ВРАЩАТЕЛЬНО-ПОДАЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ
В процессе вращательного бурения с использованием режущих или шарошечных долот ключевую роль играет вращательно-подающий механизм (ВПМ). Этот узел отвечает за два основных движения: вращение бурового инструмента и его осевую подачу в забой. В зависимости от способа передачи усилий на буровую штангу выделяют две принципиальные конструктивные схемы ВПМ.
Торцовая схема передачи нагрузки (см. рис. 2.4.1, а). В этой конструкции усилие передается непосредственно через торец верхней части буровой штанги.
Патронная схема передачи нагрузки (см. рис. 2.4.1, б). В данном варианте вращение и осевое усилие передаются штанге через специальный зажимной патрон, охватывающий ее тело.
Сравнение и особенности схем
Торцовая схема характеризуется простотой конструкции и обеспечивает возможность подачи на всю длину штанги, которая может достигать 30 метров и более. Это значительно сокращает количество операций по наращиванию бурового става. Основным недостатком является необходимость размещения тяжелого вращателя непосредственно на мачте станка, что приводит к ее утяжелению и усложнению конструкции.
Патронная схема имеет иную компоновку. Ее отличительная особенность — наличие пустотелого шпинделя, внутри которого перемещается буровая штанга. Шпиндель получает вращение от привода и может совершать поступательное движение вместе с патроном (рис. 2.4.2).
Главное преимущество патронной схемы — размещение вращателя на раме станка. Это позволяет существенно облегчить мачту и, как следствие, снизить общую массу буровой установки. Однако у этой схемы есть существенные ограничения: величина передаваемых крутящего момента и осевого усилия лимитирована из-за риска проскальзывания кулачков патрона по штанге. Кроме того, ход подачи, как правило, невелик, что увеличивает время на частые операции по добавлению новых штанг в строй.
Классификация по типу механизма подачи
Помимо способа передачи нагрузки, ВПМ классифицируются по типу привода механизма подачи. Наиболее распространенными являются:
- Цепные механизмы подачи, отличающиеся надежностью и способностью передавать большие усилия.
- Гидравлические механизмы подачи, которые обеспечивают плавное регулирование скорости и усилия, что важно для работы в различных горно-геологических условиях.
Выбор конкретной схемы ВПМ и типа привода подачи зависит от технических требований к буровой машине, глубины бурения, требуемых усилий и условий эксплуатации.