = 8-14) и ударно-вращательного (f= 12-20 и более) действия.

Бурильные установки подразделяют по роду потребляемой энергии - на пневматические, электрические и комбинированные; по типу ходовой части - пневмошинные, колесно-рельсовые и гусеничные, а также по числу бурильных головок - 1 -3.

Шахтная бурильная установка состоит из следующих основных сборочных единиц: бурильной головки с податчиком, манипулятора, рамы с ходовой частью, привода, пульта и системы управления.




Рис. 1. Шахтная бурильная установка: 1 - ходовая часть; 2 - привод ходовой части; 3 - гидросистема; 4 - система управления; 5 - позиционер; 6 - манипулятор; 7 - бурильная машина

В настоящее время выпускается большое разнообразие конструктивного исполнения самоходного бурового оборудования. В целях его унификации ГОСТ 20785-83 предусмотрен выпуск шести типоразмеров установок типа УБШ (Установка бурильная шахтная). Первая цифра после букв - означает размерную группу машин, последующие цифры - означают порядковый номер модификации конструкции.

Размерная группа машин	Зона бурения, м
	высота	ширина
УБШ1	2.0	2.2
УБШ2	2.5	3.3
УБШЗ	3.6	4.5
УБШ4	5.0	6.0
УБШ5	7.0	8.4
УБШ6	10.0	9.4

---

Установка бурильная УБШ-221ПМетодика экономического расчета при выборе типа бурильного оборудования приводится в рекламных материалах фирм. В основе ее лежит расчет себестоимости бурения при добыче 1 т полезного ископаемого с учетом всех расходов на бурение.

Подробный расчет приведен фирмой "Крупп" (ФРГ) для бурения в условиях гранитного карьера. В основу расчета взято бурение скважин глубиной 3,5 м и диаметром 89 мм. При этом скорость бурения гидравлической машины принята 30 м/ч, а пневматической - 15 м/ч. Расчет ведут исходя из годовой производительности 2 млн. т (740 тыс. м³/год), причем на этот объем требуется 6*10⁴ м скважин, т.е. 33,3 т/м.

Результаты расчета приведены на графике, из которого следует, что; существует область, в которой применение пневматических машин более, рентабельно, чем гидравлических. Объясняется это тем, что стоимость гидравлической машины в 1,5 раза больше, чем пневматической, хотя у гидравлических машин производительность выше. При малом объеме производства это преимущество не проявляется. Зависимость стоимости бурения 1 м скважины от заданного годового объема бурения гидравлическим (1) или пневматическим (2) оборудованием

Гидравлическая буровая установка StopeMaster

Зарубежными фирмами, производящими шахтные бурильные установки, являются: "Атлас Копко" и "Линден Алимак" (Швеция), "Ингерсол Рэнд" и "Гарднер Денвер" (США), "Тамрок" (Финляндия), ЗИГ (Швейцария), "Болер" (Австрия), "Секома" (Франция), "Фуракава" (Япония). Установки гидрофицированы. В качестве бурильных головок используют гидровращатели, пневматические и гидравлические перфораторы.

Бурильные машины шахтных установок

Бурильная машина представляет совокупность бурильной головки и податчика, объединенных конструктивно. В шахтных самоходных бурильных установках в качестве бурильных головок широко используют колонковые пневматические перфораторы ПК-60А и ПК-75А с независимым вращением бура, гидравлические перфораторы, а также бурильную головку БГА-1М. Податчики предназначены для перемещения бурильных головок совместно с буровым инструментом с рациональным осевым усилием подачи на забой во время бурения шпуров и возврата их в исходное положение после окончания бурения.

---

Различают податчики постоянной длины, применяемые на бурильных установках фронтального и радиально-фронтального типов, когда линейные размеры выработки превышают длину податчика, и телескопические податчики, которыми обуривают забой выработки с полной раздвижностью податчика, а кровлю и боковые стенки - укороченными шпурами с помощью сложенного податчика.

В конструктивном плане податчики могут быть винтовыми, цепными, канатными и канатно-поршневыми.

По типу привода различают податчики с приводом от двигателя и от цилиндра, по применяемой энергии - пневматические и гидравлические.

Податчики характеризуются следующими основными параметрами: длиной подачи 2-4,5 м; усилием подачи 1,5-20 кН; массой 30-850 кг (обычно 350 кг); скоростью подачи бурильной головки при бурении до 0,3 м/с, а при обратном ходе - от 0,2 до 0,4 м/с.



Рис.2. Винтовой податчик постоянной длины: 1- двигатель, 2 - ползун, 3 - тяги, 4 - амортизатор, 5 - бурильная головка, 6 - направляющие салазки, 7 -подвижный люнет, 8 - буровая штанга, 9 - неподвижный люнет, 10 - упор, 11 - гайка, 12 - винт, 13 - рама.

Винтовой податчик постоянной длины - (рис.2) состоит из рамы, верхняя часть которой служит направляющей салазок бурильной головки. Внутри рамы размещен винт, вращающийся от привода. Гайка связана с салазками буровой головки. Приводом вращательное движение винта преобразуется в поступательное передвижение буровой головки. Упор обеспечивает фиксацию буровой машины на забое выработки. Опора буровой штанги обеспечена, соответственно, подвижным неподвижным люнетами. Подвижной люнет ползуном связан с буровой машиной. Для гашения вибрации в салазки встроен амортизатор в виде пакета тарельчатых пружин.

Люнет является важным элементом бурильной машины. Он должен надежно фиксировать штангу, а при ее замене легко раскрываться.


Рис.3. Цепной податчик постоянной длины: 1- бесконечная цепь, 2 - бурильная головка, 3 - салазки, 4 - натяжная звездочка, 5 - отклоняющая звездочка, 6 - приводная звездочка, 7 -пружинная подвеска.

Цепной податчик постоянной длины - (рис. 3) бесконечная цепь 1 закреплена на салазках 3 бурильной головки 2. Цепь огибает натяжную 4, отклоняющие 5 и приводную 6 звездочки. Пружинная подвеска звездочки 7 снижает уровень вибрации механизма подачи. Прямой и обратный ход механизма подачи обеспечен реверсированием привода.

---