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        鉆壓表表盤計算及其在鉆機上的應(yīng)用

        2015-07-09 03:56:56姜建建
        地質(zhì)裝備 2015年4期
        關(guān)鍵詞:動盤孔底控制閥

        姜建建

        (連云港黃海機械股份有限公司,江蘇 連云港222062)

        鉆壓表是鉆機液壓傳動系統(tǒng)的壓力指示器,用以顯示液壓系統(tǒng)的壓力,并可根據(jù)它來控制鉆孔孔底壓力,指導(dǎo)進(jìn)行加壓或減壓鉆進(jìn)。此外,亦可顯示鉆具稱重時的數(shù)據(jù)。

        1 鉆壓表表盤計算

        結(jié)合圖1鉆機液壓系統(tǒng)原理圖可以計算稱重、加壓鉆進(jìn)和減壓鉆進(jìn)時所受的力,具體如下:

        鉆機稱重時所受的力:

        鉆機加壓鉆進(jìn)時所受的力:

        式中:N——給進(jìn)油缸數(shù)量;

        P——系統(tǒng)壓力,MPa;

        D——給進(jìn)油缸缸徑,mm;

        圖1 鉆機液壓系統(tǒng)原理圖

        d——給進(jìn)油缸活塞桿徑,mm。鉆機減壓鉆進(jìn)時所受的力計算等同于稱重時的力。

        2 鉆壓表在鉆機上應(yīng)用

        鉆壓表由指針、刻度表盤、表殼及緩沖器等組成。儀表殼體內(nèi)充以一定數(shù)量的甲基硅油??潭缺肀P設(shè)有“靜盤”和“動盤”兩個表面?!办o盤”上的綠色內(nèi)圈為液壓系統(tǒng)壓力刻度值單位MPa,液壓系統(tǒng)的工作壓力可直接從該內(nèi)圈上讀出?!办o盤”上的黃色外圈刻度值,是根據(jù)回轉(zhuǎn)器給進(jìn)油缸下腔的承壓面積與其液壓系統(tǒng)壓力的乘積而刻制的,其刻度從零開始按順時針方向增大,單位為kN,作為鉆機鉆具稱重時使用?!皠颖P”上的紅色字與刻度線,是根據(jù)回轉(zhuǎn)器給進(jìn)油缸上腔的環(huán)形承壓面積與其液壓系統(tǒng)壓力的乘積而刻制的,其刻度值單位為kN,作為加壓鉆進(jìn)時使用?!皠颖P”上的黑色字與刻度線,是根據(jù)給進(jìn)油缸下腔的承壓面積與其液壓系統(tǒng)壓力的乘積而刻制的,其刻度值單位為kN,作為減壓鉆進(jìn)時使用。

        通過計算可以得出稱重壓力P和力F之間的一組數(shù)據(jù),同樣可以得出加壓鉆進(jìn)、減壓鉆進(jìn)的每組數(shù)據(jù),通過這些數(shù)據(jù)可以繪制出如下圖2靜盤和圖3動盤表盤刻度。

        2.1 鉆具稱重

        首先將鉆具提離孔底,再將液壓操縱閥的立軸給進(jìn)控制閥手柄置于“稱重”位置上且完全關(guān)閉給進(jìn)控制閥的針閥,調(diào)整多路換向閥手輪使系統(tǒng)壓力為零,此時給進(jìn)油缸的上腔與油箱相通,下腔被封閉,鉆具重量完全被下腔油壓所平衡,孔底壓力指示器靜盤上指針指示的黃色刻度值即為鉆具重量。

        圖2 靜盤刻度(例)

        圖3 動盤刻度(例)

        2.2 加壓鉆進(jìn)

        根據(jù)地質(zhì)條件計算出孔底所需壓力值,例如需30kN,而鉆具重量小于30kN,則加壓值應(yīng)為30kN-鉆具重量=加壓值。如果鉆具重量為10kN,則加壓值應(yīng)為20kN。旋轉(zhuǎn)動盤使加壓給進(jìn)刻度的10kN刻度線對準(zhǔn)靜盤稱重刻度的0刻度線并鎖定動盤。

        將立軸給進(jìn)換向閥操縱手柄置于下降位置。調(diào)整給進(jìn)控制閥的調(diào)節(jié)螺蓋按逆時針方向旋轉(zhuǎn)并鎖定,此時調(diào)整液壓操縱閥的調(diào)壓閥手輪,將指針指向并保持在動盤加壓刻度的30kN處即可。給進(jìn)速度的快慢取決于給進(jìn)控制閥調(diào)整的程度。逆時針調(diào)整,給進(jìn)速度加快;順時針調(diào)整,給進(jìn)速度變慢。

        2.3 減壓鉆進(jìn)

        根據(jù)地質(zhì)條件計算出孔底所需壓力值,例如需30kN,而鉆具重量大于30kN,則減壓值應(yīng)為鉆具重量-30kN=減壓值。如果鉆具重量為50kN,則減壓值應(yīng)為20kN。旋轉(zhuǎn)動盤使減壓鉆進(jìn)的20kN刻度線對準(zhǔn)靜盤稱重刻度0刻線處并鎖定動盤。

        將立軸給進(jìn)換向閥操縱手柄置于上升位置。調(diào)整給進(jìn)控制閥的調(diào)節(jié)螺蓋按逆時針方向旋轉(zhuǎn)并鎖定,此時調(diào)整多路換向閥組前部的調(diào)壓閥手輪,將指針指向并保持在動盤減壓鉆進(jìn)刻線的零刻度線處即可。

        [1]成大先.機械設(shè)計手冊第四版第4卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

        [2]馮德強.鉆機設(shè)計[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,2005.

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