Компенсаторы станков ударно-канатного бурения. Часть I

Бурение ударными станками возможно только при условии, что буровой снаряд встретит за­бой скважины, обладая достаточной скоростью, а следовательно и силой удара. Чтобы обеспечить снаряду такую скорость, вопреки задерживающему влиянию кривошипа при подходе его к мертвой точке, применяют специальные приспособления, устанавливаемые между кривошипным механизмом и рабочей частью снаряда. Наибольшее распростра­нение получили приспособления, которые следует называть компенсаторами. За счет сжатия или растяжения под влиянием инерции падающего сна­ряда они увеличивают высоту падения его (или его рабочей части) по сравнению с высотой подъема оттяжного ролика и этим частично компенсируют потерю скорости снаряда перед ударом.

Называть амортизаторами компенсаторы кривошипно-ударных буровых станков ошибочно, так как основной смысл применения компенсатора со­стоит в его способности частично возмещать зату­хание скорости падения бурового снаряда перед ударом. Амортизацию же рывков, в ос­новном, должны выполнять другие приспособления, например, резиновые кольца-прокладки на оттяж­ном и направляющем роликах станка 29-Т и т. п.

Если бы компенсатор использовался только для амортизации рывков, то это уменьшало бы произ­водительность станка, так как ускорения криво­шипного механизма и связанного с ним бурового снаряда нарастают и затухают достаточно плав­но —  по закону синуса. Только за счет преждевре­менной (смещенной вверх) встречи долота и забоя, при неправильном соотношении между числом и высотой ударов и при слишком жестком или слишком мягком компенсаторах в начале каждого подъема снаряда могут возни­кать рывки, требующие особой амортизации.

Цель автора статьи — определить значение ком­пенсатора, основные требования, которым он дол­жен удовлетворять, изложить опыты по устройству достаточно хорошо действующего компенсатора, а также обратить внимание на работу этого при­способления, способствующего успеху бурения. По месту нахождения компенсаторы разделяют­ся на три типа. К первому относятся помещенные в буровом снаряде или над ним: упругие буровые канаты, пружинные буровые ножницы (ясы) и пру­жинные канатные замки. Ко второму типу принадлежат компенсаторы под головным роликом мачты. К третьему — находящиеся у оттяжного ролика или шатуна кривошипа.

Компенсаторы первого и третьего типов допус­кают свободное перемещение бурового снаряда за счет своего сжатия (или растяжения) под влиянием инерции падения снаряда только на величину сво­ей усадки (или расширения). Вместе с тем и реак­ция их в конце усадки не превышает величины, вызвавшей усадку силы. При компенсаторах вто­рого типа путь свободного движения снаряда вдвое больше величины их усадки, но реакция в конце усадки в два раза превышает импульс. Компенса­торы этого типа допускают применение более жестких пружин и резины.

Первоначально на станках ударно-канатного бу­рения для компенсации служили эластичные буро­вые канаты из манильской пеньки, но в 1929 г. на станках новой модели 29 был устроен специаль­ный компенсатор из набора резиновых дисков и стальных прокладок, помещаемых под головным блоком на мачте станка. Это позволило заменить пеньковые канаты стальными, более экономичными в работе. Такие же компенсаторы были применены на буровых станках завода «Металлист» в СССР. На некоторых станках установлены пружинные компенсаторы под головным блоком — на мачте станка, или у оттяжного ролика — на его раме ли­бо на шатуне. Последний тип пружинного компен­сатора применен в СССР заводом «Бурвод» на станках модели УА75.

Резиновые компенсаторы, установленные на станках завода «Металлист», как показал опыт Коунрадского рудника, требуют довольно частой замены резиновых дисков. Дело в том, что в по­следних имеются радиальные вырезы, сделанные для заполнения их при усадке резины. Это значи­тельно снижает стойкость дисков, в особенности изготовленных из обычной, так называемой техни­ческой, пластины. Поэтому на руднике начали искать пути усовершенствования компенсаторов. Наблюдения на станках и испытания на специ­альном прессе набора из сплошных резиновых дис­ков диаметром 150 мм показали, что основным не­достатком компенсатора со сплошным наполне­нием является отсутствие места для расширения резины в цилиндре и интенсивное нагревание ее вследствие недостаточного охлаждения. Это быст­ро приводило резину к потере эластичности, и ком­пенсаторы начинали работать неудовлетворитель­но, хотя долгое время и не требовали замены ре­зины. Оставление же свободного пространства между резиновыми дисками и стенками цилиндра неизбежно вызывало перекосы и нарушения цент­ровки приспособления.

 

Записи горного дела