полевое водоснабжение. Учебное пособие по полевому водоснабжению предназначено для изуче ния средств добычи, очистки и хранения воды, порядка проведения разведки водоисточников и оборудования на них пунктов полевого водоснабжения
 Скачать 3.8 Mb.
|
|
Шнек передает крутящий момент на буровую коронку, является транс- портером разбуренной породы и используется в качестве обсадной и водоподъ- емной колонны при оборудовании временных скважин. Шнек состоит из трубы диаметром 108 мм, к верхней части которой при- варена муфта, а к нижней части – хвостовик. На наружной поверхности трубы, муфты и части хвостовика по винтовой линии приварена стальная спираль. 105 Шнеки соединяются между собой ленточной резьбой, имеющейся в муф- те и на хвостовике, и фиксируются шпонками. Герметизация соединения шне- ков обеспечивается резиновым кольцом. В процессе бурения осевые усилия воспринимаются ленточной резьбой, а крутящий момент передается через шпонку. Такая конструкция соединения шнеков, а также водоприемного устройства и отстойника обеспечивает правое и левое вращение колонны, герметичность стыков и не допускает затяжки в резьбе. Штанговый насос предназначен для подъема воды из скважины. Он включает водоподъемную лебедку (приводной механизм) с двигателем Д-300, переходник со штоком, водоподъемные штанги, поршень и насосный цилиндр. Водоприемная лебедка состоит из двигателя внутреннего сгорания (Д- 300), понижающего редуктора. Коробки перемены передач и кривошипно- планетарного механизма. Двигатель Д-300 двухтактный, одноцилиндровый, воздушного охлажде- ния мощностью 4,4 кВт при частоте вращения вала двигателя 50 с -1 Понижающий редуктор планетарного типа выполняет в приводе насоса две функции с 50 до 3,8 с -1 (с 3000 до 230 об/мин) отключение привода при за- пуске двигателя или перехода на работу вручную. Механизм редуктора смон- тирован в корпусе. Переходник со штоком предназначен для соединения водоподъемной ле- бедки со шнековой колонной и насосными штангами. Переходник имеет кор- пус, крышку, сальник, уплотнительные кольца, шток с муфтами. Водоподъемные штанги сварные, плавающего типа. Они предназначены для передачи возвратно-поступательного движения от водоподъемной лебедки к поршню. Буровое оборудование и инструмент, применяемые для сооружения вре- менных водозаборных скважин, размещаются на прицепе 2-ПН-2М. На прицепе, буксируемом за буровым станком, уложен один комплект оборудования для сооружения временных скважин. На автомобиле ЗИЛ-131 106 уложен второй комплект оборудования для сооружения временных скважин, а также оборудование для сооружения постоянных скважин: забивной снаряд, желонка, хомуты, забивная головка для обсадных труб и другое имущество, а также ремонтно-монтажный инструмент и комплект ЗИП. К каждой буровой установке заводом-изготовителем поставляется и пе- ревозится в отдельной упаковке буровое оборудование, используемое при со- оружении скважин комбинированным способом. В комплект входят: обсадные трубы диаметром 168 мм, длиной 1,5 м – 4 шт; сетчатые фильтры длиной 3 м – 6 шт; отстойники – 3 шт; надфильтры – 3 шт. Обсадные трубы, необходимые для сооружения постоянных скважин, в комплект установки ПБУ-50М не входят и поставляются отдельно. Комплект буровой установки включает следующий инструмент для удар- но-канатного бурения: желонку; забивной снаряд; забивную головку; подъем- ную пробку для обсадных труб; крючок для опорожнения желонки; шарнирные ключи; цепные ключи; хомуты для обсадных труб. В комплекте буровой установки имеются следующие инструменты и принадлежности для установки фильтра: приспособление для сбрасывания фильтра; забивной стакан; ударный башмак; подъемная пробка. В комплект передвижной буровой установки ПБУ-50М входят шнековый бур, а также оборудование, позволяющее устраивать шахтные колодцы в поро- дах до IV категории с валунно-галечными включениями (размер валунов до 250 мм в поперечнике). Бур имеет форму двухзаходного шнека диаметром 760 мм и состоит из трубы (рис.39), траверсы и головки бура. Траверса устанавливается на верхнюю часть трубы с помощью шпонок. Сверху на трубу навинчивается головка бура. Для отрывки колодцев проектно- го диаметра (1050 мм) бур снабжен складными ножами-расширителями, уста- новленными на осях. Пружинами ножи-расширители удерживаются в рабочем положении и канатами связаны с подвижной обоймой. При подъеме бура обойма перемещается вверх, канаты натягиваются и ножи-расширители убираются в траверсу бура. 107 При опускании бура на забой канаты ослабляются, и ножи-расширители пружинами переводятся в рабочее положение. Складные ножи-расширители позволяют вести бурение колодца под об- садными кольцами. Рис.39. Шнековый бур: 1 – труба; 2 – траверса; 3 – нож-расширитель; 4 – пружина; 5 – головка бура; 6- обойма; 7 – канат; 8 – ось При подъеме и опускании бура на натянутом канате лебедки ножи- расширители находятся в сложенном положении, и бур свободно проходит че- рез обсадные кольца, при достижении буром забоя канат ослабляется и ножи- расширители раскрываются. После наполнения бура грунтом бур поднимается на поверхность и специальный скребок, перемещаясь по спирали шнека, очи- щает бур. В комплекте колодезного оборудования имеются 18 буровых штанг и од- на ведущая. Штанги предназначены для передачи крутящего момента и осевого усилия от шпинделя станка к буру. В состав вспомогательного оборудования для сооружения шахтных ко- лодцев входят: бадья, кондуктор, кран-укосина и ковш с подвеской для уборки породы и приспособление («паук») с подвеской для опускания железобетонных обсадных колец, приспособление для деревометаллических обсадных колец, 108 штанги монтажные, кольцо подкладное, рамка подкладная, патрон-переходник, серьга для подъема штанг, отклоняющий ролик и др. Сооружение шахтных колодцев с помощью буровых установок включает бурение ствола, удаление грунта от устья, обсадку колодца железобетонными, металлическими или деревометаллическими кольцами, оборудование водопри- емной и верхней частей колодца (оголовка), очистку и первичную откачку воды из колодца. При этом в устойчивых породах обсадка производится после того, как шахта пробурена до водоносного пласта. В отдельных случаях при кратко- временном пользовании колодцем, пробуренным в устойчивых породах, креп- ление шахты не производится или закрепляются только низ и устье колодца. В неустойчивых породах обсадка колодца производится в процессе буре- ния с постепенным наращиванием и опусканием обсадных колец по мере углубления шахты. 5.2.3. Устройство и принцип действия ПБУ-200 В состав буровой установки ПБУ-200 входят базовый автомобиль с при- цепами, буровой (рис. 48), насосный, трубный блоки, буровое оборудование, вспомогательное оборудование. Рабочее оборудование бурового и насосного блоков и самопогрузчик 5912 смонтированы на шасси автомобиля КрАЗ-255Б и двух автоприцепах. Два автоприцепа 2-НП-6М предназначены для перевозки бурового и вспомогательного оборудования. В первом автоприцепе размещен электроагре- гатЭСД-30ВС, который является источником электроэнергии для погружного центробежного насоса, сварочного трансформатора и приборов освещения. С помощью самопогрузчика 5912 осуществляются механизация погру- зочно-разгрузочных работ, а также перевозка резервуаров для воды, вспомога- тельного и бурового оборудования. 109 С появлением транспортной базы КрАЗ-260 было изготовлено несколько комплектов передвижной буровой установки ПБУ-200М, рабочее и дополни- тельное оборудование не претерпело при этом значительных изменений. Рис. 40. Буровой блок ПБУ-200 Буровой блок (рис.40) предназначен для бурения водозаборных скважин трехшарошечными долотами вращательным способом с прямой промывкой глинистым раствором. Буровой блок смонтирован на шасси автомобиля КРАЗ- 255Б с приводом трансмиссии от двигателя базового автомобиля. Все узлы бу- рового блока, кроме коробки отбора мощности, установлены и закреплены на сварной раме, которая, в свою очередь, крепится к лонжеронам рамы автомоби- ля через деревянные прокладки с помощью стремянок. В состав бурового блока входят мачта с механизмом подачи, трансмис- сия, гидропривод, электрооборудование, пневматическая система, управление буровым блоком. Мачта 16 (рис. 41) предназначена для крепления элементов трансмиссии и узлов механизма подачи. Она установлена на стойках рамы с помощью двух осей. В рабочее положение мачта устанавливается с помощью двух гидроци- линдров 3. В этом случае мачта крепится двумя пальцами к башмакам, прива- ренным на задней поперечине рамы. В транспортном положении мачта опира- ется на переднюю стойку 1 и крепится к ней двумя откидными болтами. 110 Рис.41. Буровой блок (вид сбоку): 1 – стойка; 2 – бак; 3 – гидроцилиндр подъема мачты; 4, 5 и 7 – рычаги; 6 - проушина; 8, 9, 12 и 14 – пояса мачты; 10 – цапфа; 11 и 13 – ролики; 15 – кран-блок; 16 – мачта; 17 – патрубок; 18 – пульт управления; 19 – спайдер; 20 – домкрат; 21 – выносная опора; 22 –рама; 23 – рукав По направляющим мачты с помощью двух гидроцилиндров и канатов по- дачи перемещается вверх и вниз каретка с вращателем. На верхней балке карет- ки установлены фланцы, к которым крепится удлинитель мачты. Удлинитель позволяет обсаживать скважину длинными обсадными трубами (до 12 м). Удлинитель мачты оснащен канатом подачи с талевым блоком. Для устойчиво- сти установка ПБУ-200 оборудована двумя откидными выносными опорами 21. В рабочем положении выносные опоры опираются своими башмаками на опор- ные брусья, укладываемые на грунт, а в транспортном положении поднимаются вверх и фиксируются штырями. Под задней балкой рамы смонтированы два опорных домкрата 20, которые воспринимают вертикальные нагрузки, возни- кающие при подъеме бурильных труб вращателем, и передают их на грунт, раз- 111 гружая раму. С задней правой стороны бурового блока установлен гидрорас- пределитель, предназначенный для раскрепления бурильных труб в случае их затяжки при сооружении скважины. При развертывании бурового блока вдоль боковых и заднего бортов уста- навливаются рабочие площадки с ограждениями. По оси шпинделя на задней балке рамы устанавливается спайдер 19, предназначенный для удержания на весу и фиксации от проворачивания колонны бурильных труб в процессе их свинчивания и развинчивания. Трансмиссия бурового блока передает мощность от раздаточной коробки базового автомобиля к буровому инструменту и состоит из коробки 1 (рис. 42) отбора мощности, раздаточного редуктора 11 с тремя гидронасосами, предна- значенными для привода гидромеханизмов, коробки 9 передач, углового редук- тора 7, вертикального вала 6, вращателя 5, лебедки 3 и ударного механизма 2. Крутящий момент от двигателя базового автомобиля через коробку пере- дач (на четвертой прямой передаче) и раздаточную коробку передается на ко- робку отбора мощности. Выходной вал коробки отбора мощности карданным валом l2 соединяется с первичным валом раздаточного редуктора, который карданным валом соеди- няется с первичным валом коробки передач. Коробка передач через цепную пе- редачу 4 передает крутящий момент на лебедку 3 с ударным механизмом, а че- рез карданный вал 8 на угловой, редуктор. Редуктор с помощью зубчатой муфты соединяется с вертикальным валом 6. В рабочем положении зубчатая муфта устанавливается нa полумуфту углово- го редуктора, а перед укладкой мачты в транспортное положение перемещается вверх и фиксируется шариковым замком. Муфта поднимается автоматически с помощью гидравлического цилиндра. 112 Рис. 42. Трансмиссия бурового блока: 1 - коробка отбора мощности; 2 - ударный механизм; 3 - лебедка; 4 - цепная передача; 5 - вращатель; 6 - вертикальный вал; 7 - угловой редуктор; 8,10 и 12 карданные валы; 9 - короб- ка передач; 11 - раздаточный редуктор Через трехгранное отверстие первичного вала шестерни вращателя 5 про- ходит вертикальный вал 6, закрепленный в поясах мачты на двух сферических подшипниках. Вращатель соединен шарнирно с кареткой и фиксируется в рабочем по- ложении двумя пальцами. В транспортном положении вращатель развернут влево по ходу автомобиля. К шпинделю вращателя крепится элеватор, с помо- щью которого вращатель соединяется с буровым инструментом. Гидропривод обеспечивает подъем и опускание мачты, подачу вверх и вниз каретки с вращателем, выключение зубчатой муфты вертикального вала при укладке мачты в транспортное положение, выравнивание бурового блока по уровню, поворот машинного ключа, управление спайдером и подъем лотка трубчатого блока. Для выполнения указанных операций гидропривод имеет 3 насоса - НШ-10Е-Д, Н-403Е, МН-250/100, два гидроцилиндра подъема и опус- кания мачты, два гидроцилиндра подачи, один гидроцилиндр выключения зуб- 113 чатой муфты, два гидроцилиндра опорных домкратов, один гидроцилиндр гид- рораскрепителя (поворота машинного ключа), два гидроцилиндра управления спайдером, один гидроцилиндр подъема лотка трубного блока, бак, трубопро- воды и распределительную арматуру. При включенной коробке отбора мощно- сти насосы НШ-10Е-Д, Н-403Е получают постоянное вращение от вала приво- дов насосов раздаточного редуктора, а насос МН-250/100 приводится во враще- ние от вала привода насосов через зубчатую передачу, включаемую электро- магнитной муфтой. Насос НШ-10Е-Д обеспечивает работу гидроцилиндров подъема и опускания мачты, управления спайдером, гидрораскрепителя, подъ- ема лотка трубного блока и выключения зубчатой муфты. Насосы Н-403Е и МН-250/100, обеспечивают - работу гидроцилиндров подачи и опускания каретки и гидроцилиндров опорных домкратов. В гидроси- стеме используется масло МГЕ-10А. Нормальное давление в системе гидропри- вода - 2 МПа. Электрооборудование буровой установки выполнено по двум независи- мым электрическим схемам напряжением 24 и 400 В. Низковольтное оборудо- вание предназначено для освещения бурового блока и рабочего места, аварий- ной остановки двигателя бурового блока, контроля за режимом работы двига- теля, отключения трансмиссии бурового блока при наращивании инструмента, а также для управления буровыми насосами. Источниками тока являются гене- ратор и аккумуляторная батарея автомобиля. Высоковольтное оборудование питается от электроагрегата АД-16-Т/400- 11Р, установленного в автоприцепе. Потребителями тока являются три освети- тельные лампы по 200 Вт каждая, сварочный трансформатор типа ТД-ЗОО, по- гружной насос типа 1ЭЦВ 6-10-185, приборы освещения и сигнализации, кон- трольно-измерительные приборы, установленные на щитах управления элек- троагрегатом и погружным насосом. Пневматическая система бурового блока предназначена для включения и выключения шинно-пневматической муфты раздаточного редуктора и вклю- 114 чения лебедки. Питание системы осуществляется от ресивера базового автомо- биля. Система управления буровым блоком состоит из механизма включения трансмиссии и управления коробкой передач, включением лебедки и тормозной системы лебедки, лебедкой и ударным механизмом, топливным насосом. Эле- менты управления буровым блоком расположены с левой стороны мачты. Кон- троль за работой бурового блока осуществляется по приборам, установленным на пульте 18 управления. Непосредственное управление буровым блоком осу- ществляется рычагами 4, 5 и 7. Насосный блок предназначен для приготовления и подачи промывочной жидкости (глинистого раствора) к буровому блоку в процессе бурения. Насосный блок смонтирован на шасси автомобиля КРАЗ-255Б с приво- дом трансмиссии от двигателя базового автомобиля. Все узлы насосного блока, кроме коробки отбора мощности, установлены и закреплены на сварной раме, которая, в свою очередь, крепится к лонжеронам рамы автомобиля через дере- вянные прокладки с помощью стремянок. Трансмиссия насосного блока состоит из коробки 9 (рис.43) отбора мощ- ности, раздаточного редуктора 28, двух буровых насосов 25 и 11. Коробка от- бора мощности карданным валом соединена с первичным валом раздаточного редуктора. Привод насосов осуществляется от выходного вала раздаточного редуктора через клиноременную передачу 10. С левой стороны насосного блока на раме установлен пульт 1 управления, а с правой стороны в гнездах крепятся буровые долота. В транспортном поло- жении на насосный блок устанавливаются ящик с глинопорошком и ёмкости глинистого хозяйства. 115 Рис. 43 Насосный блок: 1 – пульт управления; 2, 3,4, 15, 18 – 20 и 24 – рукава; 5 – гидроциклон; 7 – рама; 8 – кардан- ный вал; 9 – коробка отбора мощности; 10 – клиноременная передача; 11 и 25 буровые насо- сы; 13, 16, 21 и 23 – задвижки; 14 и 22 – краны; 28 – раздаточный редуктор Трубный блок. С помощью трубного блока осуществляется перевозка и механизированная подача бурильных труб к элеватору бурового блока. Труб- ный блок смонтирован на шасси прицепа 2-ПН-6М и состоит из рамы 8 (рис. 44), которая крепится своими продольными балками к лонжеронам прицепа с помощью стремянок, подъемного устройства, винтовых домкратов 6, боковых и заднего бортов. Бурильные трубы на блоке размещены в двух магазинах по 10 штук в каждом, в три ряда. Между рядами труб положены сваренные из уголкового профиля прокладки. 116 Рис. 44. Трубный блок (вид сбоку): 1 и 4 – стойки; 2 – прокладки; 3 – рама; 5 – гидроцилиндр; 6 – домкрат Внешние стойки имеют в верхней части резьбовые наконечники, на кото- рые надеваются траверсы, крепящие трубы в транспортном положении. Внеш- ние стойки приварены к раме, а внутренние являются составными. Каждая часть внутренних стоек скрепляется между собой и с рамой закладными шты- рями. Между магазинами находится устройство для подъема труб на требуемую высоту и подачи их к элеватору. Оно состоит из подъемника, тележки, гидро- цилиндра и концевого выключателя. Концевой выключатель встроен в электри- ческую цепь последовательно с катушкой электропневматического вентиля управления шинно-пневматической муфтой бурового блока. Он исключает возможность включения шпинделя вращателя во время подъема с трубного блока или при укладке на него очередной трубы. При нажиме на ролик концевого выключателя электрическая цепь управления шин- но-пневматической муфтой разрывается. Трубный блок для установки на скважине оборудован четырьмя винто- выми домкратами. В транспортном и рабочем положениях домкраты крепятся закладными штырями. В откинутом состоянии борта трубного блока образуют |