Спосіб керування бурошнековою машиною

Реферат: Винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до способів керування бурошнековими машинами й може бути використаний для керування бурошнековими машинами. З метою підвищення надійності бурошнекової машини за рахунок зниження пускового моменту, пускового струму й часу пуску в хід основного електропривода (4) обертання шнекового бура (6), а також зниження тягових зусиль на замкових з'єднаннях шнекового бура керування бурошнековою машиною здійснюють у такий спосіб. Для буріння свердловини включають додатковий привод (5) обертання шнекового бура (6) й подають механізмом подачі (7) шнековий бур (6) на вибій. Одночасно плавно збільшують швидкість обертання додаткового привода (5) обертання від нуля до значення, яке менше, ніж швидкість обертання основного електропривода (4) обертання шнекового бура (6). Вимірюють кут повороту вихідного шпинделя й при досягненні кута повороту принаймні 360 кутових градусів включають основний електропривод (4) обертання й відключають додатковий привод (5) обертання шнекового бура (6). Бурять свердловину на довжину однієї секції шнекового бура (6), зупиняють основний UA 97832 C2 (12) UA 97832 C2 електропривод (4) обертання шнекового бура й механізм подачі (7) шнекового бура, після роз'єднання вихідного шпинделя від секції шнекового бура (6) відводять механізм подачі (7) у бік, протилежний напрямку буріння, зупиняють механізм подачі (7). Після нарощування чергової секції шнекового бура (6) процес керування бурошнековою машиною повторюють до завершення буріння свердловини на проектну довжину. Для виймання шнекового бура зі свердловини відводять механізмом подачі (7) шнековий бур (6) у бік, протилежний напрямку буріння, на довжину однієї секції шнекового бура при включеному додатковому приводі (5) обертання шнекового бура (6), причому швидкість його обертання встановлюють меншою, чим швидкість обертання основного електропривода (4) обертання шнекового бура (6). Зупиняють механізм подачі (7) шнекового бура й додатковий привод (5) обертання шнекового бура. Після добування однієї секції шнекового бура (6) механізм подачі (7) шнекового бура подають у бік свердловини до контакту вихідного шпинделя з наступною секцією шнекового бура й з'єднують їх. Далі процес повторюється до повного виймання шнекового бура зі свердловини. UA 97832 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до способів керування буровими машинами й може бути використаний для керування бурошнековими машинами. Відомий спосіб керування бурошнековою машиною, при якому здійснюють забурювання бічних коронок при мінімальній швидкості обертання привода обертача й невеликій подачі, зупиняють привод обертача й подачу, забирають забурювальний пристрій, включають привод обертача й подачу, виконують буріння свердловини на довжину однієї секції шнекового постава, зупиняють привод обертача й подачу, відводять бурову каретку в протилежне крайнє положення, після нарощування чергової секції шнекового постава, процес повторюють до завершення буріння свердловини, потім для виймання зі свердловини шнекового постава здійснюють подачу в бік, протилежний напрямку буріння, виймають одну секцію шнекового постава, подають бурову каретку вперед і з'єднують її із черговою секцією шнекового постава, процес повторюють до повного виймання шнекового постава із пробуреної свердловини (Морев А.Б., Котлярский И.А., Мудряк В.А.. Бурошнековые установки для выемки угля. М.: - Недра, 1973. С. 38, § 3, абзац 5, 6, 7). Недоліком відомого способу керування є виникнення великих пускових моментів в трансмісії потужного привода обертача й великих пускових струмів при бурінні кожної секції шнекового постава, що знижує надійність бурошнекової машини. Найбільш близьким по суті й досягуваному результату є спосіб керування бурошнековою машиною, при якому для буріння свердловини включають електропривод обертання шнекового бура й подають механізмом подачі шнековий бур на вибій, бурять свердловину на довжину однієї секції шнекового бура, зупиняють електропривод обертання шнекового бура й механізм подачі шнекового бура, виконують доворот шнекового бура в положення, зручне для розкриття замкових з'єднань, після роз'єднання вихідного шпинделя й секції шнекового бура відводять механізм подачі шнекового бура в бік, протилежний напрямку буріння, зупиняють механізм подачі шнекового бура, після нарощування чергової секції шнекового бура процес керування бурошнековою машиною повторюють до завершення буріння свердловини на проектну довжину, а для виймання шнекового бура зі свердловини відводять механізмом подачі шнековий бур в бік, протилежний напрямку буріння при включеному електроприводі обертання шнекового бура, зупиняють механізм подачі шнекового бура, виконують доворот шнекового бура в положення, зручне для розкриття замкових з'єднань, після виймання однієї секції шнекового бура механізм подачі шнекового бура подають в бік свердловини до контакту вихідного шпинделя з наступною секцією шнекового бура й з'єднують їх, керування бурошнековою машиною для виймання шнекового бура повторюють до повного виймання (Комплекс бурошнековый добычной БШК-2ДМ. Руководство по эксплуатации БШК2ДМ.00.00.000 РЭ. ДонУГИ, 1992г., стор.70, 71, 72, 73). Недоліком відомого способу, взятого за найближчий аналог, є великий пусковий момент і великий пусковий струм електродвигуна привода обертання шнекового бура при бурінні кожної секції шнекового постава. Це пояснюється тим, що процес буріння свердловини завжди супроводжується її скривленням. Скривлення (відхилення від прямолінійності) обумовлені численними факторами: зміною міцності вугілля й вміщуючих порід, зміною жорсткості шнекового бура, напрямком кліважу, зміною потужності пласта і його гіпсометрії, станом різального інструменту, майстерністю машиніста. У місцях скривлення свердловини між лопатами шнекового бура й стінкою свердловини виникає підвищене контактне тертя й часткове різання. Довжина свердловини досягає 100 м і більше. Якщо додатково врахувати, що шнековий бур в свердловині заповнений відбитим вугіллям, а різці на коронках упираються в вибій, то пусковий момент і пусковий струм електродвигуна привода обертача шнекового бура будуть кратно перевершувати номінальні значення. Різко збільшується також час пуску в хід приводного електродвигуна. Це призводить до значних струмових навантажень на електродвигун і на електричну мережу, що спричиняє нагрівання електродвигуна і його захисне відключення, що знижує надійність роботи бурошнекової машини. Крім того, великий пусковий крутний момент приводить до інтенсивного зношування замкових з'єднань шнекового бура й впливає на редуктор виконавчого органа бурошнекової машини, що перебуває в свердловині. Редуктор виконавчого органа має обмежену передатну потужність (момент) через обмеження габаритних можливостей. Це призводить до зниження надійності шнекового бура й виконавчого органа бурошнекової машини. В результаті знижується продуктивність, зростають витрати на ремонтні роботи. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу керування бурошнековою машиною, при якому для буріння свердловини включають додатковий привод обертання шнекового бура, плавно збільшують швидкість його обертання від нуля до максимального значення, причому це максимальне значення встановлюють меншим, ніж швидкість обертання 1 UA 97832 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 основного електропривода шнекового бура, вимірюють кут повороту вихідного шпинделя, і при досягненні кута повороту не менше 360° включають основний електропривод обертання шнекового бура й відключають додатковий привод обертання шнекового бура, а для виймання шнекового бура зі свердловини відвід механізму подачі шнекового бура в бік, протилежний напрямку буріння здійснюють при включеному додатковому приводі обертання шнекового бура, швидкість обертання якого встановлюють менше швидкості обертання основного електропривода обертання шнекового бура, що в підсумку приводить до зниження пускового струму й пускового моменту на трансмісії шнекового бура, за рахунок чого підвищується надійність бурошнекової машини, збільшується ресурс, знижуються витрати на ремонт, підвищується ефективність бурошнекової технології. Для вирішення поставленої задачі в способі керування бурошнековою машиною, при якому для буріння свердловини включають основний електропривод обертання шнекового бура й подають механізмом подачі шнековий бур на вибій, бурять свердловину на довжину однієї секції шнекового бура, зупиняють основний електропривод обертання шнекового бура й механізм подачі шнекового бура, після роз'єднання вихідного шпинделя й секції шнекового бура відводять механізм подачі шнекового бура в бік, протилежний напрямку буріння, зупиняють механізм подачі шнекового бура, після нарощування чергової секції шнекового бура процес керування бурошнековою машиною повторюють до завершення буріння свердловини на проектну довжину, а для виймання шнекового бура зі свердловини відводять механізмом подачі шнековий бур в бік, протилежний напрямку буріння на довжину однієї секції шнекового бура при обертовому шнековому бурі, зупиняють механізм подачі шнекового бура й привод обертання шнекового бура, після виймання однієї секції шнекового бура механізм подачі шнекового бура подають в бік свердловини до контакту вихідного шпинделя з наступною секцією шнекового бура й з'єднують їх, керування бурошнековою машиною для виймання шнекового бура зі свердловини повторюють до повного виймання, відповідно до винаходу, для буріння свердловини включають додатковий привод обертання шнекового бура, плавно збільшують швидкість його обертання від нуля до максимального значення, причому це максимальне значення встановлюють меншим, ніж швидкість обертання основного електропривода обертання шнекового бура, вимірюють кут повороту вихідного шпинделя й при досягненні кута повороту не менше 360° включають основний електропривод обертання шнекового бура й відключають додатковий привод обертання шнекового бура, а для виймання шнекового бура зі свердловини відвід механізму подачі шнекового бура в бік, протилежний напрямку буріння, здійснюють при включеному додатковому приводі обертання шнекового бура, швидкість обертання якого встановлюють менше швидкості обертання основного електропривода обертання шнекового бура. Нижче наведені причинно-наслідкові зв'язки між суттєвими ознаками винаходу і технічним ефектом, що досягається. Включення додаткового привода обертання шнекового бура, плавне збільшення швидкості його обертання від нуля до максимального значення, яке вибирають меншим, ніж швидкість обертання основного електропривода обертання шнекового бура, вимір кута повороту вихідного шпинделя й при досягненні кута повороту не менше 360° включення основного електропривода обертання шнекового бура й відключення додаткового привода обертання шнекового бура дозволяє істотно знизити пускові навантаження на шнековому бурі й у редукторі привода обертача. Істотно знижується вплив великих пускових струмів на приводний електродвигун, шахтну мережу й пускозахистну апаратуру. Додатковий привод обертання шнекового бура має великий номінальний пусковий момент і малу швидкість обертання, що істотно знижує його потужність і енергоспоживання. При зменшенні швидкості обертання додаткового привода шнекового бура також зменшуються сили тертя в шнековому бурі. За рахунок цього, також знижується пусковий момент. Плавне збільшення швидкості обертання шнекового бура від нуля до деякої величини, меншої ніж швидкість обертання основного електропривода обертання шнекового бура, дозволяє, з одного боку, усунути великий пусковий момент і пусковий струм, за рахунок плавного навантаження трансмісії й, з іншого боку, дозволяє обійтися малопотужним додатковим приводом обертання (за рахунок малої швидкості його обертання). В свою чергу мала частота обертання шнекового бура спричиняє додатковий ефект у вигляді зниження моменту сил тертя в шнековому бурі, що знижує пусковий момент у трансмісії шнекового бура. Крім того, контроль кута повороту шнекового бура на 360° обумовлений тим, що при повному повороті шнекового бура відбувається часткове підрізання лопатами шнека (при нерухливому механізмі подачі) стінок свердловини в скривлених місцях, а також підрізається вибій опертими в нього ріжучими коронками. Саме при повному повороті шнекового бура різко зменшуються сили тертя й часткового різання лопатей і коронок, різко зменшується підвищений опір у місцях 2 UA 97832 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 скривлення свердловини. Тому, включений потужний основний електропривод обертання шнекового бура легко підхоплює момент тертя руху шнекового бура. За рахунок цього виключаються великі пускові струми й пускові моменти, зменшується час пуску в хід основного електропривода обертання, зменшуються поломки трансмісії шнекового бура, підвищується надійність роботи бурошнекової машини. Під час виймання шнекового бура зі свердловини виконують відвід механізму подачі шнекового бура в бік, протилежний напрямку буріння свердловини при включеному додатковому приводі обертання шнекового бура на зниженій швидкості обертання. Знижена швидкість обертання шнекового бура дозволяє знизити зусилля тертя між стінками свердловини й лопатами шнекового бура особливо в місцях скривлення й перегину свердловини. Обертання на невеликій частоті знижує сили тертя більшою мірою, ніж на швидкості буріння, крім того, практично відсутній реактивний момент, обумовлений вугіллям, що вивантажується. За рахунок цього зменшується зусилля виймання довгого шнекового бура зі свердловини, збільшується плавність зворотного ходу механізму подачі шнекового бура, усуваються великі розтяжні зусилля на замкових з'єднаннях шнекового бура, виключаються поломки замкових з'єднань. Пропонований спосіб керування бурошнековою машиною пояснюється кресленням, де показана бурошнекова машина. Бурошнекова машина містить раму 1 з розміщеними в ній гідроциліндрами розпору 2 і орієнтації 3, основний електропривод 4 і додатковий 5 приводи обертання шнекового бура 6, механізм подачі 7 шнекового бура, давач 8 кута повороту вихідного шпинделя. Суть запропонованого способу полягає в наступному. Після орієнтації гідроциліндрами 3 і розпору гідроциліндрами 2 рами 1 в штреку виконують буріння свердловини. Для цього включають додатковий привод 2 обертання шнекового бура 6, що виконаний, наприклад, у вигляді гідромотора. Потім плавно збільшують швидкість його обертання від нуля до максимального значення й подають механізмом подачі 7 шнековий бур 6 на вибій. Максимальне значення швидкості обертання шнекового бура 6 встановлюють меншим, ніж швидкість обертання основного електропривода 4 обертання шнекового бура 6. За допомогою давача 8 кута повороту вихідного шпинделя вимірюють кут його повороту. При досягненні кута повороту не менше 360° включають основний електропривод 4 обертання шнекового бура 6 і відключають додатковий привод 5 шнекового бура 6. Виконують буріння свердловини на довжину однієї секції шнекового бура 6 , зупиняють основний електропривод 4 обертання шнекового бура 6 і механізм подачі 7 шнекового бура 6. Після роз'єднання вихідного шпинделя від секції шнекового бура відводять механізм подачі 7 шнекового бура 6 в бік, протилежний напрямку буріння, зупиняють механізм подачі 7 шнекового бура 6. Після нарощування чергової секції шнекового бура 6 процес керування бурошековою машиною повторюють до завершення буріння свердловини на проектну довжину. Для виймання шнекового бура 6 зі свердловини відводять механізмом подачі 7 шнековий бур 6 в бік, протилежний напрямку буріння, на довжину однієї секції шнекового бура 6. При цьому одночасно включають додатковий привод 5 обертання шнекового бура 6. Швидкість обертання додаткового привода 5 встановлюють менше швидкості обертання основного електропривода 4 обертання шнекового бура 6. Після виймання, наприклад, тельфером однієї секції шнекового бура 6 механізм подачі 7 шнекового бура 6 подають в бік свердловини до контакту вихідного шпинделя з наступною секцією шнекового бура 6 і з'єднують їх. Далі керування бурошнековою машиною для виймання шнекового бура 6 зі свердловини повторюють до повного виймання. Таким чином, використання пропонованого способу керування бурошнековою машиною, забезпечує усунення пускових моментів і пускових струмів при включенні основного електропривода обертання шнекового бура, для буріння свердловин, знижує час пуску в хід основного електропривода обертання, а при вийманні шнекового бура зі свердловини знижується тягове зусилля на замкових з'єднаннях, підвищується плавність зворотного ходу механізму подачі шнекового бура. У підсумку підвищується надійність бурошнекової машини, знижується інтенсивність навантажень на шнековий бур і замкові з'єднання, скорочується час ремонтних робіт, підвищується продуктивність бурошнекової машини. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 Спосіб керування бурошнековою машиною, при якому для буріння свердловини включають основний електропривод обертання шнекового бура й подають механізмом подачі шнековий 3 UA 97832 C2 5 10 15 20 бур на вибій, бурять свердловину на довжину однієї секції шнекового бура, зупиняють основний електропривод обертання шнекового бура й механізм подачі шнекового бура, після роз'єднання вихідного шпинделя від секції шнекового бура відводять механізм подачі шнекового бура у бік, протилежний напрямку буріння, зупиняють механізм подачі шнекового бура, після нарощування чергової секції шнекового бура процес керування бурошнековою машиною повторюють до завершення буріння свердловин на проектну довжину, а для виймання шнекового бура зі свердловини відводять механізмом подачі шнековий бур у бік, протилежний напрямку буріння, на довжину однієї секції шнекового бура при обертовому шнековому бурі, зупиняють механізм подачі шнекового бура й привод обертання шнекового бура, після виймання однієї секції шнекового бура механізм подачі шнекового бура подають у бік свердловини до контакту вихідного шпинделя з наступною секцією шнекового бура й з'єднують їх, керування бурошнековою машиною для виймання шнекового бура зі свердловини повторюють до повного виймання, який відрізняється тим, що для буріння свердловини включають додатковий привод обертання шнекового бура, плавно збільшують швидкість його обертання від нуля до максимального значення, причому це максимальне значення встановлюють меншим, чим швидкість обертання основного електропривода обертання шнекового бура, вимірюють кут повороту вихідного шпинделя й при досягненні кута повороту не менше 360 кутових градусів включають основний електропривод обертання шнекового бура й відключають додатковий привод обертання шнекового бура, а для виймання шнекового бура зі свердловини відвід механізму подачі шнекового бура у бік, протилежний напрямку буріння, здійснюють при включеному додатковому приводі обертання шнекового бура, швидкість обертання якого встановлюють менше швидкості обертання основного електропривода обертання шнекового бура. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4