Описание работы гидравлической системы буровой установки УРБ 2А2

     При отказе какого-то элемента гидросистемы УРБ 2А2, найти поломку бывает сложнее, чем в механических узлах (например, вращателе или раздаточной коробке). Поиск вышедшего из строя компонента представляет трудность, чаще всего, для начинающих буровых мастеров.
Для облегчения поиска поломки и для понимания принципа работы гидравлической системы, посмотрите эту статью и иллюстрации. Здесь описана работа стандартной гидравлической схемы классической установки УРБ 2А2, которая выпускалась на заводе им. Воровского. Современные производители на своих установках применяют эту же схему с незначительными изменениями.

     Например, фильтры могут устанавливаться не напорные, а сливные, могут использоваться более современные краны, вентили, некоторые распределители и проч.

     Привод гидросистемы осуществляется от маршевого двигателя автошасси. Крутящий момент от двигателя автомобиля через коробку передач, включенную на пятую скорость, коробку раздаточную и коробку отбора мощности автомобиля карданным валом передается на ведущий вал раздаточной коробки буровой установки. От ведущего вала вращение посредством шестерен передается на валы привода масляных насосов и бурового насоса НБ32, НБ50 или на привод компрессора КСБУ 4ВУ.

     При увеличении числа оборотов двигателя автомобиля увеличивается число оборотов масляных насосов, а следовательно, и их производительность, что позволяет увеличить скорость подъема и число оборотов инструмента.

     Шестеренный насос НШ-10Л, установленный на корпусе раздаточной коробки 2-43-00 (поз. 6, см. схему ниже) служит для медленного подъема и подачи инструмента на забой, а также для подъема-спуска мачты. От насоса НШ-10Л (поз. 6) масло через обратные клапаны Г51-31 (поз. 9 (1) и 9 (2)), поступает в гидрораспределитель 1Рн203 (поз. 11(2)), который нормально должен быть включен в положение «б» (подъем), и попадает в нижнюю поршневую полость цилиндра гидродомкрата подачи (поз. 14). Подъем инструмента с помощью насоса НШ-10Л (поз.6) происходит только при закрытом вентиле ВИ-6, или Дросселе VRFB 90 3/8"(поз. 8(1) (регулятор подачи)). Чтобы остановить подъем и оставить инструмент в любом поднятом положении, достаточно вентиль 8(1) полностью открыть и масло от насоса направить на слив.

     Спуск инструмента под собственным весом можно осуществить с помощью гидрораспределителя 1Рн203 (поз. 11(2)), установив его в нейтральное положение «а».

     Для создания нагрузки на забой необходимо гидрораспределитель 1Рн203 (поз. 11(2)) переключить в положение «в» (вниз), т.е. масло от насоса направить в верхнюю штоковую полость цилиндра 14. Нагрузка на забой регулируется вентилем 8(1).

     Кроме функций распределителя жидкости, распределитель 1Рн203 (поз. 11(2)) выполняет функции дросселя. Установив рукоятку распределителя в положение, промежуточное между положениями «подъем» и нейтральным, можно регулировать как скорость подъема вращателя, так и скорость опускания его под собственным весом.

     Для предохранения системы от перегрузки в нагнетательной линии от насоса НШ-10Л (поз.6) установлен клапан предохранительный МКПВ 20/3 (поз.7).

     Для подъема или спуска мачты необходимо включать распределитель 1Рн203 (поз. 11(2)) в положение «в» (вниз); открыть вентиль 8(1) – «регулятор подачи» и включить распределитель 13 (ВММ 10.64, 1РММ6.64, ВММ6.64 и др. аналоги) в положение «подъем» или «спуск».

     Мотор-насос 1МН 250/160 без клапана, установленный на раздаточной коробке 2-43-00 (поз.2(2)), служит для подъема инструмента. Масло от мотор-насоса (поз. 2(2)) через фильтр 3(2) и обратный клапан Г51-35 (поз.4) поступает в гидрораспределитель 1Рн203 (поз. 11(2)).

Фильтр напорный ЗФГМ32-25К (поз. 3(1) и 3(2)) в нагнетательных линиях мотор-насосов на схеме указан для «классического» исполнения. Фильтроэлементы ЗФГМ32 установлены с тонкостью фильтрации 25 микрон. В настоящее время большинство производителей применяют сливные фильтры, которые устанавливаются в корпусе гидробака, что упрощает обслуживание установки и смену фильтрующих элементов. Современные сливные фильтры (например RFM 150) могут комплектоваться индикаторами загрязненности. Ассортимент фильтрующих элементов доступных для установки позволяет выбрать тонкость фильтрации от 10 до 25 мкм.

     От перегрузок мотор-насос 1МН 250/160 без клапана (поз. 2(2)) защищен предохранительно-разгрузочным клапаном МКПВ 32/3 (поз. 5(2)), который имеет дистанционное управление вентилем 8(3) (ВИ-6, Дроссель VRFB 90) - регулятором скорости подъема.

     Управление подъемом и спуском вращателя при работе мотор-насоса (поз.2(2)) аналогично управлению при работе шестеренного насоса НШ-10Л (поз.6).
Для остановки вращателя в любом приподнятом положении достаточно открыть вентиль поз. 8(3) (регулятор скорости подъема), и масло от мотор-насоса 1МН 250/160 (поз. 2(2)) через клапан предохранительный МКПВ 32/3 (поз. 5(2)), без давления пойдет на слив.

     Гидрораспределитель 1Рн203 (поз. 11(3)) обеспечивает дифференциальную работу гидродомкрата подачи (гидроцилиндра подъема вращателя). При включении его в положение «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.

     Опускание вращателя под действием собственного веса при дифференциальной работе гидродомкрата (положение «в») 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 1Рн203 (поз. 11(3)) в положение «б».

     От второго мотор-насоса 1МН 250/160 без клапана, установленного на раздаточной коробке 2-43-00 (поз. 2(1)) поток масла через напорный фильтр ЗФГМ32-25К (поз. 3(1)) поступает в гидрораспределитель 1Рн203 (поз. 11(1)), при включении которого в положении «б» или «в» масло подается к гидромотору МН 250/160 (с клапаном) вращателя и обеспечивает правое или левое вращение шпинделя, которое передаётся на буровой инструмент.

     При включении распределителя 1Рн203 (поз. 11(1)) в нейтральное положение (на схеме «а») масло через него направляется в сливную магистраль и поступает в масляный бак. Номинальный объем масляного бака в «стандартных» установках УРБ 2А2 составляет 350 л.

     От перегрузок мотор-насос 1МН 250/160 (поз. 2(1)) защищен предохранительно-разгрузочным клапаном МКПВ 32/3 (поз. 5(1)), который имеет дистанционное управление вентилем поз. 8(2) – (регулятор частоты вращения), что при необходимости, позволяет плавно включать вращение и регулировать число оборотов шпинделя вращателя (скорость вращения бурового инструмента).

     Для возможности вертикального выравнивания мачты, разгрузки шасси автомобиля от усилий, возникающих во время бурения и при подъеме инструмента, а также для удобства в эксплуатации, установка снабжена гидравлическими опорными домкратами (поз. 15(1) и 15(2)). Верхние полости опорных домкратов соединены с нижней полостью гидродомкрата подачи, установленного на мачте (поз. 14) трубопроводами, в которые врезаны вентили (поз. 8(4) и 8(5)). В качестве вентилей могут применяться традиционные Вентили ВИ-6 или более современные и надёжные аналоги, например, кран шаровый GE2 3/8'. Нижние полости опорных домкратов соединены между собой и с верхней полостью гидродомкрата подачи. Созданием давления в нижней (поршневой) полости гидроцилиндра гидродомкрата подачи (поз. 14) при открытых вентилях опорных домкратов (поз. 8(4) и 8(5)) обеспечивается выдвижение опорных домкратов на необходимую величину, после чего вентили (краны) должны быть закрыты. Наличие раздельного управления опорными домкратами позволяет производить корректировку вертикального положения мачты.
     Для снятия установки с опорных домкратов необходимо открыть оба вентиля/крана (поз. 8(4) и 8(5)) и создать давление в верхней (штоковой) полости гидроцилиндра подъема вращателя (поз.14).

     На установке предусмотрен аварийный ручной насос (поз.10), применяемый при выходе из строя двигателя автомобиля или при поломке в гидросистеме УРБ 2А2. В этом случае вручную отвинчивают буровой инструмент от шпинделя вращателя, поднимают ручным насосом (поз. 10) вращатель и опускают мачту. Управление при работе аварийного ручного насоса (поз. 10) осуществляется так же, как и при работе шестеренного насоса НШ-10Л (поз.6).
Для создания оптимального режима бурения по давлению на забой и крутящему моменту, а также для поддержания постоянного режима в процессе бурения в нагревательных линиях установлены манометры МП-3 с шкалой от 0 до 250 кг/см2 или 0-25МПа (поз.12(1) и 12(2)). В современных установках часто устанавливаются вибростойкие манометры, с заполнением незамерзающей жидкостью. 

Подробная гидравлическая схема буровой установки УРБ 2А2

+