Крановая бурильная машина: описание, технические характеристики и отзывы. Буровая машина

описание, технические характеристики и отзывы

Ни одно строительство не обходится без применения спецтехники. К таковой относится и бурильно-крановая машина. Отличительной чертой этой техники является ее универсальность. Сфера применения - и буровые работы, и высотные, и крановые. Поэтому экономичность данной машины неоспорима. Существует два основных вида таких устройств. Это поворотные и неповоротные. Следует рассмотреть оба варианта подробно.

Неповоротная бурильная машина

Данное устройство обладает следующим комплектом оборудования:

• Транспортная база. Это может быть грузовой автомобиль или трактор.
• Платформа. Специализированная рама для размещения оборудования, закрепленного на транспортной базе.
• Буровая установка. Комплектуется гидравлическим механизмом для работы бура.
• Крановое устройство. Существуют варианты, где на одной мачте совмещены бур и кран.
• Выносные опоры, оснащенные гидродомкратами.
• Опорная стойка.
• Электрооборудование.
• Механическая трансмиссия.
• Гидросистема.

Более сложный механизм представляет собой второй вариант устройства. Следует для сравнения его рассмотреть.

Поворотная бурильно-крановая машина

Это устройство обладает большим количеством механизмов:

• Транспортная база. Как правило, используется грузовой автомобиль.
• Поворотная платформа закрепляется на шасси транспортной базы и имеет роликово-поворотный механизм.
• Насосная станция.
• Опорная стойка для мачты.
• Выносные гидроуправляемые опоры.

Следует обратить внимание, что такая бурильная машина имеет две базы: транспортную и поворотную платформу. Второе основание включает следующий вид комплектующих:

• Бурильно-крановый механизм.
• Лебедка для спуско-подъемных операций.
• Гидравлическое устройство для подъема и опускания мачты.
• Механика для поворота платформы.
• Кабина, в которой будет осуществлять управление работами машинист бурильной машины.
• Указатель центра скважины.

Поворотная спецтехника отличается от первого варианта повышенной производительностью. Это достигается благодаря тому, что с одной позиции сверлится несколько скважин. Также есть возможность быстрого наведения бура.

Классификации оборудования

Как мы уже установили ранее, самоходные бурильные машины могут быть поворотные и неповоротные. Помимо этого, выделяют еще ряд классификаций:

• По виду транспортной базы: машинные и тракторные. Для первых характерна высокая скорость передвижения установки, для второй – вездеходность.
• По принципу работы: цикличные и непрерывного бурения.
• По виду привода бурильно-кранового механизма: механический, гидравлический, смешанный.
• По типу исполнения механизма для бурения и крановых работ: совмещенный (на одной мачте), раздельный (отдельно мачта и стрела).
• Методу расположения: для неповоротных – боковое и заднее, для поворотных – на поворотной платформе.

Видов классификаций значительное количество.

Следует рассмотреть основные технические требования к таким устройствам.

Основные характеристики

Бурильная машина имеет ряд основных технических характеристик. На основе их идет подбор оборудования для той или иной деятельности:

• Глубина бурения. Для неповоротных машин эта величина составляет от двух до трех метров. Для поворотных – от 10 м до 15 м.
• Угол бурения. Как правило, он находится в диапазоне от 620 до 1050.
• Диаметр скважин. Для неповоротных стандартная величина лежит в диапазоне от 360 мм до 600 мм. Для поворотных - до 630 мм.
• Грузоподъемность - в диапазоне от 1,25 до 3 тонн.
• Максимальная длина подъемного груза - до 12 метров.

В зависимости от технического задания подбирается наиболее подходящая бурильная машина. Немаловажной для выбора является транспортная база. В условиях с рельефной почвой чаще выбирают вариант на основе трактора. Для городских условий - на базе автомобиля.

Принцип работы бурильно-кранового устройства

Как правило, эта установка состоит из следующих частей: мачты, вращательного механизма, штанги для сменного бурового инструмента, гидравлики для подачи и извлечения бура, гидроцилиндров для поднятия в вертикальное положение и опускания в горизонтальное.

При транспортировке бурильно-крановый механизм находится в горизонтальном положении с упором на специальную опорную стойку, установленную на шасси автомобиля. При работе механизм сохраняет устойчивость за счет выносных гидравлических опор.

Вращение бура происходит за счет преобразования через подачу поступательно-вращательной энергии от двигателя транспортной базы к вращательному механизму бура.

Процесс сверления скважин происходит одновременно с вращательным и опускающимся движением бура. Как правило, процесс состоит из нескольких одинаковых производственных циклов опускания и подъема механизма. Это обусловлено необходимостью выгружать грунт.

Крановый механизм приводится в движение с помощью лебедки. Для высотных работ предусматривается еще люлька для подъема персонала.

Виды буров и методика работы

Различают несколько видов сменных частей:

• Лопастные. Представляют собой устройства с двумя двухзаходными лопастями, снабженными сменными резцами. Также в комплект входит забурник и заслонки. Забурник задает направление бурению и удерживает его относительно оси процесса. Функция заслонок - не дать просыпаться грунту при выемке бура из скважины.
• Шнековые. На остов закреплена спиральная подающая грунт лента. К концу его крепится бурильная головка с резцами и забурникам. При сверлении скважин грунт подается по спирали.
• Кольцевые. В этом устройстве корпус выполнен в виде трубы, по длине которой расположены винтовые лопасти. На нижней части закреплены кулачки с резцами и отклоняющие планки. Процесс бурения происходит за счет разрушения грунта и формирования радиусной щели. Далее грунт через отклоняющиеся планки отбрасывается к наружной щели стенки и подается лопастями наверх.

Буровые насадки выбираются и устанавливаются в зависимости от почвы и требуемой технологии выполнения работ.

Основные достоинства устройства

Бурильно-крановая машина (БКМ) получила широкое распространение за счет своих неоспоримых достоинств:

• Мобильность. Она быстро передвигается по строительной площадке. Если же приобретена поворотная модель, это еще и возможность сверления нескольких скважин с одного остановочного места за счет поворотной платформы.
• Три вида оборудования на одной платформе. Бур, кран для поднятия груза и, при условии оснащения люлькой, возможность выполнять высотные работы. Сокращается время на установку и монтаж отдельной единицы оборудования.
• Экономичность - за счет сокращения затрат на закупку трех отдельных единиц спецтехники. К этому прибавляется экономия средств за счет минимизации численности обслуживающего персонала. Управлением машины и работами занимается водитель. Да, такой персонал должен быть обучен и иметь соответствующие допуски.

Как видно, для множества сфер применения эти достоинства будут определяющими в вопросах приобретения таких видов спецтехники. Более того, оборудование можно устанавливать как на отечественные грузовики, так и на импортные.

Сферы применения

Чаще всего данная спецтехника применяется в строительной сфере.

С ее помощью можно возводить мосты, ограждения, колодцы. Часто используется для устройства фундамента.

Помимо гражданского строительства, бурильно-крановая самоходная машина очень популярна в строительстве индивидуального жилья. Почему? Опять-таки, благодаря универсальности оборудования, а соответственно, экономии. Арендовать такую спецтехнику обойдется дешевле, чем нанимать два или три вида машин по отдельности.

Также данный тип спецтехники популярен в обустройстве линий передач и электроснабжения. За счет своей универсальности и мобильности такое оборудование увеличивает скорость установки столбовых опор в несколько раз.

Еще одно направление – обустройство и озеленение города. Это малярные работы на высоте, посадка кустарников и деревьев, а также их обрезание. Для озеленения такие виды устройств нашли применение и в лесничествах. Только там используются модели с транспортной базой в виде трактора. Он менее мобильный, зато вездеходный.

Отзывы

Бурильная машина для скважин, по отзывам, занимает лидирующие позиции в сравнении с аналогичными видами оборудования. Как говорят многочисленные потребители, использование такой спецтехники увеличивает скорость возведения свайно-бурового фундамента в несколько раз. Также этот вариант техники хорошо зарекомендовал себя в обустройстве ограждений, где без скважин и установки столбов не обойтись.

Ряд отзывов говорит о значительной экономии средств за счет того, что есть возможность выполнять два вида работ: бурение и установку столбов.

Профессиональные организации также отмечают удобство, экономичность и востребованность этого вида оборудования.

Итак, мы выяснили, что собой представляет бурильная машина (БКМ). Как видно из описания и по отзывам, такие элементы будут востребованы всегда. Те организации, которые умеют считать свои средства, конечно же, отдадут предпочтение именно такому виду спецтехники.

fb.ru

Машина для бурения скважин на воду

Пробурить скважину в домашних условиях не всегда просто. Сложности могут возникать как в связи с небольшим размером частного владения, так и в связи с отсутствием возможности для осуществления маневра на маленькой территории участка.

Стоимость работ серьезного оборудования также может оказаться непосильной для среднестатистического гражданина, нуждающегося в питьевой воде. Связана такая цена не только с масштабностью самой установки, но и с большим количеством специалистов, которые должны ее обслуживать. Малогабаритные установки могут быть использованы на ограниченной территории и при скромных финансовых возможностях.

Виды оборудования

В талых и мерзлых грунтах разработка шурупов и скважин может производиться с помощью различных видов установок. В роли основного инструмента на всех видах устройств выступает винтовой бур, предназначенный для осуществления работ в прочном грунте, а также в мерзлом песке. В случае если предстоит осуществлять бурение других пород, используется иной вид оборудования: шарошечное долото для работы с твердыми породами и ударно-поворотное долото для трещиноватых пород.

Для бурения используют такие виды техники:

• Оборудование для бурения на базе колесного трактора.
• Бурильная техника на основе гусеничного трактора.
• На основе автомобиля КрАЗ-257.
• Машина ударно-канатного бурения.

Простое устройство, состоящее из буровой штанги, напорного гидроцилиндра, рамы, редуктора, каретки, и гидромотора.

Особенности техники на основе гусеничного трактора

Данный тип оборудования предполагает наличие двух гидроцилиндров и ротора, приводящего установку в движение с частотой вращения от 60 до 120 оборотов в минуту. Обязательно использование гидравлических домкратов, поскольку система, осуществляющая передачу инструмента на забой, довольно мощная.

Бурильно-крановая машина, созданная на основе автомобиля КрАЗ-257

Более универсальная и маневренная установка по сравнению с остальными типами оборудования для бурения. Снабжена буровым и грузоподъемным механизмом. Рабочий инструмент смонтирован на платформе, обладающей возможностью осуществлять поворотные движения. Напор во время бурения возможен благодаря мощной гидравлической системе установки.

Машина ударно-канатного бурения

Применяется для взрывных работ в карьерах, а также в местах, где плотность породы выше среднего.

Выбор оборудования необходимо осуществлять с учетом финансовых возможностей, которые могут определить не только качество, но и скорость выполнения работ, типа породы и характера местности.

О малогабаритной технике

Малогабаритная буровая установка

В случае ограниченного бюджета подойдет для использования такой вариант, как малогабаритная установка. Это устройство для разработки скважин, глубина которых не является слишком большой. Оснащение подобного устройства включает в себя раму, лебедку, редукторный механизм, устройство для облегчения обсадки ствола и двигатель (электрическим либо топливным).

Чаще всего малогабаритные бурильные машины собираются на базе транспортного средства, и мощность их невелика. Однако ее с лихвой хватает для того, чтобы соорудить скважины на территории одного или двух хозяйств.

Подобная система создана из отдельных модулей. Это залог ее мобильности: буровая установка может быть быстро разобрана и оперативно собрана в условиях ограниченного пространства. Для большинства граждан, нуждающихся в организации небольших скважин, преимущества малогабаритных устройств очевидны:

• простота использования;
• небольшой вес;
• низкая стоимость как самой установки, так и осуществляемых с ее помощью работ;
• быстрая окупаемость;
• маленькие размеры относительно более масштабных установок;
• аккуратность процесса;
• отсутствие необходимости привлечения высококвалифицированного персонала.

Для бурения совсем неглубоких скважин можно использовать ручной мотобур. Благодаря бензиновому приводу он может эксплуатироваться в полевых условиях.

Легкость транспортировки, система регулировки подачи топлива, отсутствие необходимости в специальных знаниях – основные достоинства подобного малогабаритного устройства. Важно, что максимальная глубина скважины, которая может быть получена с его использованием – 50 метров.

Часто используемая буровая машина и ее достоинства

Еще один вид оборудования, который используется для бурения – это автомобильные буровые установки. Создаются они на базе полноприводного транспортного средства на шинах низкого давления. Это необходимо для удобства доставки техники на территории, к которым не проложены дороги или грунты сильно размыты водой.

В основе подобного механизма – стрела, на которой закреплен перемещающийся вращатель, приводимый в действие гидроприводом. Основные достоинства такой машины для бурения скважин следующие:

Достоинства машин с буровой установкой

• максимальная глубина – до 300 метров;
• возможность осуществления буровых работ в труднодоступных местах;
• осуществление управления с помощью бортового пульта;
• относительно невысокая стоимость работ с использованием данной техники.

Различные виды техники доступны сегодня для осуществления такого трудоемкого вида работ, как бурение скважин. Использование малогабаритной техники позволяет сократить время работ и снизить их стоимость.

Видео: Важные нюансы бурения скважин на воду

promzn.ru

Глава 17. Бурильные машины

17.1. Способы бурения. Буровой инструмент

Бурение —это процесс разрушения грунта с образованием в фун­товом массиве цилиндрических полостей и выносом из них про­дуктов разрушения на поверхность. При диаметре до 75 мм и глуби­не до 9 м полости называют шпурами,при больших размерах —скважинами.В строительстве бурение осуществляют для проведе­ния инженерно-геологических изысканий, при разработке фун­тов взрывом, при водоснабжении и водопонижении, для уста­новки столбов, дорожных знаков и надолб, устройства бурона- бивных свай и т.п.

Различают механическиеи физическиеспособы бурения. В боль­шинстве бурильных машин и оборудования реализованы механи­ческие способы бурения с вращательно-постунательным, ударно-

Рис. 17.1. Буровой инструмент:

а — лопастной бур; б — шнековый бур; в — шнековый бур-расширитель; г — трехшарошечное долото; д — зубильное долото; е — крестовое долото; ж — ударная

штанга; з — желонка »

вращательными ударнымдвижениями рабочего инструмента. В ка­честве рабочих органов для механического бурения применяют лопастные, шнековые и ковшовые буры, буры-расширители, трех- шарошечныеи ударные долота(рис. 17.1).

Лопастной бур(см. рис. 17.1, а)состоит из трубчатого остова 1 сдвумя копающими лопастями 6в виде двухзаходного винта, забурника 5и заслонок 2.Забурник направляет и удерживает бур на оси бурения. Заслонки, шарнирно прикрепленные к лопастям, препятствуют просыпанию грунта при его извлечении из скважи­ны. Бур крепят к нижнему концу граненой штанги. Для работы в мерзлых грунтах лопасти и забурник оснащают резцами, армиро­ванными твердосплавными пластинками 4.

У шнекового бура(см. рис. 17.1, б) остов длиннее, чем у ло­пастного. К нему приварена спираль 7из полосовой стали, обра­зующая шнек. В нижней части остова закреплены копающие лопа­сти 6и забурник 5.

Лопастной и шнековый буры разгружают после их извлече­ния из скважины вращением с повышенной скоростью, вслед­ствие чего находящиеся на их лопастях и шнековой спирали про­дукты бурения рассыпаются в стороны за счет центробежных сил.

Ковшовый бурпредставляет собой полый цилиндр с откидным дном и ножами в его нижнем торце. Срезаемый ножами грунт за­полняет внутреннюю полость бура через окна в его днище. После заполнения его извлекают из скважины и разгружают через откры­тое днище.

Буром-расширителем(см. рис. 17.1, в), закрепляемым на буро­вой штанге 1 в ее нижней части, расширяют полость скважины под пяту сваи. При вращении штанги ножи 9с рычагами 8опус­каются под действием собственного веса и срезают грунт, кото­рый ссыпается в ковш 10.Разгружают ковш, как описано выше. Качество зачистки забоя скважины влияет на несущую способ­ность буронабивной сваи, поэтому разрыхленный грунт в забое уплотняют специальными трамбовками.

Шарошечное долото(см. рис. 17.1, г)состоит из трех сваренных между собой лап, на концах которых на подшипниках качения установлены шарошки с углом наклона осей к центральной оси долота 50...60°. Шарошка представляет собой корпус из кованой стали с запрессованными в его тело твердосплавными зубками. При вращении штанги шарошкивращаются вокруг своих осей и относительно оси долота. Через пустотелую штангу и отверстия в корпусе долота ишарошках подают сжатый воздух от компрес­сорной установки для выноса на поверхность буровой мелочи.

Продукты бурения удаляют из скважины специальными инст­рументами, промывкой скважины водой, а также продувкой. В слу­чае промывки или продувки для работы в комплекте с буровой машиной применяют насосную или компрессорную установку, что повышает стоимость буровых работ. Для промывки скважины тре­буется большое количество воды, в связи с чем этот способ приме­няют, в основном, при работе вблизи водоемов. При этом, во избе­жание загрязнения рабочей площадки и создания обслуживающе­му персоналу нормальных рабочих условий, требуется принять меры по отводу от устья скважины водогрунтовой смеси. При продувке скважины воздухом в рабочей зоне бурильной машины образуется пылевое облако с большим содержанием абразивных частиц, вред­но влияющих на организм человека и способствующих быстрому абразивному износу шарниров машины, элементов ее гидроприво­да и других кинематических пар. Для защиты от вредного воздей­ствия пыли требуется принимать специальные меры, включая ин­дивидуальную защиту, например респираторы.Очищать скважину от буровой мелочи продувкой допустимо лишь в случаях, когда невозможно использовать другие способы.

К физическим способам бурения относятся термический, уль­тразвуковой, электрогидравлический, высокочастотный и гидрав­лический. Из них практическое применение нашел лишь терми­ческий способ, реализованный в станках термического бурения. Остальные способы бурения находятся в стадии теоретических и экспериментальных разработок.

17.2. Машины и оборудование вращательно-поступательного

бурения

Бурильные машины с вращательно-поступательным движени­ем бурового инструмента изготавливают на базе грузовых автомо­билей, гусеничных и пневмоколесных тракторов. Кроме того, бу­ровое оборудование монтируют в качестве сменного рабочего обо­рудования на одноковшовых гидравлических экскаваторах, мало­габаритных погрузчиках с бортовым поворотом и других машинах.

Главным параметром бурильной машины является глубина бу­рения,по которой различают машины легкие, средниеи тяжелые с глубиной бурения соответственно до 5, 20 и свыше 20 м.

Легкие бурильно-крановые машиныприменяют для бурения сква­жин в однородных грунтах. Рабочее оборудование такой машины (рис. 17.2) на базе грузового автомобиля, состоящее из полой бу­рильной штанги 3с гидроцилиндром внутри нее, вращателя 5,приво­димого через механическую трансмиссию от двигателя базового авто­мобиля или от индивидуального гидромотора, граненой штанги 6, рабочего инструмента — лопастного 7 или шнекового бура, распо­лагают сзади базового автомобиля 1, закрепляя его шарнирно на

Рис. 17.2. Бурильно-крановая машина

раме последнего. Рабочее оборудование из транспортного положе­ния в рабочее и наоборот переводят гидравлическим цилиндром 2.

Для бурения скважины машину устанавливают на выносные опоры 8,гидравлическим цилиндром, находящимся внутри по­лой штанги, опускают бур на поверхность земли и включают вра­щатель. По мере заглубления бура в грунт и накопления на его лопастях (в случае лопастного бура) или на спирали шнека (при шнековом буре) разработанного грунта бур извлекают из скважи­ны и на повышенной скорости вращения освобождают его от про­дуктов разрушения, после чего бур снова опускают в скважину и повторяют процесс бурения до достижения требуемой глубины.

Для установки столбов в пробуренные скважины легкие бу­рильные машины оборудуют, кроме того, грузовой лебедкой с канатом, огибающем блоки на голове штанги и оканчивающимся крюковой подвеской 4.

В качестве базы средних бурильных машиниспользуют боль­шегрузные грузовые автомобили и гидравлические экскаваторы 4-й и 5-й размерной группы. Скважины бурят шнековыми и ков­шовыми бурами. Последние применяют преимущественно при бу­рении песчаных грунтов, укрепляя их стенки обсадными трубами.

Принципиальная схема установки рабочего оборудования на базо­вом автомобиле остается прежней. Обычно вращатель 10(рис. 17.3)

приводится в движение двумя гидромоторами 14и 15,один из ко­торых — 14—через зубчатую пару 12обеспечивает вращение буро­вой штанги 11на рабочей скорости, а второй — 15 —через зубча- 1ую пару 9 —вращение на повышенной скорости для освобожде­ния от продуктов бурения вынутого из скважины шнекового бура 13. В связи с необходимостью обеспечения значительного по длине хода буровой штанги прежняя схема напорного механизма оказы­вается непригодной. Для этого используют два гидроцилиндра 7, ус­тановленные симметрично по обе стороны буровой штанги, и рабо­тающие перехватом через четырех- кулачковый патрон 8,который ох­ватывает штангу и зажимает ее сво­ими кулачками. В таком положении соединенные штоками с патроном гидроцилиндры опускают буровую штангу до исчерпания полного хода их поршней, после чего кулачки разжимаются, гидроцилиндры под­нимают патрон вверх, где его ус­танавливают на штанге на новом месте. Гидроцилиндры используют только для напорного движения, апдяподъема штанги служит лебед­ка с барабаном 3, приводимым во вращение гидромотором 1 через встроенный в барабан планетарный редуктор 4.Второй конец навивае­мого на барабан каната 5 закреп- иен на вертлюге 6в верхней части буровой штанги. В поднятом поло­жении штанга удерживается тор­мозом 2.

Особенность работы с ковшо­вым буромзаключается в его от­личной от прежней разгрузке. Для выполнения этой операции бур необходимо отводить в сторону от скважины. С этой целью буровое оборудование устанавливают на поворотной части машины, в ча­стности, на гидравлическом экс­каваторе (рис. 17.4).

Рис. 17.4. Бурильная машина тяже­лого типа на базе одноковшового экскаватора:

] — мачта; 2— телескопическая штан­га; 3 — гидроцилиндр подачи; 4 — вращатель; 5 — ковшовый бур; 6 — механизм погружения и извлечения обсадных труб; 7 — лебедка

Рис. 17.5. Двухшпиндельная машина для бурения шпуров на базе пневмоко­лесного трактора (а) и кинематическая схема привода рабочего органа (б)

а

Рабочим органом машин для бурения шпуровпри разработке прочных грунтов взрывом служит одна или две буровые штанги 1 (рис. 17.5) с резцами или шарошечными долотами на конце. Со­ответственно различают одно-и двухшпиндельныебуровые маши­ны. Верхними гранеными концами штанги входят в полые цап­фы ведомых колес редукторов-вращателей 4и заклиниваются в них, образуя неподвижное соединение. Нижние концы штанг проходят через направляющие отверстия в нижней части рамы б. Редукторы вместе с приводными гидродвигателями 5 располага­ют на подвижной каретке 3, перемещаемой гидроцилиндром 2в направляющих рамы б. Последняя с помощью гидроцилиндров может быть установлена в вертикальное или наклонное рабочее положение либо уложена вдоль базового трактора в транспорт­ное положение. В случае применения пневмоколесного базового трактора для обеспечения устойчивой работы машины ее уста­навливают на выносные опоры 7. Для бурения шпуров машину устанавливают в рабочее положение, опускают подвижную ка­ретку до касания бурами земли и одновременным вращением штанг и их осевым перемещением разрабатывают скважины. Про­дукты бурения выносятся на поверхность сжатым воздухом от передвижного компрессора или спиральной лентой по длине бу­ровых штанг. При необходимости штангу периодически подни­мают над поверхностью земли и вращением освобождают от про­дуктов бурения.

17.3. Комплект машин и оборудования для образования горизонтальных скважин в насыпях шоссейных и железных дорог

Установки горизонтального бурения применяют для бурения го­ризонтальных скважин под шоссейными и железными дорогами для прокладки в них трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электроснабжения. Эти работы выполняют из отрытого пе­ред насыпью приямка-траншеи (рис. 17.6). Его размеры должны бьггь достаточными для размещения в нем бурового оборудования и вспо­могательных средств. Для контроля за работой на последнем этапе бурения, а также для подготовки к протаскиванию в пробуренную скважину, например, рабочего трубопровода, кабелей такой же при­ямок роют с противоположной стороны насыпи. По мере разработ­ки скважины и удаления грунта в нее осаживают обсадную трубу 9, которая после окончания буровых работ остается в скважине.

Обсадную трубу 9укладывают в приямке на катучие опоры 11, а внутри нее располагают винтовой конвейер 10из отдельных се­кций с резцовой головкой 1 и забурником на переднем (перед обсадной трубой) конце. Тыльный конец вала винтового конвей­ера приводят во вращение силовой установкой 6,состоящей из ДВС и механических передач и укрепленной в задней части обсад­ной трубы хомутами 8.Напорное усилие обсадной трубе сообща­ют приводимой от того же двигателя лебедкой 5, смонтирован­ной на одной с ним раме 4,через полиспаст 3,неподвижные блоки которого укреплены на якоре 2,вкопанном в насыпь.

Скважину разрабатывают вращением резцовой головки с одно­временной подачей ее вместе с обсадной трубой на забой. Разрушен­ный резцовой головкой грунт поступает на винтовой конвейер, которым он перемещается в обсадной трубе к ее открытому торцу

и высыпается на дно траншеи, а из нее экскаватором — в отвал или в транспортное средство. Реактивный момент сил сопротивления фун­та разработке воспринимается обсадной трубой, которая по мере продвижения в скважину все больше защемляется фунтом. От воз­можного проворачивания относительно собственной оси, особенно в начальной стадии проходки, труба страхуется трубоукладч иком 7, удерживающим ее крюком за раму силовой установки.

Длина скважины составляет примерно 60 м. Длины же секций обсадной трубы и винтового конвейера значительно короче дли­ны скважины. Поэтому по мере продвижения трубы и конвейера в скважину их наращивают новыми секциями: трубу — сваркой, конвейер — соединительными муфтами.

В установках для бурения скважин больших поперечных сече­ний (диаметром 1720 мм) напорное усилие создают гидравличе­скими цилиндрами, упирающимися в щит, установленный у тыль­ной стенки приямка.

Скорости проходки скважины составляют от 15 (для скважин диа­метром до 630 мм) до 1,4 м/ч (при диаметре скважины 1720 мм), а усилия подачи — от 480 до 7200 кН соответственно. Описанное оборудование уникально по своему назначению. Оно позволяет проводить буровые работы без остановки движения по шоссейным и железным дорогам. Приведенные выше данные по скоростям про­ходки характеризуют только технические возможности этого обо­рудования, но не могут служить основанием для определения экс­плуатационной продолжительности буровых работ на переходе, в составе которых значительную часть занимают подготовительно- заключительные работы, а также простои различного характера.

Контрольные вопросы

1. Что такое бурение? Как называют земляные сооружения, образо­ванные бурением? Для чего в строительстве применяют бурение грун­тов? Перечислите способы бурения и охарактеризуйте их. Перечислите виды бурового инструмента. Как они устроены и каков принцип их рабо­ты? Какими способами удаляют продукты бурения из скважины? Оха­рактеризуйте их и приведите сравнительную оценку.

2. Какие машины служат базовыми для изготовления бурильных машин и навески на них бурового оборудования? Назовите главный параметр бу­рильных машин. Приведите их классификацию по этому параметру.

3. Для чего предназначены, как устроены и как работают бурильно- крановые машины на базе грузовых автомобилей, в том числе болыие- фузных? Каким рабочим инструментом их оснащают? Какие базовые машины используют для работы с ковшовым буром?

4. Как устроена и как работает машина для бурения шпуров?

5. Из каких машин состоит комплект для бурения горизонтальных скважин в насыпях шоссейных и железных дорог? Опишите последова­тельность операций бурения. Назовите скорости проходки горизонталь­ных скважин.

studfiles.net

Машины для буровых работ

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Путевые и дорожные машины

Машины для буровых работ

Буровые машины в строительстве применяют для образования отверстий в грунте, называемых шпурами при диаметре до 80 мм, скважинами при диаметре 250— 300 мм и ямами при диаметре до 2 м. В горном деле в шпуры и скважины закладывают взрывчатые вещества при разрыхлении мерзлых и скальных грунтов. В строительстве шпуры служат в качестве технологических отверстий в бетоне, а скважины — для установки свай, опор дорожных знаков, опор энергомагистралей и линий связи. Ямы больших диаметров предназначены для установки мачт линий электропередач или для установки блоков колодезных облицовок.

Глубина шпуров не превышает 6—8 м, скважин 25— 30 м и ям 4—6 м.

Скважины, образуемые для нужд нефтедобывающей промышленности, имеют глубину 3—5 км, а для геологоразведочных работ — до 11 км. Буровые работы в основном производят механическим способом. В горной промышленности на твердых породах применяют также термический способ бурения. Механическое бурение производится’буровыми станками ударно-канатного, ударно-вращательного и вращательного действия, а также бурильными молотками-перфораторами.

Станок ударно-канатного бурения (рис. 1,а) производит бурение посредством долота, закрепленного в ударной штанге, которая связана с канатным замком. Подъемный канат, огибая верхний блок мачты, балансирный ролик и направляющий блок, навивается на барабан лебедки. При включении барабана рабочий инструмент поднимается из скважины, а в процессе работы постепенно опускается, преодолевая силу затяжки тормоза. Балансирный ролик посредством балансира и шатуна фиксируется в определенном положении. При вращении кривошипа балансирный ролик совершает качательное движение. При движении балансирного ролика вниз долото со штангой поднимается вверх, а при подъеме — штанга падает вниз и внедряет долото в грунт. В процессе работы долото совершает поворотные движения благодаря свойству стального каната раскручиваться под нагрузкой-и скручиваться после снятия нагрузки. Этот эффект каната позволяет долоту наносить удары по грунту со смещением на некоторый угол, что улучшает процесс работы. Грунт из Скважины периодически удаляется желонкой, представляющей собой трубу с обратным клапаном в нижней части. Вследствие низкой производительности станки ударно-канатного бурения применяются редко.

Рис. 1. Станки для буровых работ а — ударно-канатного действия; б — ударно-вращательного действия

Станок ударно-вращательного действия (см. рис. 1, б) сочетает в себе механизмы, позволяющие рабочему Инструменту одновременно выполнять два движения — ударное и вращательное. Вращательное движение передается от электродвигателя, а ударное — от пневмоударника. Станок предназначен для бурения скважин диаметром 100—105 мм и глубиной до 30 м. В этом станке электродвигатель, пневмоударник, буровые штанги, а также пусковая аппаратура, состоящая из магнитного пускателя и воздушного крана, смонтированы на станине. Станину изготовляют из двух параллельных труб диаметром 50 мм, жестко скрепленных между собой. В нижней части станины расположены регулировочные винты, обеспечивающие установку станка в вертикальной плоскости, а в верхней — укреплен блок ручной лебедки, посредством которой по трубам передвигаются салазки с механизмом вращения. Устойчивое состояние станка обеспечивается противовесом, а правильное направление ударника — хомутом. Электродвигатель вместе с планетарным редуктором обеспечивают частоту вращения ударника в пределах 22—25 об/мин. Электроэнергия к двигателю подается по кабелю; сжатый воздух к пневмоударнику поступает по буровым штангам через сальник, к которому присоединяется гибкий шланг 6 от воздухопровода. Пыль из скважины отводится по стальной трубе обеспыливателя и гофрированной трубе. На выходе пыль увлекается водяной струей и в виде пульпы направляется в водо» сточную канаву.

Ударно-поворотный принцип работы буровых станков используется также в бурильных молотках-перфораторах. Механизм молотка представляет собой цилиндр, внутри которого под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательное движение поршень со штоком-ударником. При рабочем ходе вниз поршень со штоком наносят удар по рабочему инструменту, а при обратном (холостом) ходе поршень и бур поворачиваются на угол около 20°, что улучшает процесс разрушения породы.

В машинах вращательного действия буровой инструмент разрушает породу в скважине, непрерывно вращаясь с определенным осевым усилием и подачей на забой. Рабочий инструмент этих машин выполнен в виде спиральных сверл, резцов, трехшарошечных долот и т. п. Производительность станков вращательного бурения выше в 2—3 раза по сравнению со станками ударно-поворотного действия и в 5—6 раз по сравнению со станками ударно-канатного бурения. Для нужд строительства широко используются мобильные бурильно-крановые машины, смонтированные на шасси грузовых автомобилей или тракторов,

Бурильная машина, смонтированная на шасси грузового автомобиля, состоит из рабочего оборудования, системы привода и управления. Рабочим органом машины является бур, состоящий из штанги на нижнем конце которой укреплены две или более копающие лопасти с рыхлящим наконечником. Режущие кромки лопастей и наконечника наплавлены износостойкими сплавами. Во время работы одновременно с вращением штанга совершает осевое движение вниз с помощью гидроцилиндра. При подъеме штанги вверх разрыхленный грунт разбрасывается лопастями в стороны. За 3—5 приемов выкапывается яма глубиной 1,5— 1,8 м. Для копания ям различных диаметров машина снабжена сменными копающими лопастями. Движение на штангу от коробки отбора мощности передается посредством карданного вала, промежуточной передачи и редуктора вращения штанги. Управление машиной оператор производит от сиденья посредством рычагов. При передвижках с объекта на объект бур устанавливается в транспортное положение. На машине, кроме основного, имеется вспомогательное крановое оборудование, смонтированное на грузоподъемной мачте с приводом от подъемной лебедки. С помощью кранового оборудования опоры мачт или линий электропередачи устанавливаются в пробуренные скважины.

Кинематическая схема привода рабочего органа мобильной бурильно-крановой машины, смонтированной на базе автомобиля КрАЗ-257, показана на рис. 123,6. В отличие от других рабочее оборудование этой машины установлено на поворотном круге, обеспечивающим вращение на угол 90° в каждую сторону. Круг поворачивается с помощью цепи и двух гидроцилиндров. Подъем и опускание штанги и крюка осуществляются с помощью отдельных канатов 12 двухбарабанной лебедки. Оборудование данной установки позволяет бурить скважины в мерзлом грунте на глубину до 8 м. Штанга с .рабочим инструментом и наконечником вращается от редуктора коробки отбора мощности. На верху штанги имеется вертлюг, обеспечивающий вращательные движения штанги при осевой подаче на грунт. Над редуктором вращения размещен гидропатрон зажима и рабочей подачи штанги. При подаче жидкости в поршневую полость гидроцилиндра шток, выдергиваясь из цилиндра, прижимает к штанге четыре кулачка и создает дополнительное усилие на штангу. При подаче жидкости в штоковую полость кулачки освобождают штангу.

Рис. 2. Бурильно-крановые машиныа — рабочее оборудование на базе грузового автомобиля; б — кинематическая схема привода рабочего оборудования на базе КрАЗ-257

Рис. 3. Станок термического бурения:а — принципиальная схема; б — конструкция горелки

При бурении зажатая в гидропатроне вращающаяся штанга подается вниз двумя гидроцилиндрами на всю длину их штоков. Затем гидропатрон освобождается от зажима штанги и штоки гидроцилиндров перемещаются вверх в следующую позицию; операция зажима и подачи штанги вниз повторяется.

Станки термического бурения представляют собой самоходные гусеничные установки, рабочим органом которых являются огнеструйные горелки. Установка состоит из горелки, вентилятора, системы питания и подъемной лебедки, обеспечивающей опускание горелки канатом по мере разработки скважины. В процессе работы термобур вращается в муфте с частотой вращения от 2 до 30 об/мин. Термический способ бурения основан на том, что при высокой температуре горные породы разрушаются. В горелку по гибкому шлангу одновременно подается топливо (керосин, бензин) из сосуда, кислород из баллона и вода из бака.

Топливо распыляется форсункой и сгорает в камере сгорания в чистом кислороде, при этом температура повышается до 3500 °С, а давление до 0,8—1 МПа (8—10 кгс/см2). Образовавшиеся в результате сгорания газы вырываются из отверстий сопла со скоростью 1800—2000 м/с и ударяются в забой, разрушая грунт. Температура на поверхности грунта достигает 1500—1800 °С. Вода, подаваемая в рубашку для охлаждения горелки, через радиальные отверстия выходит в скважину и испаряется. Образующаяся парогазовая смесь со скоростью 20—30 м/с выходит из скважины и выносит вместе с собой разрушенную породу. Частицы грунта отводятся от скважины направленным потоком воздуха, создаваемого вентилятором. Такие установки применяются для бурения скважин глубиной 15—20 м, диаметром 0,25—0,3 м. Скорость проходки скважин в твердых грунтах не превышает 2—11 м/ч.

В транспортном стоительстве буровые машины применяются при устройстве артезианских скважин водоснабжения, добыче каменных материалов в карьерах, сооружении железнодорожного пути и выполнении других работ. Преимущественно используются машины с механическим воздействием на разрушаемую горную породу — вращательного, ударно-вращательного и ударно-канатного действия.

Читать далее: Машины для бестраншейной проходки грунта

Категория: - Путевые и дорожные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Бурильная машина: классификация видов, принцип работы, технические характеристики

Буровая машина — это механизм бурения, установленный на шасси автомобилей и тракторов серийного производства.

Оборудование предназначено для бурения скважин (вертикальных и наклонных). Активно применяется в строительстве, в том числе и условиях промерзшего грунта, при монтировании колодцев и пр.

Доподлинно известно, что подобные механизмы существовали уже в 17 веке. Первое упоминание датируется 1683 годом. Однако в то время их применение было единичным в связи с неудобством эксплуатации. Но уже к началу 19 века ученые произвели модернизацию механизма и его усовершенствование. Основным толчком к тому, что к бурильным машинам вернулись вновь, стало изобретение двигателей. В СССР активно проводилась работа по конструированию буровых механизмов, а также их совмещение с различными серийными автомобилями. В эпоху массового строительства нужны были подобные машины, поэтому выпускались они массово.

В настоящее время в России большими количествами выпускаются модели СО, НБО, СБУ, МБС, СП и др.

Классификация бурильных машин

По виду базовой машины:

• автомобильные,
• тракторные.

По возможности поворота рабочей части:

• поворотные,
• неповоротные.

По месту расположения оборудования:

• с задним расположением,
• с боковым расположением,
• с расположением на поворотной платформе.

По виду исполнения буровые бывают:

• без кранового оборудования (только бурильное),
• с раздельным оборудованием (бурильная установка смонтирована на мачте, крановое установлено на стреле),
• с совмещенным оборудованием (все на одной мачте).

По типу привода:

• с механическим приводом,
• с гидравлическим приводом,
• с гидромеханическим приводом (смешанного типа).

По действию:

• цикличного действия,
• непрерывного действия.

Согласно особенностям конструкции и типу выполняемых работ выделяют:

• ямобур (устройство для бурения небольших скважин и лунок, используется в ручном варианте или как дополнительное оборудование автомобиля, трактора),
• бурильно крановая машина (БМ, БКМ),
• шнековая буровая машина,
• бурильно сваебойная машина.

Принцип работы буровой машины

Несмотря на то, что современный рынок спецтехники предлагает большой модельный ряд бурильных машин, принципы их работы схожи.

Машина состоит из автомобиля, специальной рамы, бурильного (бурильно-кранового) оборудования.

Базовый автомобиль оснащен дополнительными выносными опорами, которые по сути являются гидродомкратами. Таким способом достигается повышение устойчивости всей машины во время работы.

Для того, чтобы бурильное оборудование перемещать, встроен гидравлический механизм подъема.Установка для бурения крепится с помощью шарниров на кронштейны рамы.Это позволяет ей совершать движения (повороты) в продольной и вертикальной плоскостях. Для перевозки бурильное оборудование складывается на стойку машины. В рабочем состоянии оно выносится на опоры.

Для бурения необходима передача вращательно-поступательного движения от двигателя с помощью трансмиссии к буру.

Технические характеристики

Диаметр скважины — 0,3-0,8 м.

Глубина скважины — 3-8 м.

Скорость бурения — 0,6-1,4 м в мин.

ospectehnike.ru

БУРИЛЬНАЯ МАШИНА

Бурильная машина — машина, осуществляющая процесс бурения — горной выработки цилиндрической формы — скважины, шпура, способом разрушения горной породы. С целью разведки и добычи полезных ископаемых — нефти, угля, руды, а также соли. Самые древние буровые «инструменты» — долото и бамбуковые штанги — использовались 2 тыс. лет назад в Китае, при добыче соляных растворов, бурение было ручным и диаметр скважины составлял 15 см, ее глубина — 900 м. В России первые скважины также бурили для добычи соли в IX в., близ г. Старая Руса. В середине XIX в. бурили скважины для снабжения городов водой в Петербурге, Керчи, Казани, Москве.

Первая скважина в США была пробурена в 1806 г. также для добычи соли. Первые нефтяные скважины были пробурены в США в 1826 г., в Кентукки, и в России в 1864 г. на Северном Кавказе. Паровые машины появились на нефтяных промыслах в Баку в 1873 и в 1901 it., электродвигатели. Но совершенная и производительная буровая техника появилась только в XX в. Хотя буровые машины применялись и раньше. В 1861 г. Соммейе изобрел поршневой перфоратор, в конце XIX  в. появился молотковый перфоратор — бурильный молоток.

Современный бурильный молоток — машина для бурения шпуров или скважин. В основном это пневматическая машина. Самые первые бурильные машины были поршневыми в середине XIX  в. В ее конструкции бур двигался вместе с поршнем. В бурильной машине молоткового типа — породоразрушающая буровая коронка. При каждом обратном ходе поршня она поворачивается, и вращение передается буру через поворотный механизм. В бурильной машине с независимым вращением бур вращается от пневмодвигателя.

Воздухораспределительное устройство обеспечивает подачу порций воздуха в переднюю и заднюю полости цилиндра и регулирует движение поршня. Сжатый воздух удаляет из шпура разрушенную породу. Основные характеристики бурильного молотка — масса поршня, расход воздуха, скорость, энергия работы. Но высокочастотные бурильные молотки создают во время работы чрезмерный уровень шума, и поэтому для его уменьшения и вибрации используются специальные виброгасящие рукоятки.

Модификация бурильного молотка зависит в основном от вида его использования в работе.

Ручной бурильный молот (масса 10— 30 кг) бурильщик держит в руках, иногда устанавливает на пневмоподдержке.

Колонковый бурильный молоток (масса 50—70 кг) устанавливается на колонки с автоподатчиками или на буровые каретки. Телескопный бурильный молоток (масса 30—40 кг) используется для бурения шпуров.

Буровая каретка — машина для бурения шпуров и скважин. Она применяется в горизонтальных выработках. Имеет вид платформы на пневмоколесном, колесно-рельсовом или гусеничном ходу. На ней устанавливаются один или несколько автоподатчиков с установленными на них бурильными машинами — молотками. Для работы в вертикальных стволах шахт буровая каретка имеет вид рамы.

Бурошнековая машина — это буровая коронка на шнеке для бурения скважин большого диаметра в маломощных пластах полезного ископаемого — угля, соли. Осуществляет бурение породы, выдачу из скважины полезного ископаемого, погрузку его в транспортное средство. Такой механизированный процесс добычи существенно повышает производительность труда, отрабатывает полезное ископаемое из сложных пластов. Дальнейшее усовершенствование бурильной техники направлено на увеличение глубины скважин, скорости бурения, применение дистанционного управления.

Современные буровые установки могут удивить своими рабочими характеристиками и возможностями работы в самых различных условиях. Увидеть их можно, например, на http://www.mozbt.com/.

enciklopediya-tehniki.ru

Буровая машина | Журнал Популярная Механика

Горняки чем-то напоминают скульпторов: они отсекают от матушки-Земли все лишнее, чтобы оставить только самое ценное — полезные ископаемые. Приглашаем вас спуститься в шахту и занять место за пультом управления редчайшего аппарата — подземной буровой машины.

Сергей Апресов

4 марта 2017 11:00

Только побывав в карьере или шахте и увидев все своими глазами, можно понять, с каким трудом достаются людям «дары» природы. Нам для этого пришлось облачиться в спецодежду и мощные резиновые сапоги по колено, повесить через плечо самоспасатели (устройство, вырабатывающее кислород, с загубником в высокотехнологичной переносной упаковке), надеть каски с фонарями и отправиться на Сафьяновский рудник, куда нас любезно пригласила Уральская горно-металлургическая компания. Сафьяновское месторождение считается весьма щедрым подарком природы: рудное тело здесь залегает на глубине всего нескольких метров от поверхности, а содержание меди в руде достигает внушительных… 2%. Да, это немало — на многих месторождениях приходится довольствоваться цифрами менее 1,5%.

Работая круглосуточно, горняки каждый день вывозят из карьера и подземного рудника более 4500 т сероватых «камней». Чтобы превратиться в чистый цветной металл, руда проходит десятки сложных технологических этапов на разных предприятиях. Ее дробят и измельчают, погружают в воду и сушат, переплавляют и перемешивают, на каждой стадии отделяя еще немного чистой меди от пустой породы и примесей. На одном из последних этапов медь фактически разбирается на отдельные ионы, растворяется в жидкости и собирается вновь с помощью электролиза.

Из той же руды получаются и другие ценные металлы: цинк, свинец, золото, серебро, селен, теллур, индий, галлий, германий, кадмий, висмут. Некоторые полезные вещества, например серная кислота, — побочные продукты производства меди. Выжать из добытой руды все соки — это целое искусство.

Работа в подземном руднике — ад для фотографа и рай для репортера. Здесь обитают механизмы, которых не встретишь при свете дня, и один из них — буровая машина Sandvik DL421, ради встречи с которой мы и спустились в шахту. Она весит 22 т, может бурить отверстия глубиной до 54 м под любым углом и умеет выполнять большую часть работы в беспилотном режиме. «Для нас это феррари», — улыбается наш проводник, заместитель главного инженера по подземным горным работам Дмитрий Данилов. «Видим, она красная», — соглашаемся мы.

Вентиляционная система, а также насосные станции для откачки воды — неотъемлемая часть любой шахты. Пока что шахта Сафьяновского рудника относительно неглубока, поэтому руду из нее вывозят на поверхность самосвалами. В более глубоких шахтах прямо на низких горизонтах устанавливают оборудование для дробления, а на поверхность измельченную руду доставляют с помощью специального лифта.

Подземный город

Чтобы понять, чем именно занимается в шахте столь продвинутая буровая машина, нужно освежить в памяти, как работает сам рудник. Рудное тело может залегать в толще породы на разной глубине и под разными углами. Оно может иметь любую форму (штоки, пласты, жилы) или вовсе представлять собой множество отдельных гнезд. Для простоты давайте представим себе вертикальный цилиндр.

«Револьверная» кассета буровой машины позволяет проходить скважины глубиной до 54 м, постепенно наращивая бур удлинительными штангами.

Сначала руду добывают открытым способом. Из карьера постепенно вынимают как руду, так и пустую породу. Борта карьера строятся уступами, что придает ему весьма узнаваемый облик. Глубина разработки открытым способом имеет свои пределы, которые установлены еще на стадии проектирования, и зависит от формы и глубины залегания рудного тела. К примеру, Сафьяновский карьер в настоящее время разросся до 900 м в диаметре, а его расчетная глубина составляет 265 м.

Для добычи руды с больших глубин строится шахта. Это целый подземный город, обстановкой напоминающий метро, а организацией движения — подземную парковку. «Этажи» в шахте называются горизонтами. Перемещаться между ними можно по наклонным каналам — съездам.

www.popmech.ru

---

• 
  Мерительный инструмент
• 
  Мерседес бенц актрос
• 
  Очистка воздуха от пыли фолтер
• 
  Редукционный клапан давления масла
• 
  Пневматические рессоры
• 
  Технологический процесс производства
• 
  Фото ситроен джампер
• 
  Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
• 
  Блок двигателя
• 
  Пневмоподвеска рессоры
• 
  Холодильные установки