01.04.2014

Разработка и строительство буровой самоходной установки «Север»

Автор: Сергей Максимов, Антон Петров, Константин Головкин

Сергей Максимов, Антон Петров, Константин Головкин

Антон Петров
Инженер-конструктор

Сергей Максимов
Инженер-конструктор

Константин Головкин
Директор по развитию, «Топ Системы».

В статье показан процесс проектирования и расчетов в системе T-FLEX CAD, выполняемых для создания буровой самоходной установки.
Установка создавалась на основе приобретенных ранее комплектующих с целью освоения технологии бурения скважин на воду в условиях Северодвинского района. Решение приобретать комплектующие, а не проектировать с нуля было обусловлено необходимостью сокращения времени на разработку и постройку установки. К сожалению, приобретенные комплектующие на 70-80% пришлось переделывать (например, основание мачты) либо существенно дорабатывать.
Проектирование и расчеты производились в системе параметрического проектирования T FLEX CAD. Поскольку сроки были сжатые, работы производились на ноутбуке только в формате 3D и без оформления традиционной рабочей 2D-документации. При этом все необходимые размеры деталей уточнялись по трехмерному эскизу установки.

Комплектующие поступали двумя партиями, и наличие трехмерной модели позволило приступить к изготовлению шасси, не дожидаясь поставки всего комплекта.
После получения основных комплектующих был спроектирован, изготовлен и смонтирован на двигателе узел крепления насоса.
В установке применена двухступенчатая очистка масла гидравлической системы: установлены фильтр грубой очистки и блок фильтров тонкой очистки масла. Для тонкой очистки масла было принято решение использовать широко распространенные фильтры автомобиля «ВАЗ», поэтому пришлось поставить параллельно четыре фильтра. Для блока фильтров тонкой очистки был разработан и изготовлен специальный коллектор.
Далее производился монтаж основных агрегатов, системы гидравлики и электропроводки. Управление установкой осуществляется рулевым колесом, которое посредством червячного редуктора и рычажной передачи воздействует на поршни гидроцилиндров тормозной системы правых или левых колес. С левой стороны установки предусмотрены кронштейны для размещения буровых штанг, а с правой — аккумуляторный отсек и инструментальный ящик.

Транспортировка буровой установки осуществляется эвакуатором. На эвакуатор установка заезжает самостоятельно.
За счет небольших габаритов установка может выполнять бурение на небольших дачных участках.
В состав команды, построившей установку, вошли выпускники СевмашВТУЗа:

• С.В. Максимов и А.М. Петров (выпускники кафедры проектирования подъемно-транспортного и технологического оборудования);
  
• Д.В. Груша (выпускник кафедры технологии сварочного производства);
  
• И.А. Баранов (выпускник кафедры экономики и управления в машиностроении).
  

Активное участие в работе принимали также М.Ю. Петров и В. Сюмкин.

Назначение устройства:

• бурение с промывкой грунтов, содержащих синюю глину, алевролиты, гравелиты, доломиты, суглинки и супеси;
  
• бурение шнеком торфа, супесей, суглинков.
  

Технические характеристики буровой установки «Север»:

• передача — гидравлическая;
  
• трансмиссия — полноприводная;
  
• радиус поворота — 1,5 м;
  
• скорость движения по плотному грунту — 2 км/ч;
  
• масса — 1200 кг;
  
• габариты — 4350×1500×2250 мм;
  
• крутящий момент на вращателе — 1960 Нм;
  
• скорость вращения вала вращателя — 50-70 об./мин;
  
• усилие подъема каретки вращателя — 3 тс;
  
• глубина бурения — не более 100 м;
  
• усилие задавливания бурового инструмента без дополнительного балласта — 750 кг/с;
  
• скорость движения каретки вращателя — 0,15 м/с;
  
• рабочий ход каретки вращателя — 3,2 м;
  
• мощность силовой установки — 40 л.с.
  

Дополнительно