Гидравлическая схема буровой установки
К исполнительным органам, имеющим гидравлический привод, рабочая жидкость подается насосами Н1, Н4, Н5 и Н3 из маслобака Б (см. рис. 3).
Рис.3. Схема гидравлическая принципиальная
Насос Н1 служит для медленного подъема и подачи инструмента на забой, а также для подъема- опускания мачты.
От насоса Н1 масло через обратный клапан КО1 поступает в распределитель Р2, который нормально должен быть включен в положение «б» «подъем» и попадает в нижнюю (поршневую) полость гидродомкрата Ц1, обеспечивая таким образом подъем инструмента. Из верхней (штоковой) полости гидродомкрата Ц1 масло через распределители Р3 и Р2 поступает в сливную магистраль. Подъем инструмента с помощью насоса Н1 происходит только при закрытых вентилях ВН1 и ВН7. Скорость и усилие подъема инструмента могут регулироваться вентилем ВН1 или ВН7.
Чтобы остановить подъем и оставить инструмент в любом поднятом положении, необходимо вентиль ВН1 («регулятор подачи») закрыть, а ВН7 («давление») – открыть. При этом масло от насоса Н1 пойдет на слив через предохранительный клапан КП1, а вытеканию масла из поршневой полости гидродомкрата Ц1 будет препятствовать вентиль ВН1 и обратные клапаны КО1 и КО3.
Спуск инструмента под собственным весом можно осуществлять с помо-щью распределителя Р2, установив его в нейтральном положении «а», или, открыв вентиль ВН1. Скорость спуска может регулироваться от нуля до максимума указанными выше распределителем или вентилем, тем самым обеспечивая возможность бурения с разгрузкой.
Для создания нагрузки на забой необходимо распределитель Р2 переключить в положение «в» (вниз), т.е. масло от насоса направить в верхнюю (штоковую) полость гидродомкрата Ц1. Нагрузка на забой регулируется вентилем ВН1 при закрытом вентиле ВН7 или наоборот.
Для подъема или опускания мачты необходимо включить распределитель Р2 в положении «в» (вниз), открыть вентиль ВН1, закрыть вентиль ВН7 и включить распределитель Р4 в положение «в» (подъем) или «б» (спуск). При этом вращатель и шток гидродомкрата Ц1 будут находиться в крайнем нижнем положении и масло от насоса Н1 будет поступать в распределитель Р4 и далее в нижнюю или верхнюю полость гидроцилиндра Ц4.
Для предохранения системы от перегрузки в нагнетательной линии от насоса Н1 установлен предохранительно-разгрузочный клапан КП1, который имеет дистанционное управление вентилем ВН7, позволяющим регулировать давление срабатывания предохранительного клапана вплоть до слива масла от насоса через клапан практически без давления.
Насос Н5 служит для подъема инструмента. Масло от насоса Н5 через фильтр Ф2 и обратный клапан КО3 поступает в распределитель Р2.
От перегрузок насос Н5 защищен предохранительно-разгрузочным клапаном КП3, который имеет дистанционное управление вентилем ВН3 («регулятор скорости подъема»).
Управление подъемом и спуском вращателя при работе насоса Н5 анало-гично управлению при работе насоса Н1.
Для остановки вращателя в любом приподнятом положении достаточно открыть вентиль ВН3 и масло от насоса Н5 через клапан КП3 без давления пойдет на слив.
При работе насоса Н5 необходимо, открыв вентиль ВН7, исключить из работы насос Н1, то есть, направить масло от него на слив, а во избежание утечек масла через вентиль ВН1 – закрыть его.
Распределитель Р3 обеспечивает дифференциальную работу гидродомкрата подачи. При включении его в положении «б» обеспечивается нормальная работа гидродомкрата подачи, а при включении в положение «в» - дифференциальная, то есть поршневая и штоковая полости гидродомкрата соединяются между собой и с подводом. Давление масла при этом в обеих полостях одинаково, но за счет разности площадей поршневой и штоковой полостей гидродомкрата шток выдвигается из цилиндра, а масло, вытесненное из штоковой полости, перетекает в поршневую полость вместе с маслом, поступающим от насоса, что обеспечивает быстрый подъем вращателя со скоростью в 2,2 раза превышающей скорость при нормальной работе гидродомкрата.
Таблица 1 (к рис. 3)
| Поз. обозначение | Наименование | Кол | Примечание | ||
| Б | Маслобак | 1 | V=350 л. | ||
| Н4; Н5; МН1 | Насос-мотор МН250/100М | 3 | Р=10МПа (100 кгс/см2) | ||
| Н1 | Насос шестеренчатый НШ-10Л | 1 | Р=10МПа (100 кгс/см2) | ||
| Н2 | Насос ручной ГН-60 | 1 | Р=6 МПа (60 кгс/см2) | ||
| Н3 | Насос шестеренчатый НШ-10Л | 1 | Р=10МПа (100 кгс/см2) | ||
| Ф1; Ф2 | Фильтр | 2 | Q=2,67·10ˉ³ м3/с (160 л/мин) | ||
| К01 | Клапан обратный Г51-31 | 1 | Р=20 МПа (200 кгс/см2) Q=0,13·10ˉ³ м3/с (8л/мин) | ||
| К03, К04 | Клапан обратный Г51-35 | 2 | Р=20 МПа (200 кгс/см2) Q=233·10ˉ³ м3/с (140л/мин) | ||
| КП1, КП4 | Гидроклапан предохраните-льный 10-10-1-11 УХЛ4 | 2 | Q=1,0·10ˉ³ м3/с (80 л/мин) | ||
| КП2, КП3 | Гидроклапан предохраните-льный 32-10-1-11 УХЛ4 | 2 | Q=3,5·10ˉ³ м3/с (160 л/мин) | ||
| Р1…Р3 | Распределитель Рн 203-ФМ14 | 3 | Р=20 МПа (200 кгс/см2) Q=2,67·10ˉ³ м3/с (160 л/мин) | ||
| Р4 | Гидрораспределитель Р-103В64 | 1 | Р=20 МПа (200 кгс/см2) Q=0,67·16ˉ³ м3/с (40л/мин) | ||
| ВН1…ВН7 | Вентиль игольчатый ВИ-6 | 7 | Р=16 МПа (160 кгс/см2) | ||
| МН1, МН2 | Манометр МП3; Р=250, кл 2,5 ГОСТ 8625-77 | 2 | |||
| Ц1 | Гидроцилиндр механизма подачи | 1 | dn=120 мм, dш=80 мм Ход L=2600 мм. | ||
| Ц2, Ц3 | Гидроцилиндр домкрата опорного | 2 | dn=100 мм, dш=80 мм. | ||
| Ц4 | Гидроцилиндр подъема мачты | 1 | dn=120 мм, dш=80 мм. | ||
| ДР1; ДР2 | Дроссель (демпфер) | 2 | d=0,3 мм | ||
| ДР3; ДР4 | Дроссель (демпфер) | 2 | d= 2 мм. | ||
Таблица 2 (к рис. 3)
| Операции | Управление | ||
| Распределитель, регулятор | насос | ||
| 1. Вращение правое | медленное | Р1-б; ВН6-закрыт; ВН2-открыт | Н3 |
| быстрое | Р1-б; ВН2-закрыт; ВН6-открыт | Н4 | |
| 2. Вращение левое | медленное | Р1-в; ВН6-закрыт, ВН2-открыт | Н3 |
| быстрое | Р1-в; ВН2-закрыт, ВН6-открыт | Н4 | |
| 3. Остановка вращения | Р1-а; ВН2 и ВН6- открыты | ||
| 4. Подача инструмента на забой | бурение с нагрузкой | Р2-в; Р3-б; ВН7-закрыт, ВН1- регулировать или ВН1-закрыт | Н1 |
| бурение с разгрузкой | Р2-б; Р3-б; ВН7-закрыт, ВН1-регулировать | Н1 | |
| медленный | Р2-б; Р3-б; ВН1-закрыт | Н1 | |
| 5. Подъем инструмента | нормальный | Р2-б; Р3-б, ВН1-закрыт; ВН1-открыт, ВНТ-закрыт | Н5 |
| ускоренный | Р2-б; Р3-в; ВН3-закрыт | Н5 | |
| 6. Спуск инструмента свободный | медленный | Р2-в; Р3-б; ВН1-открыт | |
| нормальный | Р2-а; Р3-б | ||
| ускоренный | Р2-а; Р3-в | ||
| 7. Подвешивание инструмента в любом приподнятом положении | Р2-б; Р3-б или Р3-в; ВН1-закрыт, ВН3 и ВН7-открыты | ||
| 8. Подъем мачты | Р2-в; Р3-б; ВН1-открыт; Р4-в | Н1 | |
| 9. Спуск мачты | Р2-в; Р3-б; ВН1-открыт; Р4-в | Н1 | |
| 10. Аварийный подъем инструмента | Р2-б; Р3-б; ВН1-закрыт | Н2 | |
| 11. Аварийный спуск мачты | Р2-в; Р3-б; ВН1-открыт; Р4-б | Н2 | |
| 12. Выдвижение опорных домкратов | Р2-б; Р3-б; ВН1 и ВН7-закрыты, ВН4 и ВН5-открыты | Н1 | |
| 13.Снятие с опорных домкратов | Р2-в; Р3-б; ВН1 и ВН7-закрыты, ВН4 и ВН5-открыты | ||
Опускание вращателя под действием собственного веса при дифференцированной работе гидродомкрата происходит также с большей скоростью, чем при нормальной его работе. Подача инструмента на забой, а также работа опорных домкратов могут быть обеспечены только при нормальной работе гидродомкрата, то есть при включении распределителя Р3 в положение «б».
От насоса Н4 поток масла через фильтр Ф1 и обратный клапан КО4 поступает в распределитель Р1, при включении которого в положение «б» или «в» масло подается к гидромотору М и обеспечивает правое и левое вращение шпинделя вращателя с нормальной частотой вращения.
При включении распределителя Р1 в положение «а» («нейтральное») масло через него направляется в сливную магистраль и поступает в масляный бак.
От перегрузок насос Н4 защищен предохранительно-разгрузочным клапаном КП2, который имеет дистанционное управление вентилем ВН2 («регулятор частоты вращения» верхний), что при необходимости позволяет плавно включать вращение и регулировать частоту вращения шпинделя вращателя.
Насос Н3 предназначен для привода вращателя с пониженной частотой вращения шпинделя, необходимой при пневмоударном бурении. Управление при работе насоса Н3 аналогично управлению при работе насоса Н4. Для подачи масла в систему от насоса Н3 достаточно закрыть вентиль ВН6 дистанционного управления клапаном предохранительным КП4.
Для разгрузки шасси автомобиля от усилий, возникающих во время бурения и при подъеме инструмента, а также для удобства в эксплуатации, буровая установка снабжена гидравлическими опорными домкратами Ц2 и Ц3. Верхние полости опорных домкратов соединены с нижней полостью гидроцилиндра Ц1 трубопроводами, в которые врезаны вентили ВН4 и ВН5. Нижние полости опорных домкратов соединены между собой и с верхней полостью гидроцилиндра. Созданием давления в нижней (поршневой) полости гидроцилиндра Ц1 при открытых вентилях ВН4 и ВН5 обеспечивается выдвижение опорных домкратов на необходимую величину, после чего вентили должны быть закрыты. Наличие раздельного управления опорными домкратами позволяет производить корректировку вертикального положения мачты.
Для снятия установки с опорных домкратов необходимо открыть оба вентиля и создать давление в верхней (штоковой) полости гидроцилиндра Ц1.
На буровой установке предусмотрен аварийный ручной насос Н2, применяемый при выходе из строя двигателя автомобиля. В этом случае вручную отвинчивают трубы от шпинделя вращателя, поднимают насосом Н2 вращатель, опускают мачту – и установку можно транспортировать буксиром.
Управление при работе насоса Н2 осуществляется также, как и при работе насоса Н1.
Для создания оптимального режима бурения по давлению на забой и крутящему моменту, а также для поддержания постоянного режима в процессе бурения в нагнетательных линиях установлены манометры МН1 и МН2.
Для очистки масла от механических примесей в нагнетательных линиях насосов Н4 и Н5 установлены фильтры Ф1 и Ф2 с тонкостью фильтрации 25 микрон.
