19.5 Схема пневматичного керування буровою установкою Уралмаш-3д

Схема пневматичного керування буровою установкою Уралмаш 3Д складається з схем пневматичного управління агрегатами енергетичного і вишково-лебідкового блоків.

Рисунок 19.25 – Схема пневматичного управління агрегатами енергетичного блоку бурової установки Уралмаш 3Д

Управління системи стисненим повітрям здійснюється компресорами 1 та 2 (рис. 19.25), що мають привід від трансмісій силових агрегатів і від електромотору і з’єднаним загальним повітропроводом з повітрозбірником 3, на якому встановлений манометр і запобіжний клапан. Між компресорами і повітрозбірниками встановлені зворотні клапани 4 і масловідділювач 5, в якому окрім мастила частково осідає і волога. Проникнення мастила в шино-пневматичну муфту і шланги виводить їх з ладу, тому працювати без масловідділювача забороняється.

Повітрозбірник 3 призначений для вирівнювання тиску в системі пневматичного керування. Завдяки вмісту в системі запасу стисненого повітря компресор тривалий час може не працювати. Повторно компресор включається тільки після того, як тиск в системі впаде до найменшого допустимого. При автоматичному керуванні компресором найвищий тиск обмежується регулятором тиску 54.

Повітрозбірник має відводи з вентилями, до яких приєднані лінії повітропроводу. Від повітрозбірника стиснене повітря через конденсатор 6 потрапляє в магістраль.

Магістраль М₁ обслуговує керування шино-пневматичними муфтами, що з’єднують вали дизелів з трансмісійними валами, створюючи необхідну схему передачі потужності в потрібному напрямі для приводів бурових насосів чи лебідки. Ця магістраль обслуговує керування п’ятьма силовими агрегатами, підключенням бурових насосів і компресора з контрприводом.

Інша магістраль М₂ обслуговує підключення коробки швидкостей А спуско-підйомного агрегату, | , шино-пневматичних муфт 26 і 27, гальмівного пневмоциліндру 34, стрічкового гальма, ключа АКБ-3М2 , пневмоциліндру 46, приводу ПКР (пневматичного клинового захвату) і пневморозріплювача 45.

Окремі ділянки повітропроводу служать для подачі стисненого повітря, що рухається тільки в одному напрямку. По іншим трубам повітря і подають і випускають (див. рис. 19.25, 19.26).

Рисунок 19.26 - Схема пневматичного керування агрегатами вишково-лебідкового блоку бурової установки Уралмаш 3Д

Керування одношківними і двошківними агрегатами. Усі двоклапанні крани мають по два відводу П і М і отвір а (рис. 19.25), що з’єднує його порожнину з атмосферою. Відвід П приєднаний до магістралі стиснутого повітря, а М через вертлюжок 8 (силовий агрегат || одношківний), - з порожниною шино-пневматичної муфти 9.

При включенні крану стиснене повітря з магістралі через вертлюжок попадає на муфту, що обертається, яка затискує шків і поведе вал. Потім з муфти через вертлюжок і отвір а вийде в атмосферу. Муфта при цьому від’єднається від валу. Так за допомогою двоклапанних кранів включаються усі муфти.

Силовий агрегат з двома шківами | приводу окремого насосу має дві шинно-пневматичні муфти 10 і 50. Муфта 10 від’єднує понижувальний редуктор з трансмісійним валом В₁, а муфта 50 зв’язує між собою дві ділянки трансмісійного валу. Ці муфти керуються двоклапанними кранами 11 і 52, встановленими і зв’язаними з муфтами 10 і 50 так як і кран 7.

Схема силового агрегату ||| аналогічна схемі керування силового агрегату з двоклапанними кранами 11 і 53.

Силовий агрегат V має ту ж схему керування, що і силовий агрегат ||, також від аналогічного крану 49.

Трансмісія В₃ силового агрегату |V шино-пневматичними муфтами 12 з’єднується з понижувальним редуктором, а муфтою 13 - з привідним валом коробки швидкостей А. На привідному валу коробки швидкостей встановлена також муфта 14, призначена для гальмування валів коробки швидкостей.

Шино-пневматичну муфту 12 вмикають двоклапанним краном 15. Шино-пневматичними муфтами 13 і 14 керують чотириклапанним краном 47 (рис. 19.26), що забезпечує блокування цих муфт таким чином, що при включенні муфти 13 автоматично вимикається муфта 14 і, навпаки, при відключенні муфти 13 автоматично вмикається муфта 14, що закріплена на корпусі коробки швидкостей і загальмовуючи її вали, що обертаються.

Привід бурового насосу від двох дизельного блоку. Включенням муфт 9 і 10 за допомогою кранів 7 і 11, потужність від двох силових агрегатів | та || сумується на трансмісійному валу В₁. Підключаючи муфту 50 за допомогою крану 52 можливо передати сумарну потужність на привідний шків бурового насосу.

Привід бурового насосу від трьох дизельного блоку. Потужність від любих трьох силових агрегатів |||, |V, V при включенні шинно-пневматичних муфт 9, 10, 12 за допомогою двоклапанних кранів 11, 15, 17 сумується на трансмісійному валу В₂ і при включенні муфти 51 за допомогою крану 53 передається на привідний шків бурового насосу. Для зупинки бурового насосу (відключення шино-пневматичної муфти 51) з пульта бурильника використовують електропневматичний розприділювач 32.

Привід коробки швидкостей. Потужність від трьох силових агрегатів трьохдизельного блоку включенням муфт 9,10 та 12 за допомогою клапанних кранів 11, 15 та 7 сумуються на трансмісійному валу В₃ і через спарені шино-пневматичні муфти 13 включенням крану 41 передається на привідний вал коробки швидкостей. Таким чином за допомогою двоклапанних кранів 7, 11 і 15 можна підключити чи відімкнути любий з трьох силових агрегатів.

Керування компресором з контр приводом. Компресор 1 має клинопасовий привід від трансмісійного валу одношківного силового агрегату V. Керувати муфтою приводу компресору 16 можна автоматично за допомогою регулятора тиску 17 і електропневматичного вентиля 18 чи вручну з пульта дизеліста краном 19, встановленим перед радіатором дизеля одношківного силового агрегату.

При автоматичному керуванні кран 19 повинен бути виключений, а вентиль (електорпневматичний) і регулятор тиску – ввімкнені в електромережу бурової установки .В випадку пониження тиску до мінімального значення, на який відрегульований регулятор тиску 17, останній включає електромагнітну котушку електропневматичного вентиля 18. Клапани вентиля 18 стають в таке положення, при якому повітря з магістралі отримує доступ в шинно-пневматичну муфту компресора 16, що починає працювати. Як тільки тиск в системі піднімається до найбільшого значення, на який відрегульований регулятор тиску 17, останній включає котушку електропневматичного вентиля 18. При цьому клапани вентиля, переміщуючись, з’єднують муфту компресора з атмосферою.

Якщо автоматичне керування компресорами пошкоджено, можна перейти на ручне за допомогою крану 19, поставивши електричний вимикач в положення «вимкнено». Лінії повітропроводу, направлені від крану 19 і електропневматичного вентиля 18 до шино-пневматичної муфти компресора 16, з’єднуються в клапані переключення 20, який, пропускаючи стиснене повітря в муфту від одного з живлячих її трубопроводів. Автоматично перекриває доступ повітря в інший трубопровід.

Керування компресором з електроприводом. Керування компресором з електроприводом можливо за допомогою перемикача, встановленого на пульті бурильника (ручне керування), і регулятора тиску 54 (автоматичне керування ). Регулятор тиску , під’єднаний до нагнітальної магістралі ,в залежності від тиску повітря в мережі замикає чи розмикає електросхему керування електродвигуном приводу приводу компресора. Компресор при дотриманні заданого тиску автоматично зупиняється, а при падінні тиску до визначеного значення – автоматично вмикається.

Для полегшення запуску компресорних станцій застосовують розвантажувальні пристрої (для компресорної станції з електроприводом розвантажувальний пристрій 47, а з контр приводом 48), що відключає компресор в момент запуску на декілька секунд від повітропроводу, що знаходиться під тиском. Це необхідно для набору компресором нормальної кількості обертів.

Керування муфтами барабану. Швидка і «тиха» швидкості барабану лебідки включають шинно-пневматичні муфти 27 і 26, повітря до яких попадає через здвоєний вертлюжок 21. Керують цими муфтами за допомогою чотири клапанного крану 42, встановленого на пульту бурильника. Для швидкого зниження тиску в муфтах в момент відключення встановлені розрядники 30.

Для контролю тиску в пневмосистемі на пульту бурильника розміщений манометр 28. Чотрьохклапанний кран 42 блокує включення муфт барабану таким чином, що одночасно включення муфт 27 («тихі швидкості») і 26 (« швидкі швидкості») неможливо. Кран 42 вмикає муфту 26, автоматично вимикає муфту 27, і навпаки. Вентиль 35 дає можливість відімкнути кран 31 для ремонту.

Керування пневматичним циліндром гальма лебідки. В буровій лебідці передбачена можливість гальмування стрічковим гальмом за допомогою пневмоциліндру 34, керують яким за допомогою гальмівного крану 31, встановленого на пульту бурильника.

Повітря до гальмівного крану підводять через фільтр 33, тиск в гальмівному пневмоциліндрі 34 контролює манометр 43. На повітряній магістралі , що підводить стиснене повітря до пневмоциліндра 34, встановлені клапан переключення 20 і дросель 40. При перепідйомі талевого блоку спрацьовує кінцевий вимикач, тросик 39 виходить з рамки 38 і вона під дією вантажу переключає крани 24 і 36 таким чином, що кран 24 випускає повітря з крану 42 (вимикаються муфти 26 і 27), а кран 36 подає стиснене повітря в пневмоциліндр 34. Клапан переключення відсікає гальмівний кран 31. Для недопущення різкого гальмування барабану повітря в пневоциліндр подають через дросель 40.

Керування приводом ротора. Двоклапанний кран 23 включення ротора з’єднаний з колектором 25 і керує шино-пневматичними муфтами 29, при включенні яких починає обертатися стіл ротору. Стиснене повітря до муфт 29 підводять через клапан-розрядник 30, який забезпечує швидке відключення муфт .

Керування пневморозкріплювачем. Пневморозкріплювачем 45 керують за допомогою чотирьох клапанного крану 55, з‘єднаного трубопроводом з колектором 25. При середньому положенні, коли рукоятка крану керування, а також права і ліва сторони пневматичного циліндру сполучені з атмосферою, пневморозкріплювач знаходиться в відключеному стані. При провертанні рукоятки до відмови в праву чи ліву сторони стиснене повітря буде подаватися в праву чи ліву сторони пневмоциліндру. Якщо повітря буде подаватися в праву частину пневмоциліндру, то ліва буде автоматично сполучена з атмосферою, подаючи повітря в ліву частину пневмоциліндру, а права буде автоматично сполучена з атмосферою. Стиснене повітря з пневматичного циліндру в атмосферу виходить поступово через отвір малого перерізу в крані керування, створюючи повітряний демпфер. Завдяки цьому виключаються удари поршня в торцеві стінки пневматичного циліндру і пневморозкріплювач працює плавно, без різких поштовхів.

Керування ключем АКБ-3М2. Ключем АКБ-3М2 37 керують з пульта 44 керування ключем (рис. 19.26), до якого підведене стиснене повітря по магістралі. На пульті виконані дві рукоятки керування багатоходовими кранами, з’єднаними шлангами з пневмоциліндрами ключа.

Керування пневматичним клиновим захватом ПКР зводиться до керування за допомогою педального крану 47 пневматичним циліндром 46, який піднімає чи відпускає клиновий захват (рис. 19.25, 19.26) .

Установка кінцевого вимикача. Кінцевий вимикач чи протизатаскувач (рис. 19.27) розміщується на спеціальній рамі і складається з двохклапанних кранів 24 і 36, зблокованих загальною траверсою 38 (рис. 19.25), що з’єднує їх рукоятки. Тросик 39, що уходить на вишку і з’єднаний з траверсою 38, підтримує рукоятки кранів в припіднятому положенні. У випадку підйому талевого блоку вище допустимого верхнього положення тросик 39, що йде за талевим блоком вгору, вириває шплінт 5 (рис. 19.25). Рукоятки кранів 24 і 36 (рис. 19.26) під дією встановлених на неї вантажів падають вниз, переключаючи крани.

Рисунок 19.27 – Схема установки кранів кінцевого вимикача

В положенні на рис. 19.27 кінцевий вимикач ще не спрацював, кран 24 стоїть в положенні «Ввімкнено», повітря з магістралі вільно поступає через кран 24 до крану 42, у той час кран 36 стоїть в положенні «відключено», закриваючи подачу стиснутого повітря в порожнину пневмоциліндру 34 гальма лебідки .

При спрацюванні кінцевого вимикача кран 34 стає в положення «включено» і закриває доступ стисненого повітря до крану муфт барабану 42, з’єднуючи одночасно порожнину муфти 27 чи муфти 26 з атмосферою. В той час кран 36 стає в положення «включено», відкриваючи стисненому повітрі доступ в пневмоциліндр 34 гальма (рис. 19.25, 19.26).

Таким чином, одночасно проходить відключення валу барабану від приводу і автоматичне загальмовування барабану повним зусиллям пневмоциліндру. При гальмуванні ручка гальма під дією провертає вал пневматичногог циліндру гальмівного валу опускається в крайнє положення, вказуючи, що протизатягувач спрацював.

При швидкій подачі повітря в пневматичний циліндр 34 гальма, барабан загальмовується майже миттєво. Щоб не допустити надлишково різке гальмування в повітропроводі, ведучому від крану 36 кінцевого вимикача до пневматичного циліндра гальма, в прямій трубній муфті між двома ущільнювальними гумовими прокладками встановлена дросельна шайба 40 з прохідним отвором діаметром 3,0 мм, завдяки якому проходить зі значною затримкою, а опускання гальмівної ручки і загальмовування барабану – плавно. Користуватися кінцевим вимикачем при відсутності дросельної шайби забороняється.

На рис. 19.27 схематично показано натягнення тросу кінцевого вимикача на буровій вишці. Крани кінцевого вимикача змонтовані на стійці 7 і закриті кожухом 6. Стійку 7 при монтажі приварюють до рами лебідки і позаду пульта бурильника. Тросик 1, прив’язаний до шплінта 5, продітому в отвір траверси 3 і розведеному на 90⁰, огинає блок 2, закріплений на горизонтальному елементі вишки, і закріплюється на такому ж елементі з іншої сторони вишки.

Горизонтальний відрізок тросика 1 протягують на висоті, що відповідає найвищий точці безпечного підйому талевого блоку. Висота підйому талевого блоку за лінію тросика не повинна перевищувати 6 м при найвищий швидкості лебідки.

Для надійного підхватування тросика протизатаскувача талевим блоком на останні кріплять по краях дві захватні скоби. Вільний кінець 4 тросика 1 (довжина його повинна бути не менше 7-10 м) потрібно прив’язати так, щоб його легко було дістати рукою при повторній установці шплінта (рис. 19.27).

Протизатягувач призначений тільки для включення механізму підйому при помилці бурильника в управлінні. Користуватися протизягувачем при нормальній роботі забороняється.

Для управління шино-пневматичними муфтами в бурових установках використовують прямоточну систему живлення обертових муфт стисненим повітрям. В такій системі при включенні муфти постійно сполучуються з повітрозбірником, тому тиск в працюючій муфті, що обертається дорівнює тиску в повітряній магістралі. Контролювати цей тиск можна по манометру, встановленому на пульту бурильника. Можливість контролю за тиском стиснутого повітря в муфті, що обертається при зменшенні тиску нижче допустимого ліміту дозволяє зупинити механізм без проковзування гальмівних колодок муфти по гальмівному шківу, що супроводжується значним виділенням тепла і, що призводить, як правило, до згоряння гумового балону.

Стиснене повітря, що подається в компресор 1 (рис. 19.28) через повітрозбірник 2, потрапляє в повітроосушувальний апарат 3 і далі до крану керування 4. Коли рукоятка крану стоїть в положенні В (включено), повітря через клапан розрядник 5, вертлюжок 6 і порожнину валу 7 поступає в шино-пневматичну муфту 8. Вертлюжок з’єднує нерухому частину повітропроводу з валом, що обертається, на якому закріплена муфта. Муфта під дією стиснутого повітря затискує гальмівний диск 9, закріплений на валу 10 і заставляє його обертатися. Коли рукоятка крану стоїть в положенні О(відкрито), магістраль стиснутого повітря перекрита, а порожнина шино-пневматичної муфти з’єднується з атмосферою через клапан – розрядник 5.

Рисунок 19.28 – Схема прямоточного живлення шинно-пневматичних муфт стисненим повітрям:

1-компресор; 2-повітрозбірник; 3-повітроосушувальний апарат; 4-кран керування; 5-клапан-розрядник; 6-вертлюжок; 7- порожнина вала; 8-шино-пневматична муфта; 9-гальмівний диск;10-вал

Прямоточна система живлення в поєднанні з герметичними і працездатними вертлюжками володіє високою ступінню надійності і забезпечує продуктивну роботу бурових установок на найбільш раціональних режимах.

33