Меню Рубрики

Бензиновый двигатель для малогабаритной буровой установки

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Малогабаритная буровая установка (МБУ). Часть 1. Предисловие.

Всем здрасте. В данной статье речь будет идти о малогабаритной буровой установке которую я начал делать. Эта статья (и последующие другие части) разрабатываются для тех кто хочет самостоятельно изготовить МБУ, а так же о сумме потраченных средств на это дело.
Данной установкой я буду пользоваться для бурения шнеками глубиной до 10-12 метров. Зачем она мне нужна спросите вы? Отвечу на Ваш вопрос. Дело в том что я занимаюсь инженерными изысканиями (геодезия, геология и экология). И вот уже почти как 6 лет бурю геотехнические скважины ручным буром – на конце которого «стакан». Для того что бы пробурить этим буром хотя бы 3 метра суглинка или глины – нужно приложит не мало усилий, да и по весу данная конструкция не мало весит. А одному такое бурение доставляет большой дискомфорт – вечно в поту, под конец второй скважины (четырех — метровой) руки перестают слушаться, особенно когда глина или суглинок мягкопластичные и из бурового стакана достаются с трудом. Почему один? Дело в том что на изыскания выезжаем вдвоем. Днем выполняем топосъемку, а вечером пока один обрабатывает полученный результат – второй занимается буровыми работами. Для геологов разработан ручной бур под названием «Мечта геолога». Вот он.

Но данный девайс на заводе стоит 28 000 руб. – это раз. И опять ручной – это два.
Если рассматривать малогабаритную буровую установку изготовленную на заводе, то ценник начинается от 150 000 руб. Можно найти много различных вариантов, но, опять но – размеры установок мне не очень нравятся. У меня есть прицеп к машине и буровую на готовом прицепе я брать не хочу – заем мне второй прицеп. Тем более мой прицеп будет универсальным – и под мою МБУ и под снегоход и под жилой модуль – но это в других темах.
Многие скажут – возьми бензобур. Давали мне попользоваться – скажу сразу нет – не то. Не представлю как я таким буром буду бурить хотя бы на 4-6 метров – не говоря о 10 метрах.
И всё-таки я заморочился сделать себе МБУ.
На просторах интернета было просмотрено множество всякой информации.
И вот на чем я остановился:
1) Вся конструкция должна входить в мой прицеп (ширина/длина/высота) 1200/2000/900 мм.
2) Мотор-редуктор и лебедка должны работать от моего бензогенератора (для того что бы не быть привязанным к электричеству)
3) удобство в использовании, обслуживании и работе одним человеком.
Из охотничих спичек и сподручного материала была сделана примерная 3D модель МБУ.

источник

Принцип работы мотора редуктора для буровой установки

Бурение скважины состоит из двух основных движений буровой установки: перемещение бурового инструмента по вертикали – вверх и вниз, параллельно штоку, и непосредственно вращательного движения бура.

Вследствие этого, ямобур переносит два вида нагрузки: усилие подачи (сопротивление грунта при заглублении, либо поднятии инструмента), и сопротивление породы крутящему движению бура.

Мотор редуктор для буровой установки

То, какую эффективность обеспечит мотор буровой установки в отдельно взятом случае, зависит не только от его характеристик – мощности, крутящего момента, оборотов, но и от параметров грунта, в которых выполняется бурение скважины.

1 Назначение

В процессе бурения и обустройства скважин, переход на высокую передачу, и увеличение оборотов вала, далеко не всегда гарантирует ускорение погружения бура, так как сопротивление грунтовых пород может превышать усилие привода, вследствие чего будет повышаться стрессовая нагрузка на мотор, что будет причиной его преждевременного износа.

Особенности процесса бурения скважин обуславливают необходимость использования на буровой аппаратуре специальных приводов, которые, одновременно соединяют мотор (электрический, либо бензиновый) и редуктор для буровых установок.

Наличие редуктора в приводе позволяет преобразовать крутящий момент, который выдает двигатель, и придать валу меньшую скорость на выходе – то есть, мотор переключается на более высокую передачу, но при этом, частота оборотов бура не растет, а увеличивается усилие его подачи и мощность. Как результат — процесс бурения скважин будет идти быстрее.

В буровых установках усилие привода передается на буровой инструмент посредством трансмиссии: передачи могут быть зубчатыми, цепными, либо карданными.

Читайте также:  Установка гбо двигатель крайслер

В крупных промышленных буровых машинах в основном используются цепные передачи, в то время как для малогабаритной установки (например, портативного мини бензобура) наиболее оптимальным вариантом являются зубные передачи.

Бур, вал двигателя, и сам привод связаны в одну жесткую конструкцию, которая позволяет достичь высокого КПД работы. Единственным минусом такой системы является то, что бурение предусматривает непостоянный режим работы привода, так как при углублении меняются породы грунта, вследствие чего изменяется сила сопротивления буровому инструменту.

Планетарные мотор-редукторы ЗМП для буровых установок

На практике изменение нагрузок всегда происходит внезапно, что становится причиной ударов, чрезмерной вибрации, а иногда и заклинивания привода.

Редуктор для буровой установки позволяет оператору, в зависимости от воздействия внешних факторов, выполнять своевременную смену режимов работы мотора, что позволяет минимизировать стрессовые нагрузки на буровое устройство.

Также моторредуктор обеспечивает оптимальные показатели частоты вращения, крутящего момента и усилия подачи бура, вследствие чего ямобур показывает максимальную эффективность, при нормальном режиме эксплуатации мотора. Вдобавок ямобур будет работать и надежнее, и дольше.
к меню ↑

2 Какой принцип работы мотора редуктора?

Мотор-редуктор представляет собою привод, который в одном корпусе соединяет два разных устройства – мотор и редуктор. Они соединены в один блок, при этом, ведущая «зубчатая передача» редуктора, смонтирована на вал мотора. Это предельно простой механизм, который, на практике доказывает свою надежность и эффективность.

В сфере бурения скважин, в основном, используются моторы-редукторы трех типов:

Эти редуктора отличаются друг от друга в первую очередь типом передачи.

Теперь — перейдем к подробностям. Для начала рассмотрим цилиндрический зубчатый мотор-редуктор.

Буровая установка с планетарным редуктором

Наряду с планетарным, зубчатый редуктор является оптимальным вариантом для малогабаритной буровой установки, либо бензобура. Его конструкция состоит из двух скрепленных между собой шестеренок, на которые передается усилие привода, и вследствие вращательных движений механизма выполняется преобразование скоростей.

В буровых установках наиболее востребованными являются цилиндрические редуктора, в которых оси шестерней располагаются параллельно друг другу.

Главным преимуществом таких устройств является высокий КПД работы – вследствие преобразования не теряется стартовое усилие привода. А также мини размеры, что позволяет создавать на основе таких редукторов мобильные буровые установки – бурильные бензобуры и мотобуры.

Червячный мотор-редуктор устроен по-другому.

В таких конструкциях преобразование крутящего момента двигателя происходит посредством вращения винта («червяка»). В бурении чаще всего используется двухступенчатый червячный моторредуктор.

К их достоинствам можно отнести плавность хода, бесшумность, и, что более важно, возможность автоматической остановки двигателя при предельном сопротивлении грунта, что гарантирует безопасную работу в проблемных грунтах. Червячный мотор — оптимальный вариант привода, которым может комплектоваться небольшой ямобур.

Планетарный мотор-редуктор также имеет ряд особенностей.

Планетарный редуктор для буровых установок является основой практически каждой малогабаритной модели безнобура. Современные планетарные редуктора комплектуются частотными преобразователями, которые позволяют выполнять максимально точное регулирование работы двигателя.

Мотор редуктор ЗМП для буровой установки

Сам планетарный редуктор состоит из основной шестерни, и планетарных сателлитов (небольших зубчатых колес), которые установлены на водиле – оси, соединяющей все элементы редуктора.

У планетарных редукторов есть два преимущества, которые, в большинстве случаев, делают его использование в буровых установках предпочтительней аналогов: высокая эффективность преобразования крутящего момента привода и компактные габариты.
к меню ↑

2.1 Особенности моделей

Для начала рассмотрим двухступенчатые цилиндрические механизмы.

Мотор-редуктор 4МЦ23 80 — имеет следующие преимущества:

  • Широкий выбор настройки оборотов на выходном валу;
  • Конические роликовые подшипники делают конструкцию более устойчивой к осевым нагрузкам;
  • Вертикальное исполнение мотора.
  • Небольшой крутящий момент;
  • Без качественной смазки быстро выходит из строя;
  • «внутренности» корпуса достаточно хрупкие.

Мотор-редуктор ТСН 00.760 хорош по следующим причинам:

Мотор редукторы МЧ80-90-53 для буровых установок

  • Простая и надежная конструкция;
  • Компактные размеры;
  • «Выносливость»;
  • Ремонтопригодность;
  • Широкий выбор двигателей: 2.3, 3, 4 кВт.
  • Нормальная эксплуатация возможна только на наклонных установках;
  • Невысокие максимальные обороты – 51.6 об\мин;
  • Слабые подшипники;

Упомянем и планетарные механизмы.

Мотор-редуктор 3МП-40 имеет следующие плюсы:

  • Широкий диапазон передаточных чисел (3 передачи);
  • Бесшумная работа;
  • Проектировался для вертикальной установки;
  • Мини размеры (оптимальный вариант для портативного бензобура).
  • Нежная конструкция, которая слабо подходит для сложных условий работы;
  • Используются слабые шариковые подшипники.
Читайте также:  Установка двигателя ззр 400

источник

Виды буровых машин и плюсы бурения скважин малогабаритной техникой

Бурить скважину на небольшом земельном участке целесообразнее при помощи малогабаритных буровых машин. Это связанно с тем, что большие буровые машины менее манёвренные и в разы тяжелее, что за частую вызывает дополнительные сложности.

Виды буровых машин и их классификация

На сегодня имеется огромное количество разнообразных бурильных машин, различающихся своими размерами и эксплуатационно-техническими характеристиками.

Всех их можно условно разделить на несколько типов, в зависимости от ряда признаков:

  • Глубина бурения.

По этому признаку все установки бывают небольшой глубины, предназначенные для бурения скважин до 50 м. Средней глубины — от 50 до 600м. Глубинные, которые могут бурить глубокие артезианские скважины, заглублением более 600 м. и более. К слову, самая глубокая скважина в истории была пробурена в России, в Мурманской области, и глубина её составляет 12 200 м.

Глубина бурения зависит от преследуемой работами цели. К примеру: геологическая разведка недр; водоснабжение; добыча нефти и газа; обустройство буронабивных свай и установка столбов.

Машины для бурения бывают оснащены дизельными или бензиновыми, электрическими двигателями, или электрогидравликой.

  • Самоходные, буксируемые и стационарные.

Самоходные буровые бывают на гусеничном или пневматическом ходу. Первые монтируются на базе бульдозеров, экскаваторов, трелёвочных тракторов. Пневматические установки помещаются на шасси грузовиков и колёсных тракторов. Несамоходные установки выполняются в виде прицепов, либо в переносном варианте.

Стационарные буровые — это массивные установки, предназначенные для глубинного бурения или добычи полезных ископаемых. Другое наименование стационарных установок — буровые вышки.

По типу вращения бурильные машины бывают роторными и подвижными. Роторные буровые применяются для устройства скважин в мягких и среднеплотных грунтах, а подвижные — для пробивания твёрдых почв и скальных пород.

Крупногабаритные установки представляют собой стационарные вышки, собираемые на месте бурения из отдельных элементов. Мобильные малогабаритные установки имеют компактные размеры и перемещаются с места на место, как правило, без разборки на отдельные узлы и агрегаты.

Малогабаритные буровые установки

Для бурения скважин на приусадебных и дачных участках в большинстве случаев используют малогабаритные бурильные машины, способные маневрировать в пространстве, ограниченном надворными постройками и садово-огородными насаждениями.

В некоторых случаях, малогабаритные буровые могут исполняться в быстроразбрном варианте, позволяющем оперативно собирать и разбирать установку. Как и все другие установки для бурения, малогабаритные аппараты подразделяются на различные классы по предназначению, глубине и диаметру бурения.

Наибольшая глубина бурения мобильных буровых составляет около 50м, диаметр — до 25см. Кроме устройства водоносных скважин, малогабаритные установки могут использоваться для монтажа электрических опор, установки свай и столбов для ограждений.

Ручные агрегаты

Для устройства неглубоких водозаборных скважин и отверстий для установки столбов и опор применяются переносные высокомобильные агрегаты, которые ещё называются мотобурами. Питание их производится от электродвигателя, либо двигателя внутреннего сгорания.

Транспортировать мотобуры ещё проще, нежели малогабаритные установки. Для этого можно использовать легковые автомобили с прицепами, пикапы или небольшие грузовички.

Состоят ручные мотобуры из шнека, соединённого с ним редуктора и двигателя. Двигатель передаёт на редуктор крутящий момент, который затем изменяется по скорости вращения и направлению. Кроме того, в зависимости от модификации, мотобуры снабжаются ручками для переноски, колёсами для передвижения, системой управления и штангами-удлинителями. Они дают возможность бурить скважины глубиной до 10-20м.

Заключение

При желании, пробить скважину на приусадебном участке вполне возможно и без использования механической техники. В российской глубинке до сих пор можно встретить доморощенных специалистов, забивающих трубы для обустройства скважин, без использования спецтехники. Для таких целей используются молоты-копры и специальные конструкции-треноги.

Однако, гораздо проще применить для этих целей мобильную бурильные машины. Малогабаритные машины для бурения скважин зарекомендовали себя как отличные помощники, позволяющие человеку освободиться от тяжёлой работы по обустройству скважин. Также они позволяют существенно уменьшить затраты времени и сил на бурение скважины для воды или установки строительных конструкций.

Читайте также:  Двигатель 21083 установка коленвала

источник

Статьи — своими руками

Из словаря буровика

Знаете ли Вы, что означает этот термин?

Динамический уровень скважины — уровень воды в скважине при работающем насосе определенной производительности. Т.е. для насоса 3 куба в час динамический уровень составляет «N» метров от поверхности земли.

Заказчик должен понимать язык буровика, чтобы правильно оценивать ситуацию во время процесса или читая статьи на строительных форумах.

Вращатель для малогабаритной буровой установки

Двигатель для МГБУ — что выбрать?

Правильный выбор мотор-редуктора для малогабаритной буровой установки — залог успешного бурения скважин на воду. Прежде чем приобретать тот или иной вращатель, нужно определиться с методом бурения, а также применяемым буровым инструментом. От этого зависит какая нужна будет мощность (крутящий момент) и какие потребуются обороты на валу вращателя.

К примеру, характеристики установки разведывательного бурения УРБ 2А2 на базе ЗИЛ-130 которая позволяет бурить любые скважины на воду следующие — 20-300 об/минуту на вращателе и крутящий момент 3500 н.м. для бурения сухим способом — шнеками D135 на глубину 30-40 метров необходим крутящий момент 2500-3500 Н.м. и обороты около 100 об/мин. выдать такие характеристики можно только с помощью привода в виде автотракторного палубного дизеля мощностью 50-80 Квт. поэтому бурение шнеками и малогабаритная буровая установка малосовместимы.

Чаще всего бурение на МГБУ выполняется методом прямой промывки, т.е. подачи бурового раствора к рабочему инструменту — шарошечному долоту или пикобуру. Для такого метода бурения нужна гораздо меньшая мощность так как инструмент работает только на забое, пятно контакта а следовательно и усилия невелики, а вынос породы происходит за счет работы бурового насоса. Крутящий момент необходимый для такого метода составляет примерно 250-500 Нм, такой момент можно получить с простого электрического мотор-редуктора мощностью 2-3 кВт.

Теоретически можно конечно увеличить мощность до 6-7 квт но тогда необходимо менять конструкцию каркаса установки, делать делать его в виде стрелы или П-образным с раскосами жесткости. Обороты вращателя для работы на работы на малогабаритных установках как правило находятся в диапазоне 50-90 об/минуту. Это связано с тем что шаткость конструкции и малая точность изготовления вращающихся деталей на больших оборотах может вызвать сильную вибрацию и биение колонны буровых штанг и обрыв соединений. Для бурения мягких пород до 4-й категории буримости (глины, супеси, пески) таких оборотов и крутящего момента вполне достаточно.

Естественно что разработкой мотор-редукторов именно для малогабаритных установок никто специально не занимался. Чаще всего просто применяют стандартные двигатели от агрегатов используемых в сельском хозяйстве и промышленности. Три основных редуктора которые устанавливают на МГБУ это редуктор ТСН 00.76 от привода наклонного транспортера навозоуборочного комплекса, или общепромышленные редуктора 3МП-40 или 3МП-50. приводом для этих редукторов является фланцевый асинхронный электродвигатель трехфазного тока мощностью 2.2 кВт и выдающий 1500 оборотов в минуту.

1. Редуктор ТСН 00.76

Этот мотор-редуктор в просторечии именуемый «навозник» является самым оптимальным и популярным вращателем для малогабаритных буровых установок. Его преимущества — надежность и простота конструкции, легкодоступность (продается в любом крупном агромаше) и ремонтопригодность, запчасти есть в том же агромаше почти всегда в наличии. Минусом является большой вес (95 кг), хотя иногда это является преимуществом — обеспечивается дополнительное давление на буровой инструмент и сравнительно малое количество оборотов на валу — 56 об/минуту.

2. Редукторы 3МП-40 и 3МП-50

Редукторы 3МП-40 и 3МП-50 являются близнецами, их разница только в крутящем моменте на валу. Они выдают порядка 80 об/минуту, но их конструкция более сложна чем у ТСН, это планетарные редуктора с сателитными шестернями как в мостах автомобилей. Они выпускаются в двух видах — для горизонтальной схемы установки — на лапах и для вертикальной с фланцевым соединением. Данные редуктора весят немного меньше чем ТСН и лучше подходят для установки на переносную МГБУ. Но как правило в большинстве фирм торгующих промышленным оборудованием такой редуктор и запчасти к нему заказная позиция со сроком поставки около месяца.

Цена эти редуктоов на 15-20% дороже чем ТСН.

источник