Буровая установка ГБУ-20 «Святогор»

 

Буровая установка ГБУ-20 «Святогор»ГБУ-20 «Святогор» — это полностью гидрофицированная буровая установка грузоподъемностью 20 000 кгс и крутящим моментом на подвижном вращателе 1500 кгс*м. Рабочий ход вращателя составляет 6600 мм. Конструкция установки позволяет использовать обсадную трубу длиной до 12м. ГБУ-20 комплектуется буровой лебедкой со свободным сбросом и тяговым усилием 5000 кгс. В качестве дополнительной опции установка может оснащаться гидрозахватами. Подвижным, установленным на каретке вращателя, и предназначенным для спуска/подъема обсадной колонны и неподвижным, установленным в нижней части мачты, предназначенным для удержания обсадной колонны.

Мачта.

Основным несущим элементом мачты является труба диаметром 351мм и толщиной стенки 9мм (поз 1) с приваренными к ней двумя направляющими из уголка 100х100 (поз 2). При максимальной осевой нагрузке в 20 000 кгс, крутящем моменте 1500 кгс*м и в крайнем верхнем положении вращателя коэффициент запаса прочности составляет 1,79. На мачте по направляющим (уголок 100х100) перемещаются с помощью гидроцилиндров две каретки. На нижней каретке  установлен вращатель  с механизмом отвода для освобождения устья скважины при работе лебедкой. Также на нижней каретке шарнирно закреплены гильзы двух боковых гидроцилиндров  гидравлического удвоителя хода. Штоки боковых гидроцилиндров шарнирно закреплены на несущем кожухе выполненном в виде фермы. Кожух и верхняя каретка являются единой несущей конструкцией, перемещающейся по направляющим мачты при помощи центрального гидроцилиндра, установленного внутри несущей трубы мачты и закрепленного шарнирно к несущей трубе мачты с одной стороны и к верхней траверсе  кожуха с другой. На верхней траверсе установлен крон-блок. Такая конструкция позволяет избежать боковых нагрузок на гидроцилиндры и при рабочем ходе центрального цилиндра равном 3300 мм и развиваемому усилию в 20 000кгс, а также рабочим ходам боковых гидроцилиндров 3300 мм и усилию на каждом из них 10 000кгс обеспечить ход вращателя 6600 мм и усилие вверх/вниз 20 000 кгс. Гидроцилиндры подачи подключены к гидросистеме дифференциально, т.е. при движении вниз давление подается в штоковую полость центрального гидроцилиндра а при движении вверх и в штоковую и в поршневую. Аналогично работают и боковые гидроцилиндры, за исключением того что при движении вниз давление подается и в поршневую и в штоковую полости, а при движении вверх только в штоковую. Такая схема подключения привода каретки вращателя с гидравлическим удвоителем хода позволяет обеспечить постоянство скорости каретки при выбранном режиме работы и постоянство усилия на вниз/вверх и возможность плавной регулировки этих параметров в процессе работы. Применение в гидросистеме регулируемых насосов позволяет осуществить плавное изменение скорости перемещения каретки от 0 до 0,7м/сек.

Вращатель.

Основным элементом редуктора вращателя является планетарный редуктор бортовой передачи автомобиля МАЗ с номинальным значением передаваемого момента равным 3000 кгс*м. Также во вращателе используются шестерни заднего моста КАМАЗа, что повышает как надежность узла, так и его ремонтопригодность.

Вращатель имеет две механические передачи с передаточным отношением 3,43 и 10. Привод вращателя осуществляется от двух гидромоторов с объемом по 250 см3/оборот. Применение в гидросистеме регулируемых насосов позволяет осуществить плавное изменение оборотов вращателя 0-100 об/мин при Мкр=1500 кгс*м на 1-й передаче и 0-290 об/мин при Мкр=500 кг*м на 2-й передаче.

Технические характеристики буровой установки ГБУ-20 «Святогор»

Общие технические характеристики  
Максимальный крутящий момент на шпиндель вращателя1500 кгм
Осевое усилие на шпиндель вращателявверх 20 000 кг
Примечание: осевое усилие вниз позволяет проводить статическое зондирование.вниз 11 000 кг
Максимальный ход вращателя6600 мм
Привод перемещения кареткиСистема гидравлических цилиндров
Расстояние от нижней точки шпинделя вращателя от землив верхнем положении 7 880 мм
в нижнем положении 1 280 мм
Расстояние от оси кроонблока до землив верхнем положении вращателя 13000 мм
в нижнем положении вращателя 9700 мм
Рабочее давление в гидравлической системе180 Бар
Максимальная глубина:
Шнеками d = 230 мм100 м (определяется геологическим разрезом)
С промывкой долотом Ø 161 мм800 м (определяется производительностью бурового насоса)
С продувкой250м (определяется производительностью компрессора)
Базовый комплект навески ГБУ-20 «Святогор»:Вращатель
Каретка 
Мачта
Рама
Опора передняя
Гидробак
Стол буровой
Лебедка буровая
Пульт управления
Управление лебедкой
Кронблок
Кожух мачты
Ограждение рамы
Мат под аутригеры
Элеватор
Вилка подкладная
Дополнительное оборудование:Буровой насос НБ-50 / НБ32
Буровой насос НБ-4
Копрессорная станция КВ-10/10
Копрессорная станция АК-9/10
Виброгаситель
Гидрозажим нижний
Гидрозажим верхний
Гидрораскрепитель
Контейнер инструментальный
Фиксатор наклонного бурения
Серьга для анкера
Технические характеристики основных узлов
Вращатель бурового инструментаПодвижный, одношпиндельный, с гидравлическим приводом (гидромотор 310…160), с возможностью отвода вращателя и освобождения створа скважины, с двумя механическими и тремя гидравлическими передачами
Передаточное число механической передачи3.4310
Число оборотов шпинделя, об/мин
Крутящий момент, кгм1500 кгм
КареткаПодвижная, с приводом подачи от системы гидроцилиндров, с плавным изменением скорости движения и режимом статического зондирования
Скорость перемещения каретки вращателя, м/сек0-0,7
Буровая лебедкаГидроприводная с механизмом свободного сброса
Грузоподъемность, кгс5,000
Скорость спускоподъемных операций, м/сек1.5
Управление фрикционом и тормозомГидравлическое
Буровой столСъемно-разводной, для проведения спуско-подъемных работ бурового инструмента
Максимальный проходной диаметр, мм800
Проходной диаметр вкладыша190
Грузоподъемность, кгс20,000
Элеватор
Максимальный передаваемый крутящий момент, кгм1,500
Гидрораскрепитель
Крутящий момент, кгм3,500