9.1 Устройство гидравлической системы
Гидравлическая система установки УРБ-2А-2 (рис. 9.1) состоит из маслобака Б1, двух маслонасосов (мотор-насосов) МН-250/100 (на схеме обозначены Н1 и Н2), шестеренчатого маслонасоса НШ-10НЛ (на схеме НШ), ручного маслонасоса ГН-60 (на схеме НР), используемого в аварийных ситуациях, аппаратуры регулировки, управления и контроля и рабочих органов. В качестве рабочей жидкости гидросистемы установки УРБ-2А-2 используется индустриальное масло марки И-20А. Для очистки масла от механических примесей в нагнетательных линиях насосов Н1 и Н2 установлены фильтры Ф1 и Ф2 типа ФП-7(32-25)/20.
Суммарное рабочее давление, обеспечиваемое маслонасосами установки, составляет 8,3 МПа. Для контроля давления в гидросистеме в процессе бурения в нагнетательных линиях установлены манометры М1 и М2 типа МТП-100/1-8Ж-МУ-250-2,5.
Регулировка давления в гидросистеме осуществляется игольчатыми дросселями ДР1-ДР5 типа ВИ-6, а обеспечение постоянного давления и предохранение от перегрузок – блоками предохранительных клапанов БП1, БП2 типа 32-100-1-11. К аппаратуре управления потока рабочей жидкости относятся распределители Р1–Р3 золотникового типа Р202-ФМ14 и Р102-АВ64, рукоятки которых размещены на пульте гидроуправления, и обратные клапаны Г51-21 (на схеме КО1 –КО3).
Рабочими органами гидросистемы установки УРБ-2А-2 являются реверсивный регулируемый аксиально-поршневой гидромотор подвижного вращателя ГМ, гидроцилиндр перемещения двухроликового талевого блока канатной системы подачи ЦП, гидроцилиндр подъёма мачты ЦМ, опорные гидродомкраты шасси автомобиля установки ОД1 и ОД2.
Гидромотор предназначен для преобразования гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию вращательного движения вала.
Рисунок 9.1 – Гидравлическая схема установки УРБ-2А-2
В установке УРБ-2А-2 использован аксиально-поршневой гидромотор. При давлении в гидросистеме, равном 8,3 МПа, гидромотор развивает крутящий момент 706 Н·м.
В установке УРБ-2А-2 реализован канатный механизм подачи бурового инструмента с гидроцилиндром. С его помощью обес-
печивается подъём, спуск, остановка бурового инструмента, а также создается осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент.
Максимальное усилие подачи, развиваемое гидроцилиндром, составляет 25 кН. Максимальная грузоподъёмность – 45,1 кН.
Аналогичное устройство и принцип действия гидравлической системы имеют установки – модификации модели УРБ-2А-2– самоходные буровые установки УРБ-2А2Д, УРБ-2Д3, УРБ-2М.
9.2 Работа гидросистемы при операциях с гидромотором подвижного вращателя
От насоса Н1 поток масла через фильтр Ф1 поступает в распределитель Р1 с ручным управлением. При включении распределителя Р1 в положение а «Нейтральное» масло через него направляется в сливную магистраль и поступает в маслобак. Положение а распределителя Р1 является исходным. При включении распределителя Р1 в положение б масло подаётся к гидромотору вращателя и обеспечивает правое вращение шпинделя вращателя. При включении распределителя Р1 в положение в обеспечивается реверсивное (левое) вращение шпинделя вращателя.
Для регулировки числа оборотов шпинделя вращателя и обеспечения плавного включения вращения используется дроссель вентильного типа ДР2 (регулятор частоты вращения).
Дроссель установлен на линии нагнетания, поэтому при полностью закрытом вентиле обеспечивается подача рабочей жидко-
сти в полном объеме и максимальная частота вращения. Приоткрывая дроссель, направляют часть масла на слив, ограничивая тем самым подачу жидкости к гидромотору и частоту вращения шпинделя вращателя.
Для защиты насоса Н1 от избыточного давления используется блок предохранительно-разгрузочных клапанов БП1, подключенный к нагнетательной линии.
Давление в нагнетательной линии контролируется по манометру М1. Для защиты манометра от пульсаций давления на подводящей магистрали установлен демпфер (нерегулируемый дроссель) Д1.
В установке УРБ-2А-2 прямое и реверсивное вращение подвижного вращателя используется также для операций по свинчиванию и развинчиванию бурильных труб между собой.
9.3 Работа гидросистемы при операциях с гидроцилиндром подачи
Для подъёма и подачи инструмента на забой в обычном режиме используется шестеренчатый маслонасос НШ. От насоса НШ масло через обратные клапаны КО1 и КО2 поступает в распределитель Р2, который в исходном положении включен в положение б «Подъём». Масло поступает в нижнюю поршневую полость гидроцилиндра подачи ЦП и приводит к выдвижению штока с двухроликовым талевым блоком канатного механизма подачи и поднятию вращателя вверх по мачте. Из штоковой полости масло вытесняется по сливной магистрали в маслобак Б1.
Подъём инструмента с помощью насоса НШ происходит только при закрытом дросселе ДР1 (регулятор подачи), установленном на линии нагнетания.
Чтобы остановить подъём или остановить инструмент в любом положении, достаточно полностью открыть дроссель ДР1. В этом случае масло от насоса будет проходить через дроссель ДР1 в распределитель Р3, включенный в положение б, и далее по сливной линии в маслобак.
Спуск инструмента под собственным весом осуществляется с помощью распределителя Р2, установленного в положение а «Нейтральное».
Для создания осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент необходимо переключить распределитель Р2 в положение «Вниз» в. При этом масло от насоса НШ через обратные клапаны КО1 и КО2 поступает в верхнюю штоковую полость гидроцилиндра подачи ЦП, что приводит к втягиванию штока в корпус цилиндра и обеспечивает спуск вращателя по мачте. Из поршневой полости масло вытесняется по сливной магистрали в маслобак Б1. Осевая нагрузка на забой регулируется с помощью вентиля ДР1, установленного на линии нагнетания. Поэтому наибольшее значение осевой нагрузки обеспечивается при полностью закрытом вентиле.
Для защиты системы от перегрузки в нагнетательной линии установлен клапан предохранительный КП1.
Давление в нагнетательной линии контролируется по манометру М2. Для защиты манометра от пульсаций давления на подводной магистрали установлен демпфер (нерегулируемый дроссель) Д2.
Для ускоренного подъёма и спуска бурового инструмента используется насос Н2. Масло от насоса Н2 через фильтр Ф2 и обратный клапан КО2 поступает в распределитель Р2, который должен быть включен в положение б для ускоренного подъёма инструмента или в положение в для ускоренного спуска. Управление ускоренным подъёмом и спуском вращателя при работе насоса Н2 аналогично управлению при работе насоса НШ.
От перегрузок насос Н2 защищен блоком предохранительно-разгрузочных клапанов БП2, который имеет дистанционное управление дросселем ДР3 (регулятор скорости подъёма).
Для остановки вращателя в любом приподнятом положении достаточно открыть дроссель ДР3 и масло от насоса Н2 через клапаны блока БП2 без давления пойдет на слив.
9.4 Работа гидросистемы при подъёме и спуске мачты
В установке УРБ-2А-2 управление механизмом подъёма буровой мачты гидрофицировано. Для подъёма и спуска мачты с помощью гидроцилиндра (гидродомкрата) ЦМ используется шестеренчатый маслонасос НШ.
Подъём мачты производится из транспортного положения установки, при котором вращатель находится в нижней части мачты, шток гидроцилиндра подачи ЦП полностью вдвинут в цилиндр, а поршень упирается в торец цилиндра. Для подъёма мачты необходимо переключить распределитель Р2 в положение в «Вниз», открыть дроссель ДР1 и переключить распределитель Р3 в положение в «Подъём». Масло от маслонасоса НШ через обратные клапаны КО1, КО2 и распределитель Р2 поступает в штоковую полость гидроцилиндра подачи ЦП, а через обратный клапан КО1, дроссель ДР1 и распределитель Р3 – в поршневые полости гидроцилиндра подъёма мачты ЦМ. Так как
перемещения штока гидроцилиндра ЦП не происходит, в нагнетательной линии возрастает давление, масло поступает в цилиндр ЦМ от маслонасоса НШ через дроссель ДР1 и распределитель Р3, обеспечивая выдвижение его штока и подъём мачты.
Для спуска мачты распределитель Р2 переключают в положение в «Вниз», открывают дроссель ДР1 и переключают распределитель Р3 в положение б «Спуск». От насоса НШ масло через обратный клапан КО1, дроссель ДР1 и распределитель Р3 поступает в штоковые полости гидроцилиндра ЦМ, обеспечивая перемещение штока внутрь корпуса гидроцилиндра и спуск буровой мачты буровой установки.
Для ограничения скорости истечения масла из полостей гидроцилиндра подъёма мачты используются демпферы (нерегулируемые дроссели) Д3 и Д4, установленные на подводящих к цилиндру трубопроводах.
Для предохранения системы от перегрузки при подъёме и спуске мачты используется клапан предохранительный КП1.
9.5 Работа гидросистемы при постановке и снятии опорных домкратов шасси
Для разгрузки шасси автомобиля от усилий, возникающих при бурении и подъёме инструмента, а также для удобства эксплуатации, установка снабжена гидравлическими опорными домкратами ОД1 и ОД2. Верхние полости опорных домкратов соединены с нижней (поршневой) полостью гидроцилиндра ЦП трубопроводами, в которые встроены дроссели ДР4 и ДР5. Нижние полости опорных домкратов соединены между собой и с верхней (штоковой) полостью гидроцилиндра подачи ЦП. Наличие раздельного управления опорными домкратами позволяет производить корректировку вертикального положения мачты. Для защиты системы от перегрузки при постановке и снятии опорных домкратов используется клапан предохранительный КП1.
В транспортном положении установки шток гидроцилиндра подачи ЦП полностью вдвинут в цилиндр, а поршень упирается в торец цилиндра. Для постановки опорных домкратов необходимо переключить распределитель Р2 в положение в «Вниз», распределитель Р3 – в положение а, а дроссели ДР4 и ДР5 открыть. Масло от маслонасоса НШ через обратные клапаны КО1, КО2 и распределитель Р2 будет поступать в штоковую полость гидроцилиндра подачи ЦП и в верхние полости опорных домкратов. Так как перемещения штока гидроцилиндра ЦП не происходит, в нагнетательной линии возрастет давление, обеспечивая перемещение штоков опорных домкратов вниз до упора в грунт. После выдвижения опорных домкратов на необходимую величину, дроссели ДР4 и ДР5 должны быть закрыты.
Для регулировки скорости постановки домкратов используется дроссель ДР1, через который часть масла, проходя далее по распределителю Р3, уходит на слив.
Для снятия буровой установки с опорных домкратов необходимо переключить распределитель Р2 в положение б «Вверх», распределитель Р3 – в положение а, а дроссели ДР4 и ДР5 открыть. Скорость снятия домкратов может регулироваться дросселем ДР1.
9.6 Работа гидросистемы с использованием аварийного насоса
На установке предусмотрен аварийный ручной маслонасос НР, применяемый при выходе из строя двигателя автомобиля, приводящего в действие маслонасосы Н1, Н2 и НШ. В этом случае вручную отвинчивают трубы от шпинделя вращателя, поднимают вращатель при помощи насоса НР, опускают мачту
– и установку можно транспортировать буксиром. Управление гидросистемой при работе насоса НР осуществляется так же, как и при работе с насосом НШ.

БУРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Гидравлические системы буровых станков и установок
А. А. Каракозов, И. А. Юшков, М. С. Попова, С. Н. Парфенюк, И. Д. Сагайдак

Обсудить на форуме