Основні види бурових станків: незмінні принципи і постійне поліпшення

Трохи історії 

Бурові станки застосовуються вже кілька тисячоліть. Ще у кам’яному віці люди зрозуміли, що обертальний рух при добуванні вогню можна використовувати і для свердління. І використовували це знання цілком успішно. Так, свердловини, пробурені у Єгипті більше 2 тис років тому, досі справно подають воду.

У шестисотих роках до нашої ери китайський філософ Конфуцій згадував про свердловини глибиною до півкілометра. Їх пробурили ударно-канатним способом. До бамбукових жердин кріпили важкі металеві зубила, на конопляних канатах підвішували над забоєм і скидали вниз. Долото дробило породу. Частки, які при цьому утворювалися, вимивали водою і вузьким відром вичерпували наверх. Цей метод роботи винайшов древній інженер Лі-Пен. Основні типи бурових станків і донині використовують такі способи роботи.

Типи бурових станків визначають за методами буріння

За способами впливу на ґрунт бурові машини підрозділяються на: станки ударної дії; станки обертального дії; станки ударно-обертального дії. Розглянемо їх докладніше.

Станок буровий ударний. З назви видно, що для роботи він використовує удар. Зараз існують три модифікації таких машин. Тепер ту, що розробив Лі-Пен, провидитьу дію мотор, а на буровому снаряді є поворотний замок. Канат при підйомі натягується і розкручується, обертання передається снаряду масою від 1 до 3 т. При падінні вільний канат сам собою закручується, і поворотний замок фіксує його в новому положенні. Долото б’є по сектору забою. При наступному підйомі снаряд знову обертається і завдає удар по іншому сектору. Це запобігає застряванню. Ударно-канатний метод має два суттєвих недоліки:

– через велику інерційність снаряда частота ударів низька, а значить – мала продуктивність;

– оскільки долото підвішене на канаті, агрегат бурить тільки вертикальні свердловини.

Сімейство станок буровий ударний включає ще два типи:

Гідроперфораторні. Їх приводний механізм укріплений над землею. Він б’є по штанзі, яка передає удар на долото. У міру поглиблення свердловини штангу нарощують. Такий спосіб передачі енергії вносить обмеження: чим глибше йде бур, тим довше і важче штанга, зростає інерційність, деформації. Гідроперфораторні установки бурять вертикальні і похилі свердловини діаметром до 150 мм.

Бурові станки і установки з пневмоударником – найпоширеніші. По суті пневмоударник – це різновид відбійного молотка. Такі машини високопродуктивні, можуть прокладати вертикальні і похилі свердловини діаметром від 76 до 305 мм.

У станків обертальної дії на коронці є ріжучі кромки – пір’я. При обертанні бур зрізає ґрунт і швидко поглиблюється. Але цей спосіб підходить лише для ґрунтів малої і середньої твердості. На твердих коронка швидко стирається.

У ряді моделей удари поєднуються з обертанням коронки. Такі види бурових станків називаються ударно-обертальними. До цього типу можна віднести ще шарошечні, хоча вони і не мають пневмоударного механізму. Їх робочий орган – шарошка щільно притискається до забою і швидко перекочується. Зуби б’ють за матеріалом, сколюють і дроблять шматки.

Детальніше про улаштування різних типів бурових станків читайте тут. 

Кар’єрні бурові станки: у твердий камінь, як у масло

Бурові станки для відкритих гірничих робіт в основному прокладають свердловини під вибухівку. Серед найпоширеніших – шведські машини Sandvik. Про те, як зарекомендував себе один з видів продукції цієї компанії – мобільні дробарки – читайте тут. 

Один із найбільших – 140-тонний Sandvik 1190E – призначений для обертального і пневмоударного буріння. Може прокладати свердловини діаметром від 229 до 349 мм на глибину до 85 м.

Кар’єрний буровий станок Smart Roc D60 може автоматично бурити і нарощувати штанги. Відрізняється низькою витратою пального. Станок бурить свердловини діаметром від 110 до 178 мм і глибиною до 56 м.

У створенні кар’єрних бурових станків бере участь безліч фірм: Atlas Copko, Busyrus, Harnischfeger R & H, Sandvik Mining and Construction Driltech, Caterpillar, Intertrack, Gardner-Denver, Ingersoll-Rand, Denison, Mannesmann-Rexroth, Vickers, Vane, Cummins, Komatsu, GM . Вони вдосконалюють виконавчі механізми, управління, привід агрегатів. Один з напрямків – гідрофікація приводів. Коли всі механізми через компресор і маслонасосну станцію приводить у дію один мотор, це зменшує вагу машини і полегшує регулювання.