Кинематические схемы буровых машин
Станок ЗИФ -650М поставляется в двух вариантах: с электрическим приводом ЗИФ -650М и с дизельным приводом ЗИФ -650МД.
Буровой агрегат состоит из станка с приводом, бурового насоса с ограждением, водяного бака и помпы для охлаждения лебедки, магнитной станции (для станка с электроприводом), электрического щита управления (для станка с дизельным приводом).
Кинематическая схема бурового станка ЗИФ -650М дана на рис. 1. Станок, благодаря наличию между главным фрикционом и коробкой передач двухступенчатого редуктора, имеет восемь скоростей, что позволяет бурить скважины не только дробью и твердыми сплавами, но и алмазными коронками на высоких частотах вращения (до 800 об/мин).
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Вращение от электродвигателя поступает через непостоянно замкнутый фрикцион в двухступенчатый редуктор. При зацеплении шестерни z-25 с шестерней z-30 редуктор включен и вращение двигателя передается четырехскоростной коробке передач, объединенную в одном картере с коробкой.
При зацеплении шестерни вторичного вала z-35 с шестерней промежуточного вала z-20 включается первая скорость. Если шестерню z-42 зацепить с шестерней z-35, будет вторая скорость. Зацепив шестерню z-31 с шестерней z-44, получают третью скорость. Четвертую скорость получают, зацепив внутренний зубчатый венец шестерни z-31 с длинным зубчатым венцом шестерни z-22 первичного вала.
Если шестерню z-25 двухступенчатого редуктора зацепить с шестерней z-45 промежуточного вала, то редуктор включен и пониженные обороты через постоянно зацепленные шестерни г-40 и z-ЗО передаются в коробку передач. Так получается восемь скоростей: четыре пониженные при включенном редукторе и четыре повышенные при выключенном редукторе.
Из коробки передач восемь скоростей передаются шестернями z-42, z-63, z-75 на шестерню z-63, имеющую, кроме наружного зубчатого венца, два внутренних. Одним внутренним венцом шестерня через зубчатую полумуфту передает вращение на вал лебедки, другим — через зубчатую двустороннюю полумуфту z-44 и z-40 на коническую пару вращателя. Если зубчатый венец z-40 двусторонней полумуфты зацепить с паразитными шестернями z-35 и z-22, то вращение шпинделя меняется на обратное — левое.
Солнечная шестерня z-21 вала лебедки через три сателлита z-39 передает вращение зубчатому венцу z-05 барабана.
Лебедка станка ЗИФ -650М имеет водяное охлаждение, поэтому тормоз спуска у лебедки левый. Грузоподъемность лебедки увеличена до 3500 кг. Для тормозов применены ретинак-совые накладки с высокой износостойкостью. Наличие верхнего гидромеханического патрона позволяет облегчить и обезопасить труд помощника бурильщика при перекреплении шпинделя, так как раскрепляется патрон и закрепляется дистанционно бурильщиком. Кроме того, все вращающиеся части гидропатрона закрыты кожухом. Поршни гидроцилиндров оснащены резиновыми манжетами, низ гидроцилиндров сделан разъемным. Манжеты поршня и сальники гидроцилиндров самоподжимные.
Рис. 1. Кинематическая схема станка ЗИФ -650М с электроприводом:
1 — электродвигатель А02-72-4 ; 2 — электродвигатель маслонасоса; 3 — маслонасос; 4, 5 — редуктор с муфтой сцепления; 6 — тормоз спуска; 7 —лебедка; 8 — тормоз подъема; 9 — раздаточная коробка; 10 — гидропатрон; 11 — вращатель; 12 — станина; 13 — рама
Для безопасности работ на высоте станок имеет лестницу с площадкой, а шпиндель — откидное ограждение. Маслонасос станка имеет индивидуальный электропривод, что улучшает условия эксплуатации гидросистемы.
Установка ЗИФ -1200МР имеет в коробке скоростей три вала, а не четыре, так как у него промежуточная коробка не объединена с коробкой скоростей: первичный вал, промежуточный вал, вторичный вал и вал промежуточной шестерни.
Корпус коробки скоростей состоит из трех отдельных частей: стального литого корпуса, стальной литой крышки корпуса и чугунного литого поддона.
Во всех станках типа ЗИФ первичный вал изготовлен как одно целое с шестерней, которая имеет удлиненный зуб. Вторичный вал является продолжением первичного вала и имеет общую с ним ось. Левый конец вторичного вала опирается на два однорядных шарикоподшипника внутри шестерни, поэтому передать вращение от первичного вала вторичному без зацеплений шестерен нельзя. Шестерня с внутренним зубчатым венцом и блок шестерен посажены на шлицы вторичного вала свободно и поэтому могут перемещаться вдоль его оси вилками. Шестерни посажены на шлицах промежуточного вала неподвижно. Шестерня находится в постоянном зацеплении с шестерней. Крыльчатка, неподвижно сидящая на промежуточном валу, служит для смазки подшипников и шестерен верхней части коробки скоростей способом разбрызгивания. Зацепляя шестерню с шестерней, получаем I скорость, при соединении шестерни с шестерней 8—II скорость, шестерни с шестерней 7—III скорость и, наконец, надвигая внутренний венец шестерни на удлиненный зуб шестерни, имеем IV скорость. Шестерня намертво посажена на вторичном валу и служит для передачи вращения через шестерню на лебедку и на вращатель.
Рис. 2. Схема коробки скоростей станков ЗИФ
Рис. 3. Механизм переключения скоростей станков ЗИФ
На станках ЗИФ -1200МР обратное вращение шпинделя осуществляется за счет реверса (обратный ход) электродвигателя. Переключение скоростей буровых станков ЗИФ производится при помощи одной рукоятки (как у автомобилей). Механизм переключения смонтирован на одной плите и прикрепляется к корпусу коробки скоростей болтами. Механизм переключения состоит из двух валиков, перемещающихся в осевом направлении в двух подшипниках, закрепленных на плите. На валиках закреплены вилки, с помощью которых передвигаются по вторичному шлицевому валу коробки скоростей две блок-шестерни. Вилкой включают I и II скорости, вилкой — III и IV.
С помощью двухступенчатого редуктора трех- и четырех-скоростные коробки позволяют получить шесть и весемь частот вращения. Каждый валик с помощью шарика и пружины может фиксироваться в трех положениях, для чего на валике имеются три лунки. Среднее положение является нейтральным для каждой блок-шестерни, крайние положения рабочие. Перемещение валиков и установка их в одно из трех положений производятся рычагом переключателя; для этого на каждом валике имеется поперечный паз. Чтобы рычаг сцепился с валиком, необходимо паз валика совместить с вырезом в подшипнике. Это положение будет соответствовать нейтральному положению шестерни, управляемой вилкой, что в свою очередь исключает возможность включения двух скоростей одновременно. Кроме того, переключение какого-либо валика в одно из рабочих положений возможно только при нейтральном положении другого валика. Такая блокировка осуществляется шариком в подшипнике и соответствующих лунок на валиках.
2) Кинематическая схема буровой установки с дизельным приводом. Особенности компоновки по сравнению с электрическим приводом.
Привод всех механизмов буровой установки УРБ 2.5 А осуществляется от дизельного двигателя автомобиля через коробку передач, включенную на пятую (прямую) передачу, и раздаточную коробку автомобиля.
Рис.2 — Кинематическая схема
1-8, 10 — шестерни; 9 — вал-шестерня; 11 — червяк однозаходный; 12 — колесо червячное; 13-18 — звездочки; 19-21 — муфты зубчатые; 22, 23 — муфты фрикционные; 24-27 — шкивы; А — двигатель КамАЗ-740, В — коробка отбора мощности; Е — трансмиссия механизма подачи на забой
Отбор мощности осуществляется специальной односкоростной коробкой отбора мощности (КОМ), установленной на верхнем люке раздаточной коробки. Управление коробкой отбора мощности электропневматическое, осуществляется переключателем, установленным на щитке в кабине автомобиля. Карданный вал 1 передает вращение трансмиссионному валу, на котором расположены два шкива для отбора мощности на буровой насос и трансмиссию механизма подачи. Трансмиссионный вал с помощью карданного вала VI соединяется с коробкой передачи N.
Коробка передач двухвальная трехскоростная: по шлицам ведущего вала передвигаются шестерня 1 с числом зубьев z = 17 и блоки шестерен 2 и 3 второй и третьей передач с числом зубьев z = 34 и z = 27. На ведомом валу наглухо насажены цилиндрические шестерни 4 (z = 51), 5 (z = 34), 6 (z = 41) и коническая шестерня 7 (z = 18).
На конце ведомого вала находится зубчатая муфта 21 включения вала привода ротора.
Соединение шестерни 1 с шестерней 4 создает первую передачу с передаточным отношением i = 0,33. Соединение шестерни 3 (z = 27) с шестерней 6 создает вторую передачу с передаточным отношением i = 0,658. Соединение шестерни 2 (z = 34) с шестерней 5 обеспечивает третью передачу с передаточным отношением i = 1.
3) Фонтанная арматура. Общая конструкция, технические параметры, обозначение.
ФА предназначена для подвески НКТ, отвода жидкости в выкидную линию, регулирование параметров скважины и контроля за работающей скважиной
Арматура фонтанная предназначена для оборудования устья наземных фонтанных нефтяных и газовых скважин с целью герметизации устья, его обвязки, подвески подъёмной колонны НКТ, контроля и регулирования режима работы скважин, перекрытия и направления добываемой продукции в магистраль, а также для проведения необходимых технологических операций на скважине.
Фонтанная арматура состоит из трубной головки и фонтанной елки.
Осн. Эл-ми явл крестовики,тройники,запорные устройсва и регулирующие устр.
Трубная головка предназначена для подвешивания фонтанных труб и герметизации пространства между ними и эксплуатационной колонной.
Фонтанная елка предназначена для контроля и регулирования фонтанной струи, направления ее по тому или иному выкиду и в случае необходимости для закрытия скважины.
Фонтанная арматура: 1 — колонная головка; 2 — трубная головка; 3 — фонтанная ёлка; 4 — регулируемый штуцер; 5 — пневмоуправляемая задвижка. Kолонная головка, расположенная в ниж. части Ф. a., служит для подвески обсадных колонн, герметизации межтрубных пространств и контроля давления в них. При простейшей конструкции скважины (без промежуточных техн. колонн) вместо колонной головки используют колонный фланец, устанавливаемый на верх. трубе эксплуатационной колонны. Tрубная головка монтируется на колонной головке и служит для подвески и герметизации лифтовых колонн при концентрич. или параллельном спуске их в скважину. Фонтанная ёлка устанавливается на трубной головке и служит для распределения и регулирования потоков продукции из скважины. Cостоит из запорных (задвижки, шаровые или конич. краны), регулирующих устройств (штуцеры постоянного или переменного сечения) и фитингов (катушки, тройники, крестовины, крышки). Фонтанную арматуру изготовляют для однорядного и двухрядного подъемников.
Возможные неисправности фонтанной арматуры и способы их устранения
Прекращение фонтанирования скважин может быть вызвано следующими причинами: снижением пластового давления, обводнением скважины и засорением подъемных труб или выкидных линий. В каждом случае наблюдаются свои характерные изменения в работе скважины.
Снижение пластового давления сопровождается постепенным снижением буферного давления и дебита скважины
Основными параметрами ФА яв-ся условный диаметр проходного сечения:50,65,80,100 и 150 мм. Рабочее давление 14,21,35,70 Мпа.
Кинематическая схема буровой установки УРБ 2А2
Вращение от двигателя автомобиля через коробку передач, включенную на пятую скорость, коробку раздаточную автомобиля и коробку отбора мощности карданным валом II передается на ведущий вал III коробки раздаточной ( рис. 3 ). От вала III вращение посредством шестерен передается на валы привода масляных насосов и насоса бурового.
Рис. 3. Кинематическая схема: 1 — компрессор; 2 — буровой насос НБ-50; 3 — двигатель ЗИЛ-131; 4 — коробка передач автомобиля; 5 — коробка раздаточная автомобиля; 6 — коровка отбора мощности; 7 — коробка раздаточная установки; 8 — насос MН250/100; 9 — насос НШ-10ЕЛ; 10 — насос MН250/100; 11 — гидромотор MН250/100; 12 — вращатель
Буровой и масляные насосы включаются зубчатой муфтой коробки отбора мощности. Кроме того, шкив привода бурового насоса или компрессора имеет индивидуальное включение зубчатой муфтой. Для привода вращателя служит гидромотор, от которого вращение через зубчатую муфту передается на вал IX. На валу IX свободно перемещается блок-шестерня, который может входить в зацепление с одной из трех шестерен, посаженных на вал X, что обеспечивает вращение этого вала, а также шпинделя XI с тремя различными частотами.
Перемещается вращатель по мачте при помощи гидроцилиндра и талевой системы.
При работе на пятой скорости коробки передач и номинальных оборотах двигателя автомобиля (n=1800 об/мин) обеспечиваются паспортная скорость перемещения вращателя и скорости вращения шпинделя XI, приведенные в таблице к рис. 3.
Кинематическая схема буровой установки УРБ 2А2-Д
Вращение от двигателя автомобиля через коробку передач, включенную на пятую скорость, коробку раздаточную автомобиля и коробку отбора мощности карданным валом передается на ведущий вал I коробки раздаточной буровой установки . От вала I вращение посредством шестерен передается на валы II, III, IV привода масляных насосов и компрессоров. От КОМа 7 карданным валом VIII вращение передается на шкив привода насоса бурового.
Компрессоры и масляные насосы включаются зубчатой муфтой, перемещающейся на валу I. Кроме того, шкивы привода компрессоров и бурового насоса имеют индивидуальное включение зубчатыми муфтами.
Для привода вращателя служит гидромотор, от которого вращение через эластичную муфту передается на вал V. На валу V свободно перемещается блок шестерен, который может входить в зацепление с одной из трех шестерен, насаженных на вал VI, что обеспечивает вращение этого вала, а также, посредством пары шестерен, шпинделя VII с тремя различными частотами. Кроме того, предусмотрена возможность привода вращателя от шестеренчатого насоса S, что обеспечивает еще три пониженных частоты вращения, необходимых при бурении пневмоударниками.
Перемещается вращатель по мачте при помощи гидродомкрата подачи и талевой системы, обеспечивающей удвоение хода.
При работе на пятой скорости коробки передач и номинальных оборотах двигателя автомобиля (1800 об/мин) обеспечивается паспортная скорость перемещения вращателя и частоты вращения шпинделя VII, приведенные в таблице к рис. 2 , а также производительность компрессоров и насоса бурового, указанная в их технических характеристиках. Увеличивать частоту вра-щения коленчатого вала двигателя автомобиля выше 2000 об/мин. не рекомендуется, так как это может привести к существенному снижению долговечности компрессоров и насосов аксиально-поршневых.
Таблица к рис. 2
| Кинематическая характеристика | ||||||||||
| Частота вращения, С-1 (об/мин) | Ско- рость | Момент силы, Нм (кгс · м) | Скорость подъема и спуска инстру- мента, м/с | Усилие вниз, кН (кгс) | Грузоподъ- емность механизма подъема, кН (кгс) | |||||
| Вал | ||||||||||
| I | II | III | IV | VII | ||||||
| 30 (1800) | 20,6 (1234) | 16,0 (960) | 16,0 (960) | 0,4 (24) | 2,33 (140) | 1 | 1980 (198) | Подъем 1,2 Спуск 1,1 | 34 (3400) | 46 (4600) |
| 0,6 (36) | 3,75 (225) | 2 | 1230 (123) | |||||||
| 0,8 (48) | 5,42 (325) | 3 | 850 (85) | |||||||
Рис. 2. Схема кинематическая принципиальная: 1 — КОМ 4310-4204010; 2 — коробка раздаточная; 3 — компрессор 4 ВУ1 — 5/9М1; 4 — насос МН 250/100М; 5 — насос НП. 12,5/16; 6 — насос МН 250/100М; 7 — коробка отбора мощности; 8 — компрессор 4ВУ1-5/9М1; 9 — насос буровой НБ-50; 10 — гидромотор МН 250/100М; 11 — вращатель