В конструкции современных отечественных буровых станков широко применяются объемные гидравлические системы. Они функционируют по схеме "насос — силовые гидроцилиндры" с использованием дроссельного метода регулирования скорости. Циркуляция рабочей жидкости в таких системах организована по открытому типу. Главными достоинствами этого подхода являются конструктивная простота и высокая надежность, а также возможность использования насосов постоянной производительности. Однако у дроссельного регулирования есть и существенный минус — повышенный расход энергии. Это связано с необходимостью постоянно поддерживать в системе максимальное давление, а также с тем, что часть жидкости, не совершив полезной работы, сливается обратно в бак под давлением.
Типы насосов и их комбинации
В качестве силовых агрегатов в гидросистемах используются различные типы насосов. Наиболее распространены клапанно-поршневые насосы эксцентрикового типа, такие как Н-403, а также низконапорные (Г12-2) и высоконапорные (БГ12-2) модели. Кроме того, применяются пластинчатые насосы двойного действия и шестеренные насосы типа НШ. Для повышения эффективности работы в различных горно-геологических условиях и сокращения времени на выполнение операций маслостанции станков часто оснащаются двумя насосами. Это позволяет гибко комбинировать потоки жидкости, обеспечивая необходимую маневренность при бурении пород разной крепости и выполняя основные и вспомогательные операции.
Функциональные задачи гидросистемы буровых машин
Гидравлическая система является ключевым элементом буровых машин, обеспечивая выполнение целого ряда критически важных функций (см. рис. 2.4.13):
Подготовка и стабилизация станка: Перед началом бурения система обеспечивает точное горизонтирование станка с помощью трех или четырех гидравлических домкратов. Это необходимо как для выполнения направленного бурения, так и для гарантии устойчивости станка в процессе работы.
Управление мачтой: Подъем мачты в рабочее положение и ее опускание в транспортное осуществляется силами двух мощных гидроцилиндров.
Подача бурового инструмента: Подъем и опускание бурового става с плавно регулируемой скоростью подачи на забой скважины выполняется двумя гидроцилиндрами подачи. Для плавного регулирования скорости используются специальные дроссели-регуляторы или регуляторы давления.
Фиксация и манипуляции со штангой: В системах с вращательно-подающим механизмом патронного типа гидравлика отвечает за зажим бурового става кулачками гидропатрона. Также с помощью гидроцилиндра приводится в действие специальный механизм для снятия натяга с резьбовых соединений штанг и долот при разборке бурового става.
Автоматизация вспомогательных процессов: Гидросистема управляет поворотом кассеты (сепаратора) со штангами в процессе сборки и разборки колонны. Кроме того, она задействована в выполнении множества вспомогательных операций: замене долота, управлении кассетой, натяжении гусеничных лент ходовой части и управлении тормозами лебедок подачи.