Рис. 2. Установка ударно-канатного бурения УК.С-30М.

От электродвигателя через клиноременную передачу вращение передается на главный вал, от которого приводятся все рабочие механизмы: через зубчатые передачи барабаны желоночной и талевой лебедок и ударный механизм, а через цепную передачу барабан инструментальной лебедки. Отключаются эти передачи фрикционными муфтами, расположенными на главном валу.

С помощью ударного механизма буровой снаряд получает в скважине возвратно-поступательное движение, поднимаясь над забоем и падая на него под действием собственной массы. Буровой снаряд опускают в скважину на инструментальном канате, который, огибая направляющий и оттяжной ролики ударного механизма и инструментальный блок мачты, сматывается с инструментального барабана.

При подъеме, когда буровой снаряд свободно висит над забоем, из-за скручивания каната снаряд поворачивается на некоторый угол. В результате удар долота наносится после каждого сбрасывания по новому месту, и скважина приобретает цилиндрическую форму. По мере углубления скважины инструментальный канат сматывается с барабана, обеспечивая непрерывную работу долота на забое.

Установка имеет три частоты вращения главного вала, а следовательно, и разное число ударов бурового снаряда по забою. Частоту вращения главного вала изменяют сменой шкивов на валу электродвигателя. Ход бурового снаряда регулируют перестановкой пальцев в кривошипах ударного механизма. В процессе бурения на забое скважины скапливается шлам, снижающий эффективность ударов долота. В этом случае прекращают углубку скважины, поднимают буровой снаряд на поверхность, а в скважину на желоночном канате 6 опускают желонку для очистки забоя от шлама.

При бурении неустойчивых пород скважину закрепляют обсадными трубами, которые опускают на талевом канате с помощью талевой лебедки. Эта же лебедка служит и для извлечения из скважины обсадных труб. В верхней части мачты смонтированы три талевых блока, что позволяет применять с целью увеличения грузоподъемности лебедки талевую оснастку.

Рис. 3. Главный вал установки УКС-22М1.

Станина установки состоит из рамы, поворотного и неповоротного колесных ходов. Рама выполнена из балок двутаврового сечения и швеллеров. В нижней части: она имеет кронштейны для установки колесных ходов, а в верхней — боковые фермы для установки оттяжной рамы ударного механизма и соединения с мачтой. На раме крепится ограждение установки.

Главный вал — распределительный орган установки. Через него вращение от электродвигателя передается всем рабочим механизмам установки.

Главный вал с приводным шкивом вращается на трех роликовых радиально-сферических подшипниках, установленных на раме установки. На валу расположены три шестерни и звездочка, каждая со своей фрикционной муфтой. Шестерня с фрикционной муфтой служит для привода талевого барабана, шестерня с фрикционной муфтой желоночного, а шестерня с фрикционной муфтой ударного механизма. С помощью фрикционной муфты и звездочки включается инструментальный барабан. Корпуса фрикционных муфт посажены на главный вал на шарикоподшипниках.

Отключаются и включаются фрикционные муфты при помощи передвигающихся на валу специальных муфт связанных с рычагами управления. Из них две крайние-односторонние, служащие для включения фрикционных муфт желоночного и инструментального барабанов, а средняя — двусторонняя поочередно включает ударный механизм и талевый барабан.

При выключении фрикционных муфт главный вал свободно вращается в своих опорах. Ведущая часть каждой фрикционной муфты состоит из основного диска со шлицами, закрепленного на главном валу шпонкой. На втулку основного диска последовательно посажены фрикционные кольца, диски с наружными зубьями и диски с внутренними зубьями (шлицами). Для сжатия фрикционных дисков имеется нажимной диск. На резьбовом конце основного диска навернута регулировочная гайка с тремя шарнирно-закрепленными на ней кулачками включения. В корпусе муфты имеются внутренние шлицы, в которые входят диски. В результате давления кулачков на нажимной диск муфта включается. Корпус муфты и насаженная на него шестерня начинают вращаться вместе с главным валом.

Рис. 4. Конструкция фрикционной муфты. Позиции даны в тексте.

Для более быстрого размыкания дисков сцепления при выключении внутри корпуса муфты установлено шесть отжимных пружин 8. Конструкция всех четырех фрикционных муфт одинакова.

Для регулировки сцепления дисков муфты служит стопор.

Ударный механизм, преобразующий вращательное движение главного вала в возвратно-поступательное движение бурового снаряда, состоит из ударного вала с шестерней, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней главного вала, оттяжной рамы, шатунов и кривошипов. С помощью кривошипов и шатунов вращательное движение ударного вала преобразуется в качательное движение оттяжной рамы с установленным на ней оттяжным роликом. При этом инструментальный канат, огибающий оттяжной ролик, при качательном движении рамы будет поднимать буровой снаряд над забоем и сбрасывать его. При движении оттяжной рамы вниз канат через оттяжной ролик передает усилия на пружины амортизатора, которые обеспечивают плавный, без рывков, подъем бурового снаряда.

При обратном движении оттяжной рамы снаряд свободно падает на забой скважины.

Инструментальная лебедка служит для спуска и подъема бурового снаряда и регулирования его положения на забое во время бурения.

Вал барабана лебедки свободно вращается в двух радиально-сферических подшипниках, корпуса которых находятся на раме установки. На левом конце вала при помощи клиновых шпонок закреплена звездочка цепного привода барабана. Барабан с тормозным шкивом, установленный на шпонках на валу, разделен диском на две части. На одной части (большей) барабана помещена резервная часть каната, на второй — рабочая. Делают это для того, чтобы канат не сминался и не повреждался при бурении. По мере углубления скважины резервная часть каната сматывается. Конец каната закрепляют канатным зажимом. Опорные подшипники барабана смазывают через масленки.

Рис. 5. Ударный механизм установки УКС-22М1

Рис. 6. Инструментальная лебедка. Позиции даны в тексте.

Барабаны желоночной и талевой лебедок установлены на одной оси, но каждый имеет самостоятельный привод через зубчатые передачи от главного вала. С помощью барабана желоночной лебедки опускают и поднимают желонку при чистке скважины от шлама. Талевая лебедка служит для спуска и подъема обсадных труб.

Конструкция желоночного и талевого барабанов-аналогична инструментальному, только талевый барабан не имеет делительного диска.

Тормоза всех трех барабанов — ленточные, с фрикционными накладками.

Мачта установки — телескопическая, состоит из нижнего и верхнего звеньев. С помощью мачты осуществляют все спуско-подъемные операции как при бурении, так и при ликвидации аварий в пределах ее грузоподъемности. С рамой мачта соединена шарнирно. В рабочем положении она опирается на два винтовых домкрата, разгружающих шарнирное соединение.

Установленная мачта раскрепляется трубчатыми растяжками, а для большей устойчивости — дополнительно четырьмя канатными растяжками, концы которых крепят к специальным якорям, установленным в грунте. Для осмотра и обслуживания верхних блоков мачты верхнее звено оборудовано рабочей площадкой с ограждениями.

Монтаж и демонтаж мачты проводят при помощи механизма подъема, расположенного на неповоротной оси колесного хода рамы установки.

Механизм подъема мачты состоит из червячного редуктора, барабана и системы неподвижных роликов. На конце червяка редуктора установлено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с шестерней желоночного барабана. При включении желоночного барабана вращение передается на барабан редуктора. Подъемный канат наматывается и мачта поднимается в вертикальное положение с последующим выдвижением верхнего звена из нижнего. При транспортировке мачта укладывается в горизонтальное положение, причем верхнее звено входит в нижнее.

Рычаги управления для удобства и безопасности работы бурового мастера расположены в левом переднем углу буровой установки.

Управление фрикционными муфтами ударного механизма и талевого барабана осуществляется одним рычагом, а фрикционными муфтами инструментального и желоночного барабанов — рычагом посредством вилки с сухарями.

Тормозами барабанов управляют с помощью рычагов. Тормозное устройство представляет собой стальную ленту с прикрепленной к ней фрикционной Рокладкой. Лента, огибая тормозную шайбу барабана, абегающим концом жестко крепится к раме.

Рис. 7. Рычаги управления установкой. Позиции даны в тексте.

На опорной раме около рычагов управления смонтирован кнопочный пускатель электродвигателя.