Горизонтальное направленное бурение и новые разработки Одесского завода строительно-отделочных машин

image006.jpg

Профессионалы в области гражданского строительства еще в начале 70-х годов усомнились в эффективности использования обычных траншейных методов строительства в коммунальном хозяйстве. Неэффективность использования открытых методов, повреждение существующих коммуникаций, сложности при работе в условиях плотной городской застройки и насыщенных транспортных потоков становились общественной проблемой, которую невозможно было игнорировать.

В современном динамично развивающемся мире бестраншейные технологии с каждым годом находят все более широкое применение в отечественной и мировой практике. Благодаря основополагающим преимуществам, в числе которых, в первую очередь, следует выделить аспекты экологической и экономической эффективности внедрения бестраншейных технологий, в последние годы расширяется область средств и способов строительства трубопроводов.

Одесский завод строительно-отделочных машин представляет вниманию профессионалов первые отечественные машины горизонтального направленного бурения, модельный ряд 2010г. установки пневмоударного типа    УНБ-1, УНБ-7 и УНБ-9.

Данные установки  предназначены для горизонтального «сухого» бурения (без подачи бурильного раствора), методом уплотнения грунта по заданной траектории прокладки трассы. Контроль и корректирование направленности бурения осуществляется с помощью системы магнитной навигации.

Усилие бурения складывается из толчка (протяжки) гидромотора и воздействия пневмомолотов проходки или обратной протяжки.

Принцип действия установок заключается в том, что кроме силы толчка/протяжки, создаваемой самой установкой, прилагается сила удара молота (пневмопробойника). При осуществлении пилотной проходки, молот (пневмопробойник) «прокладывает» отверстие, а при обратной протяжке происходит расширение отверстия и «затягивание» трубы в грунт, которая входит в грунт за счет пневмоударного усилия молота (пневмопробойника) и тянущего усилия самой машины. В итоге получается, что 7-ми тонная машина с молотом обратной протяжки и используемым давлением порядка 6 атмосфер обеспечивает усилие, примерно равное усилию 10-12-тонной машины классического типа.

Преимуществами направленного «сухого» пневмобурения являются: низкие эксплуатационные и капитальные расходы на приобретение оборудования, поскольку отсутствует система подготовки и очистки бурового раствора, хорошие показатели при прохождении твердых препятствий, так как рабочий орган легко проходит через канализационные и телефонные шахты, скальные вкрапления.      Установки можно использовать как в качестве агрегатов направленного бурения, так и в качестве компактных трубопробойных машин.

Уникальность данных моделей состоит в наличии пневмоударного  воздействия пневмомолотов.  При работе сочетаются три воздействия: давление, вращение и ударное действие.

Для работы установок необходим обычный компрессор, используемый строительными организациями с номинальным расходом воздуха 6 м³/мин  и давлением 6-7 Атмосфер.
unb1.jpg

УНБ-1— предназначена для запуска из котлована для пилотной проходки и обратной протяжки каналов в почве для бестраншейной прокладки коммуникаций.


unb7.jpg

УНБ-7 — это самоходный комплекс для бестраншейной прокладки трубопроводов, работает с поверхности.

unb9.jpg

УНБ-9 относится к классу мини-буровых машин и используется как мобильный комплект для бригады, уже работающей на более мощных установках, так и для старта, начала нового бизнеса бестраншейной прокладки трубопроводов. Малые габаритные размеры машины позволяют вести работу, как из котлована, так и из готового колодца диаметром 1,2метра.  Удачная конструкция,  в которой  центр давления совпадает с  осью рамы, исключает перекос  машины при работе. Скручивание и раскручивание штанг при работе, производится при помощи специального автоматического механизма облегчающего работу оператора при одном из самых трудоемких и самых повторяющихся процессов.

Отличительной чертой пневмоударных машин является также их чрезвычайная компактность, сочетающаяся с мощными, для своих размеров, проходческими свойствами. Еще одним достоинством таких машин является их улучшенная, по сравнению с классическими машинами ГНБ,  мобильность за счет облегченной транспортировки как установок, предназначенных для запуска из котлована, так и установок, запуск которых производится с поверхности.

Именно вышеперечисленные преимущества  пневмоударных машин и послужили толчком к тому, чтобы усилия конструкторов отечественного украинского производителя бестраншейного оборудования  — Одесского завода строительно-отделочный машин – были направлены на создание машины горизонтального  направленного бурения именно пневмоударного типа.

Такое направление развития техники для бестраншейного оборудования явилось логическим шагом на пути развития основной  бестраншейной продукции завода – пробойников, которые завод серийно выпускает на протяжении более 40 лет.

В настоящее время на заводе уже изготовлены первые образцы новых машин.

Технические характеристики установок:

  1. Максимальное давление при бурении (вращение)- 14МПа (140кг/см2).
  2. Крутящий момент, не более- 1220Нм  (122 кг/м).
  3. Максимальное давление при развинчивании штанг-16 МПа (160кг/см2).
  4. Максимальное давление при поступательном движении – 8МПа (80кг/см2).
  5. Усилие подачи, не более – 72 кН (7,2т).
  6. Усилие протяжки, не более – 72 кН (7,2т).
  7. Частота вращения, не более – 100 об/мин.
  8. Максимальное давление воздуха – 0,8 МПа (8 кг/см2).
  9. Рекомендованное давление воздуха –  0,65 МПа (6,5 кг/см2).
  10. Нормативный расход воздуха, не более – 6м3/мин.
  11. Эксплуатационная мощность ДВС-22 кВт (30 л.с.).
  12. Номинальная частота вращения ДВС – 2000 об/мин.
  13. Номинальная производительность гидростанции – 75 л/мин.
  14. Длина буровых штанг УНБ 7 (самоходная) – 2м.
  15. Длина буровых штанг УМБ 9 (котлован, колодец) – 0,5м.
  16. Максимальная протяженность проходки от котлована до выхода – 100м.
  17. Диаметр пилотной скважины – 105мм.
  18. Диаметр прокладываемых труб – 110-225мм.
  19. Угол входа: 0-200 (для УНБ-7).                                      
  20. Габаритные размеры, масса см. таблицу    № 1.

Таблица №1

УНБ 9

УНБ 7

Гидростанция:

УНБ 6 – 01

длина

1370 мм

3540 мм

ширина

780 мм

1457 мм

высота

1026 м

1400 м

масса

~ 300 кг

~ 2 000 кг

Буровая:

УНБ 9 – 00

Контейнер для

оснастки

длина

1020 мм

1100 мм

ширина

620 мм

500 мм

высота

1370 мм

483 мм

масса

~ 350 кг

~ 150 кг

Кассета для

штанг (4 шт.)

длина

610 мм

ширина

240 мм

высота

725 мм

масса

~ 200 кг

Контейнер для

Оснастки

длина

1100 мм

ширина

500 мм

высота

483 мм

масса

~ 150 кг

Общая масса установки:

1800 кг

2150 кг

Таблица №2

Наименование

Параметры Количество

Буровые штанги

УНБ7

Φ45×2000 мм.

50

УНБ9

Ф45х500 мм.

50

Пневмомолот проходки

Φ105

1

Вертлюг

7,2 тн

1

Расширители

Φ 126

1

Φ 155

1

Φ 200

1

Φ 225

1

Переходник

4

Буровые лопатки

2

Устройства для зажима и

протягивания пластмассовых труб

Ф 110, 125,

1409,160,180,

200,225

По 1 шт.

Пневмомолот протяжки

Ф126

1

Фиксирующий комплект

для  вертлюга

2

При разработке машин наибольшее внимание уделялось высокой эффективности по таким параметрам как:    габаритные   размеры, производительная мощность, условия эксплуатации. При производстве машин УНБ-1, УНБ-7 и УНБ-9 используются лучшие мировые комплектующие, таких фирм как DANFOSS и LOMBARDINI.

Машины могут комплектоваться следующим оборудованием см. таблицу  № 2.

Несмотря, что предполагаемая стоимость машин, на порядок дешевле, чем стоимость аналогичных машин зарубежных производителей, отечественные машины  горизонтального направленного бурения уже сейчас находятся в центре внимания многих Европейских компаний.
magellan.jpg Локационная система — компонент бурового комплекса, без которого невозможно грамотно выполнить бурение скважины. Именно она позволяет отслеживать траекторию и управлять процессом формирования скважины. Понимая, этот важный момент конструкторским бюро завода СОМ разработана новая навигационная система «MAGELLAN».      Головка бура оснащена двумя «сильными» редкоземельными магнитами, при вращении которых создается переменное магнитное поле, к этому полю чувствителен магнитный локатор навигационной системы. Поскольку интенсивность магнитного поля на поверхности Земли от магнитов, расположенных на глубине 8м, как минимум, на три-четыре порядка меньше интенсивности магнитного поля Земли, то для выполнения навигации  предусмотрены следующие эксплуатационные приемы:

— определение параметров залегания и ориентации магнита бурильной головки проводится только при вращении бурильной головки вплоть до остановки последней;

— измерение параметров и индикация направления магнитного поля Земли являются вспомогательными операциями;

— калибровка перед началом бурения или с другой большей периодичностью, предназначена для  компенсации температурных погрешностей и временных изменений характеристик магнита, погрешности коэффициентов передачи и коэффициентов преобразования магнитных датчиков;

— измерение и компенсация магнитного поля Земли производится всегда после переноски антенны на новое место. Для этого необходимо выполнить не менее шести полных оборотов бура без его продвижения, после чего можно остановить вращение бура и, не передвигая антенну, а только проворачивая бур на небольшие углы, подбирать необходимое положение скоса на носовой части долота;

— для определения положения бурильной головки в момент ее возможного отрыва от штанги при аварийных ситуациях, что приводит к невозможности дальнейшего ее вращения, необходимо постоянно держать головку бура в «поле зрения» магнитного локатора, чтобы всегда знать последнее ее местоположение.

—  температурная зависимость потери магнитной индукции магнитами головки бура может быть учтена Потребителем только эмпирически в зависимости от времени бурения и состава грунта.

Для понимания процесса магнитной локации можно представить, что движение головки с системой вращающихся постоянных магнитов происходит внутри воображаемой трубы, диаметр которой ограничен максимальным изгибом трассы бурения, который не может превышать величину ± 10°. На рисунке 1 видно, что при удалении от антенны локатора диаметр трубы увеличивается. При необходимости уменьшения погрешности измерений в критических точках, необходимо переставлять антенну, ближе к данной точке.

Навигационная система «MAGELLAN» измеряет следующие параметры:

— удаление от бурильной головки

— расстояние от     антенны локатора до бурильной головки;

— глубину залегания бурильной головки

— длина вертикальной проекции от антенны локатора до бурильной головки;

— удаление от бурильной головки по горизонтали

— расстояние от антенны локатора до проекции бурильной головки на горизонтальную поверхность, проходящую через антенну магнитного локатора;

— угол поворота лопатки бурильной головки- положение скоса, при котором полный оборот долота вокруг оси равен  360°.   ( за начальное положение 0° принимаем горизонтальное положение скоса, приводящее к поступательному движению головки вверх при проталкивании без вращения);

— горизонтальное отклонение бурильной головки от прямой линии, направленной на магнитный локатор.

На дальнейших этапах по согласованию с Заказчиком возможен переход на принципы «эстафетной» локации с использованием нескольких магнитных локаторов, распределенных по трассе бурения. Журнал учета трассы ведется на компьютере отображения Заказчика.

Технические характеристики

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения расстояния антенной магнитного локатора до бурильной головки не более:

а) ± 5% при расстоянии 0,8 до 5м,

б) ±10% при расстоянии от 5 до 7,5м.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения антенной магнитного локатора глубины залегания бурильной головки не более:

а) ±5% при расстоянии от 0,8 до 5м,

б) ±10% при расстоянии от 5 до 7,5м.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения антенной магнитного локатора угол поворота скоса лопатки бурильной головки (долота) не более:

а) ±10° при удалении бурильной головки от 0,8 до 5м,

б)  ±18° при удалении бурильной головки от 5 до 7,5м.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения антенной магнитного локатора угла горизонтального отклонения бурильной головки от прямой линии трассы, проходящей через вертикальную проекцию антенны не более  ±5° при удалении бурильной головки от 0,8 до 7,5м.

Задержка вывода усредненных результатов измерений после начала вращения бура при заданных погрешностях не более:

а) 6с – при скорости вращения 100 об/мин;

б) 10с – при скорости вращения 50об/мин.

Время установления рабочего режима при минимальной рабочей температуре не более 15 мин.

Вывод

Разработчики первых отечественных  машин горизонтального направленного бурения УНБ-1, УНБ-7 и УНБ-9, а также навигационной системы «MAGELLAN» уверенны, что удачное сочетание комплектности, эффективности и стоимости новинок найдет достойное применение среди профессионалов СНГ работающих в области подземного строительства.

Материалы предоставлены
Одесским заводом строительно -отделочных машин

www.novatec.ua

Print This Page Print This Page

Обучение

copr.jpg

Новый выпуск

NO-DIG обозрение

obl2014_1.jpg

Архив новостей

АСБТ в:


Одесский завод строительно-отделочных машин

Fatal error: Call to undefined function feed_subscribers() in /home/novtec12/no-dig.odessa.ua/www/wp-content/themes/fervens-a/ferevens-a/sidebar-2.php on line 72