Cтанки для канатно-ударного бурения

Канатно-ударное бурение состоит в том, что подвешенный к канату буровой снаряд весом до трех тонн падает с высоты до одного метра в забой скважины, развивая значительную силу удара, разрушающую породу. Рабочий процесс станка для канатно-ударного бурения следующий: через блок мачты перекинут конец каната, проходящий далее под балансирным роликом, огибающий направляющий ролик и закрепленный на барабане. Балансирный ролик получает от кривошипно-шатунной передачи качательное движение, благодаря чему происходят периодические подъемы и падения бурового снаряда. Когда кривошипный палец шатуна подходит к крайнему нижнему положению, балансирный ролик опускается, натягивает канат и поднимает буровой снаряд. При дальнейшем движении кривошипный палец переходит в крайнее верхнее положение; при этом переходит в крайнее верхнее положение и балансирный ролик, канат освобождается, и снаряд падает в забой скважины. Во время бурения в скважину заливают воду, образующую с тонко измельченной породой шлам, который периодически вычерпывают полым цилиндром (желонкой) с клапаном на нижнем конце. Конструкция одного из распространенных буровых станков для проведения канатно-ударных работ на глубине до 300 метров представляет собой раму, на которой расположены все механизмы, опирающуюся на гусеничную тележку. На заднем конце рамы расположены двигатель и пусковая аппаратура. В средней части рамы расположены главный вал, рабочий барабан и ударный механизм, состоящий из большой шестерни, шатуна и балансира. На передней части рамы шарнирно укреплена мачта с верхним блоком и желоночным блоком. В рабочем положении мачта крепится растяжками. Рабочий канат с барабана идет по направляющему блоку, затем пропускается под оттяжным балансирным блоком и, обогнув верхний блок мачты, крепится к канатному замку, к которому привинчивается ударная штанга с долотом. Для закрепления станка в горизонтальном положении и предохранения гусеничного хода от ударов и толчков во время бурения служат откидные домкраты.

 

Привод станка обычно от электродвигателя; включение главного вала производится при помощи фрикционной муфты. Рычаги управления станком сосредоточены на рабочей площадке. Перевод станка от одной скважины к другой производится собственным ходом при поднятой мачте, транспортирование же с объекта на объект - на прицепе при опущенной мачте (при двигателе внутреннего сгорания - собственным ходом). Буровой инструмент для канатно-ударного бурения состоит из свинчивающихся частей: долота, ударной штанги и канатного замка. Главной рабочей частью служит долото, качество и форма которого в значительной мере определяют производительность канатно-ударного бурения, поэтому выбору типа долота и особенно его термической обработке должно уделяться самое серьезное внимание. Длина долота выбирается в зависимости от минимально допустимого веса его после износа и положенного числа заправок. Нормальной для нового долота считается длина 1 500 мм. Ударная штанга представляет собой стальной круглый стержень с коническими резьбовыми замками на концах. Нижний конец имеет внутреннюю коническую резьбу и соединяет штангу с долотом, верхний конец имеет наружную резьбу и соединяет штангу с канатным замком. Длина штанг обычно шесть метров. Для соединения штанги с канатом служат специальные замки, обеспечивающие после каждого удара поворот инструмента на некоторый угол.

 

При канатно-ударном бурении иногда происходят аварии, в результате которых инструмент остается в скважине. Вызываются они небрежным отношением к сборке бурового инструмента и низким его качеством, а в некоторых случаях характером буримых пород (внезапными обвалами скважин, заклиниванием долота в трещинах и т. п.). Ликвидация аварий довольно сложна и требует много времени на проведение ловильных операций при помощи специальных инструментов и подъемников для захвата и извлечения частей бурового снаряда. Производительность станков канатно-ударного бурения зависит от физических свойств буримых пород, веса и высоты подъема бурового инструмента, формы и угла заострения долота, числа ударов в одну минуту, диаметра скважины, коэффициента использования станка на полезную работу бурения. Скорость бурения, отнесенная к чистому времени продвижения инструмента вглубь, прямо пропорциональна работе, затрачиваемой на бурение, и обратно пропорциональна площади поперечного сечения скважины. Производительность современных станков канатно-ударного бурения доходит (в породах средней крепости) до тридцати метров в смену.