книги / Справочник механика по геологоразведочному бурению

статора прижаты плоский диск 7 и диск 6 плавающего типа с шейкой. В начале работы диск 6 поджимается к торцу статора тремя пружинами 5, а в процессе работы дополнительно давлением масла, подводимого к торцам диска. В диске 7 имеются два окна для всасывания, а в диске 6 — два окна для нагнетания масла.

Для предотвращения утечек по валу 1 насоса во фланце 3 установлена манжета 2 из маслостойкой резины. Между корпусом и крышкой проложено круглое кольцо 13, а между корпусом и фланцем — прокладка 4. Диск 6 снабжен уплотнительным кольцом 16. Просачивающееся в камеру подшипника 11 масло направляется через втулку 9, ниппель 10 и дренажную трубку в масляный бак.

На рис. II.9 показана конструкция лопастного насоса в сдвоенном испол­ нении.

Этот насос представляет собой комбинацию двух одинарных насосов, си­ дящих на одном валу и соединенных между собой промежуточным корпусом. Принцип работы этого насоса не отличается от одинарного насоса, описанного выше.

Насос имеет общее всасывающее отверстие и два нагнетательных. Технические характеристики лопастных насосов приведены в табл. II.2

иII.3.

Вкачестве рабочей жидкости в объемных гидроприводах наиболее широко применяются индустриальные масла ГОСТ 1707—51, но наиболее качественными

Контрольно-регулирующие устройства

Для контроля и регулирования количества, давления, направления и ско­ рости потоков жидкости в гидравлических системах буровых станков применяют клапаны и дроссели.

контроля направления потоков жидкости, создания и поддержания постоянного давления жидкости на отдельных участках системы, создания определенной последовательности рабочих движений механизмов станка.

В гидросистемах буровых станков применяют предохранительные и обратные клапаны. Одним из важнейших элементов объемного гидропривода является предохранительный клапан, предназначенный для ограничения в заданных пределах давления рабочей жидкости как в гидросистеме в целом, так и в от­ дельных ее звеньях.

Предохранительные клапаны (рис. 11.10) по типу запирающего элемента можно разделить на три группы: шариковые, конусные и золотниковые. В бу­ ровых станках наиболее широко распространены шариковые клапаны, основным

преимуществом которых является простота их конструкции и небольшая стои­ мость. Применяются шариковые клапаны как с центрированием, так и без цент­ рирования шарика.

Рис. 11.11. ПредохраниРис. 11.12. Обратный клапан, тельный шариковый клапан.

На рис. 11.11 показан простой предохранительный шариковый клапан. Шарик 1 находится под действием пружины 3, регулируемой винтом 4. Когда давление жидкости преодолеет усилие пружины, шарик поднимется и жидкость через отверстие 2 будет сливаться обратно в маслобак.

Обратный клапан предназначен для пропуска жидкости только в одном направлении. Конструкции обратных клапанов аналогичны конструкциям предохранительных клапанов. На рис. 11.12 показана конструкция корпусного обратного клапана, применяемого в буровых станках СБА-800. Клапан состоит из корпуса 7, закрываемого крышкой 5. Внутри корпуса перемещается кони­

ческий клапан 4, прижимаемый пружиной 2 к гнезду 3, Жидкость подводится через отверстие 6 и выходит через отверстие 7.

Дроссели. Простейшим устройством для регулирования давления в гидро­ системе и скорости перемещения рабочих органов являются дроссели. Они представляют собой устройство, позволяющее изменять площадь поперечного сечения отверстия, через которое проходит жидкость в гидросистеме. Кон­ струкции дросселей весьма разнообразны. Однако в гидросистемах буровых станков в основном применяют игольчатые дроссели.-

На рис. 11.13 приведен дроссельный механизм управления тормозами лебедки буровых станков ЗИФ-1200М и ЗИФ-1200МР. Этот механизм пред­ ставляет собой сдвоенное дроссельное устройство, один дроссель которого управляет тормозом спуска, а второй — тормозом подъема. Работает он сле­ дующим образом. Масло поступает через ниппель 4 в камеру корпуса i, которая закрыта иглой 2, ввернутой в корпус на резьбе. Поворотом рукоятки 3 игла перемещается вдоль оси и открывает отверстие для прохода жидкости, которая через отверстие, показанное пунктиром, выходит из корпуса. Увеличивая или уменьшая проходное отверстие, регулируют как скорость протекания жидкости, так и давление жидкости в трубопроводе.

Органы управления

Органы управления служат для переключения потоков жидкости в гидро­ системе, чем достигается включение и выключение тех или иных рабочих меха­ низмов, а также изменение направления их движения. К ним относятся краны и золотники.

5 Рис. 11.14. Прибор гидроуправления буровым станком ЗИФ-650А.

Краном называется распределительное устройство, в котором рабочий элемент, изменяющий направление движения жидкости, совершает вращательное движение. Крановые распределители делятся на две основные группы: с ци­ линдрической или конической пробкой; с плоским золотником.

Наибольшее распространение получили крановые распределители с ци­ линдрической пробкой. При соответствующем числе отверстий в корпусе и ка­ навок в пробке краны могут быть использованы для сложных последовательных переключений потоков жидкости в гидросистеме.

На рис. 11.14 показан прибор гидроуправления бурового станка ЗИФ-650А, в котором имеются кран 5, поворачиваемый рукояткой i, дроссель 4 У

Силовые гидроцилиндры. В буровых станках гидроцилиндры применяют для перемещения шпинделей вращателей и станков при спуско-подъемных операциях, управления гидропатронами и тормозами лебедки, а также для подъема и опускания мачт.

На рис. 11.16 показан вращатель шпиндельного бурового станка с*двумя гидроцилиндрами, соответствующие полости которых соединены между собой трубками. Шток 8 соединен с траверсой 13, в которой на шарикоподшипниках вращается шпиндель 12 станка. Одновременно с перемещением траверсы пере­ мещается и шпиндель станка.

На рис. 11.17 приведена конструкция гидроцилиндра бурового станка ЗИФ-1200А, осуществляющего перемещение станка по раме, для освобождения устья скважины при спуско-подъемных операциях. Гидроцилиндр закрепляется на станине станка, а конец штока прикрепляется к раме.

Трубопроводы

Трубопроводы служат для подвода рабочей жидкости к насосам, падачи ее к распределительной и регулирующей аппаратуре и исполнительным органам, а также для возврата жидкости в баки. Скорости течения масла принимают: для всасывающих трубопроводов 1,5—2 м/с, для нагнетательных — 3—5 м/с. Для давлений до 10 кгс/сма можно применять сварные водогазопроводные трубы обыкновенные по ГОСТ 3262—62, а для давлений до 16 кгс/см2 — по тому же стандарту усиленные испытываемые на давление 25 кгс/см2. При более высоких давлениях применяют трубы стальные бесшовные холоднотянутые

Рис. 11.18. Спо­ собы соединения металлических трубопроводов.

и холоднокатаные по ГОСТ 8734—58. В неудобных для сборки местах при да­ влениях не выше 70 кгс/см2 применяют медные трубы по ГОСТ 617—64, а также гибкие резино-тканевые шланги.

Наиболее распространенные способы соединения металлических трубопро­ водов приведены на рис. 11.18.

В положении а показаны соединения развальцовкой труб между собой и црисоединение их к гидравлическим механизмам.

В положении б — соединение труб между собой, а также присоединение их к гидравлическим механизмам с помощью ниппелей (сферическое соединение).

Развальцовкой соединяются медные трубки, а ниппелями — стальные. Для подвода жидкости к перемещающимся органам гидросистемы исполь­

зуют напорные рукава. Во избежание утечки масла в месте соединения рукава с наконечником необходим тщательный монтаж. Для монтажа наконечников напорных рукавов следует иметь струбцину или тиски для зажатия муфты и комплект оправок с воротком. Конец рукава 1 (рис. 11.19, а) обрезают перпен­ дикулярно его оси и зачищают заусеницы оплетки. В отверстие муфты 2, зажатой во вкладыше струбцины или тисков, вставляют рукав 7, который поворотом влево ввертывают до упора в торец муфты. При тугом ввертывании рекоменду­ ется конец рукава на 10—15 мм от края смазать техническим вазелином УН

ГОСТ 782—59. После ввертывания конец рукава необходимо пройти оправкой 5, смазанной техническим вазелином. Затем в'муфту 2 (рис. 11.19, б) с помощью оправки в ввертывают ниппель 4 с накидной гайкой 5. При этом зазор между торцами муфты и накидной гайки должен быть в пределах 1—4 мм.

Освободив накидную гайку, из­ влекают оправку, после чего про­ веряют внутреннюю поверхность рукава. Задиры резины на внут­ ренней поверхности рукава не до­ пускаются. Таким же способом монтируется наконечник на дру­ гом конце рукава. После этого ру­ кав снаружи и внутри очищают от остатков смазки, промывают в бензине, продувают сжатым воз­ духом и испытывают маслом инду­ стриальным при максимальном давлении, допускаемом в гидро­ системе.

Масляные баки

представляет собой самостоятельную сварную конструкцию. На рис. 11.20 представлена простейшая конструкция маслобака бурового станка.

циркулирующего в гидравлической системе, применяют масляные фильтры. Наи­ более распространенным видом фильтра является сетчатая насадка на всасыва­ ющую трубу. Бак необходимо очищать и промывать не реже одного раза в 3—6 мес. Температура масла в баке не должна повышаться выше 50—60 °С.

Имеются более сложные конструкции масляных баков, в которых разме­ щают дополнительные устройства, в том числе и масляные насосы. Для очистки масла используют также пластинчатые фильтры. Грязь п твердые включения с пластин фильтра снимают периодически поворачиванием их относительно неподвижных ножей.

Р а з д е л III

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ И РЕГИСТРИРУЮЩАЯ АППАРАТУРА,

ПРИМЕНЯЕМАЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Для выбора и поддержания оптимальных параметров режима бурения буровые станки и установки оснащают контрольно-измерительными и регистри­ рующими приборами. Ряд приборов позволяет контролировать правильное ведение процесса бурения, определять границы залегания горных пород с раз­ личными физико-механическими свойствами, а также предупреждать возмож­ ность возникновения аварий во время бурения.

Наиболее широко распространена аппаратура для определения веса буро­ вого инструмента, нагрузки на породоразрушающий инструмент, крутящего момента на бурильной колонне, скорости углубки скважины, скорости подъема бурового инструмента, числа оборотов бурильной колонны, давления и коли­ чества промывочной жидкости, закачиваемой в скважину.

Глава 1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ

Классификация приборов

Применяемые при буровых работах измерительные приборы можно клас­ сифицировать по следующим признакам:

1) по характеру измеряемой величины: измерители веса бурильной колонны, нагрузки на породоразрушающий инструмент, скорости перемещения бурильной колонны в процессе оурения (скорости углубки), крутящего момента, числа оборотов бурильной колонны, скорости спуска и подъема бурильных труб, количества жидкости, подаваемой в скважину, и давления в напорной магистрали;

2)по способу отсчета: показывающие, самопишущие, суммирующие, сигна­ лизирующие, дистанционные (с передачей показаний на расстояние);

3)по метрологическому назначению: технические, устанавливаемые не­ посредственно на рабочих местах у агрегатов; контрольные, служащие для проверки технических приборов; образцовые и эталонные, используемые для поверки измерительных устройств.

Приборы могут быть одновременно показывающими, самопишущими и сум­ мирующими, а также сигнализирующими, т. е. подающими звуковой, световой пли другой сигнал при достижении измеряемой величиной установленных значений. Контрольно-измерительный прибор обычно состоит из воспринима­ емого (чувствительного) элемента, преобразователя и отсчетного устройства, кото­ рое может быть:

—показывающим, когда приборы выполняются со шкалой, по которой перемещается указатель — стрелка;

—самопишущим (регистрирующим), когда значения измеряемой величины

записываются на бумажной ленте или диске; запись может производиться различными способами: пером в виде непрерывной линии, а также печатающим устройством; время непрерывной записи может продолжаться от рабочей смены до нескольких суток, предпочтение отдается суточной записи; диаграмма может перемещаться с одной или несколькими скоростями; на одной диаграмме обычно записывается несколько параметров;