Установка УКБ-12/25 используется для бурения в сложных и изменчивых
геологических условиях различными способами и приемами. Наиболее
распространено (40 % объема) комбинированное бурение: шнековое в мягких
и рыхлых отложениях и колонковое алмазными твердосплавными коронками в
коренных породах. Колонковым способом с промывкой бурят 20 % объема.
Часто используется также колонковое бурение без промывки и с местной
циркуляцией (22 % объема) промывочной жидкости.
Техническая характеристика УКБ-12/25 приведена в табл. 1.3. Отличие
новой установки заключается в основном в более широком диапазоне
регулирования частоты вращения. Как
видно из табл. 1.3, предусмотрено два диапазона
частот вращения инструмента, что достигается сменой шестерен вращателя.
Один из них с пределами 450—1200 об/мин обеспечивает эффективное
алмазное бурение коронками диаметрами 36 и 46 мм.
Рис. 1.2. Мотобур КМ-10 (а) и его кинематическая
схема (б)
Таблиц а 1.3
Техническая характеристика буровых установок
Показатели
У КБ-12/25
(базовая модель)
УКБ-12/25С
УКБ-50/100
УКБ-50 100К
БСК-2М2-100
Глубина бурения в м коронками:
твердосплавными
алмазными
12,5
25
12,5
25
50
100
100
50
100
Диаметр скважины, мм:
начальный
24—34
24—34
132
93
93
конечный
24—34
24—34
93 (46)*
36; 46; 59
76 (36)*
Угол наклона скважины, гра
0—60
0—60
70—90
0—360
0—360
дус
Диаметр, мм:
проходного отверстия шпин
44
44
44
деля
бурильных труб
24—34
24—34
34
34
42
Частота вращения шпинделя станка, об/мин:
I диапазон
100;
270;
600
100;
270;
600
155;
325;
590;
1 000
195;
310;
620
150; 345; 560; 1250
II диапазон
450;
600;
1 200
450;
600;
1 200
305;
645;
1
700;
2
000
955;
1 030; 1 000
200; 445; 720; 1 600
Максимальное усилие подачи, кН:
вниз
4
4
15
. 15
12
вверх
4
4
20
20
12
Длина хода подачи, мм
1 200
1 200
400
400
450
Зажимной патрон
Подвижный
вращатель
Гидравлический
Механи
ческий
Нагрузка на крюке, кН:
номинальная
6,3
8
—
максимальная
12
14
,
Длина свечи, м
4,7
4,7
3
Привод установки:
тип
Двигатель
«Дружба-4»
Электро
двигатель
мощность, кВт
3
3,3
11
11
7,5
Масса, кг
1 840
1 840
5 670
1 020
740
В том числе:
бурового станка
131
131
770
770
490
бурового насоса
150.
150
250
250
250
Буровой насос:
тип
НБ1-25/16
НБ2-63/40
подача, л/мин
25
25
16—63
16—63
16—63
давление, МПа
1,6
1,6
4
4
4
мощность привода, кВт
3
3
3
3
3
* При бурении
алмазными коронками.
Рис. 1.3. Кинематическая схема буровой установки
У КБ-12/25
Диапазон частот вращения от 100 до 600 об/мин дает возможность бурить
шнеками, твердосплавными коронками диаметром 59 и 76 мм, а также
алмазными коронками. Частота 100 об/мин при крутящем моменте около 300 Н
• м позволяет использовать шнеки диаметром до 140 мм при бурении скважин
специального назначения и вращать обсадные трубы диаметрами 57—89 мм при
креплении скважин трубами. Кинематическая схема установки УКБ-12/25
приведена на рис. 1.3.
Вращатель представляет собой трехвальпый редуктор с ведущей
вал-шестерней 2, промежуточным валом 4 и шпинделем 6, играющим роль
ведомого вала. Отверстие в шпинделе позволяет подавать по нему
промывочную жидкость в бурильную колонну, для чего служит сальник,
размещенный на его верхнем конце. Двигатель 1 приводит во вращение
вал-шестерней 2, находящуюся в постоянном зацеплении с конической
шестерней 3, которая жестко закреплена на ступице шестерни 20. Последняя
вращается в подшипниках при промежуточном зацеплении с блок-шестерней
18, вращающейся в подшипниках на шпинделе 6. Венцом г-40 блок-шестерня
постоянно зацепляется с шестерней 17, свободно вращающейся на бронзовой
втулке промежуточного вала 4. Сменные шестерни 5 и 7 жестко закреплены
соответственно на валу 4 и шпинделе 6.
Первому диапазону частоты вращения (100 об/мин) шпинделя соответствует
нижнее положение кулачковой муфты 19 и нейтральное кулачковой муфты 14.
Частоте вращения (270 об/мин) соответствует верхнее положение муфты 19 и
нейтральное муфты 14. Частота вращения 600 об/мин достигается при нижнем
положении муфты 14 и нейтральном муфты 19. При смене шестерен 5 и 7 для
получения второго диапазона частоты вращения шпинделя положение муфты
при n = 450 об/мин аналогично положению ее при
n=100 об/мин в первом диапазоне, а при
n=1200 об/мин — положению ее при
n=270 об/мин.
Вращатель 4 (рис. 1.4) размещен на каретке 5,
перемещаемой механизмом подачи по стойке, воспринимающей реактивный
крутящий момент и осевое усилие. Стойка 8 представляет собой швеллер с
приваренными к нему обработанными полосами, стороны которых являются
направляющими для каретки 5 и служат для крепления лебедки 6. В верхней
и нижней частях стойки размещены по две звездочки 1 цепного механизма
подачи 2. Стойка шарнирно закреплена на раме 10 и фиксируется подкосом 9
с цанговым зажимом, позволяющим бесстуиенчато регулировать положение
стойки для обеспечения заданного направления скважины в пределах 70—90°.
Двигатель питается от бензобака 3.
Рама представляет собой сварную металлоконструкцию. Она имеет четыре
отверстия для крепления станка к грунту штырями. На раме размещаются
съемные колеса 12 от мото-роллера «Вятка», которые позволяют перевозить
станок, используя раму 10 в качестве водила. В передней части рамы может
быть установлен центратор 11 для забуривания скважины. При монтаже на
точке бурения для колес отрываются в грунте приямки, а рама крепится к
грунту коническими штырями, воспринимающими осевую нагрузку.
Для привода цепной передачи 16 механизма подачи служит ручная лебедка 12
(см. рис. 1.3), которая приводится в действие рукояткой 10. Она может
размещаться в положении 10 а на валу звездочки 11 или в положении 10 6
на валу дополнительной звездочки 9, обеспечивающей увеличение усилия при
снижении скорости. Цепная передача 16 механизма подачи связана с
вращателем через пружинный аккумулятор 15, размещенный в каретке 13. С
помощью лебедки пружины аккумулятора 15 через цепную передачу сжимаются,
что фиксируется храповым устройством 8. После этого осевая нагрузка
создается пружинами через корпус вращателя и шпиндель и измеряется по
специальной шкале. Возможность измерения и поддержания определенной
осевой нагрузки — важное преимущество при алмазном и твердосплавном
бурении. По мере снижения нагрузки аккумулятор вновь подзаряжается с
помощью лебедки. Цепной механизм подачи с лебедкой служит не только для
бурения, но и для выполнения спуско-подъемных и вспомогательных работ.