Статья:

РАЗРАБОТКА СМЕСИТЕЛЯ БУРОВОГО РАСТВОРА НА УСТАНОВКУ ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №39(218)

Рубрика: Технические науки

Выходные данные
Коньшин Я.С. РАЗРАБОТКА СМЕСИТЕЛЯ БУРОВОГО РАСТВОРА НА УСТАНОВКУ ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ // Студенческий форум: электрон. научн. журн. 2022. № 39(218). URL: https://nauchforum.ru/journal/stud/218/119776 (дата обращения: 29.03.2024).
Журнал опубликован
Мне нравится
на печатьскачать .pdfподелиться

РАЗРАБОТКА СМЕСИТЕЛЯ БУРОВОГО РАСТВОРА НА УСТАНОВКУ ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Коньшин Яков Сергеевич
студент, Лысьвенский филал Пермского национального исследовательского политехнического университета, РФ, г. Лысьва

 

Установка ГНБ Grundodrill 15x производства немецкой фирмы Tracto-technic предназначена для прокладки подземных коммуникаций, бестраншейным методом. В частности прокладка труб диаметром от 50 до 600 мм вращательным способом на глубину до 20 м и длину до 600 м. Максимальное тяговое усилие 15 тонн. На буровой установке ГНБ Grundodrill 15x преобладает гидравлический привод, управляемый посредством электромагнитных гидравлических клапанов. Управление осуществляется с панели оператора, по средством джойстиков переключателей и кнопок. Электрическая схема  представляет собой смесь релейно-контакторной схемы с применением ПЛК для реализации разного рода защиты и автоматизации систем, таких как «Автоматизированная система смены буровых штанг»,  система «Автоматизированного забуривания и извлечения штанг».

Задачей дипломного проектирования является сбор данных об электрооборудовании буровой установки Grundodrill 15x рассмотрение вопросов эксплуатации данного электрооборудования, разработка мобильного проточного смесителя бурового раствора, с целью избавится от нужды в смешивающей установке приготовления бурового раствора и гидростанции для смесительной установки, установленной на отдельной машине. Данная тема является актуальной, так как очень большой объём работ обязан производиться бестраншейным способом. Объекты работы могут находиться в труднодоступных местах с осложнённым рельефом местности, в условиях ограниченного пространства.

Повышение мобильности буровой установки очень сильно облегчит доступность выполнения работ, ускорит сроки, что является экономически выгодным для заказчика и исполнителя работ. Коммуникации могут, прокладывается на длину до нескольких километров, а их диаметр может составлять до 1000 мм.

Установка горизонтально-направленного бурения Grundodrill1 5x Twin Drive гидродинамическая управляемая буровая установка для грунтов 1,2 и 3 категории. Предназначена для прокладки подземных коммуникаций, бестраншейным методом, в частности прокладка труб диаметром от 50 до 600 мм вращательным способом на глубину до 20 м и длину до 600 м. Максимальное тяговое усилие 15 тонн.  Прокладка под дорогами, стоянкамии при других условиях требующих бестраншейной прокладки коммуникаций. Идеально подходит для прокладки коммуникации под реками и водоёмами.

Процесс прокладки трубопровода состоит из трех основных фаз:

1. Пилотное бурение скважины.

2. Расширение скважины.

3. Протягивание трубопровода.

Установка горизонтально-направленного бурения является самоходной машиной на гусеничном ходу её проходимость позволяет двигаться по пересеченной местности. Станция смешивания и подачи бурового раствора установлена стационарно на шоссейном автомобильном трале, который не дает возможности перемещаться буровой установке дальше 30метров, так как напрямую  соединен шлангами с буровой установкой, чем сильно ограничивает возможность выполнения работ в определенных условиях.

Краткое описание работы мобильного проточного смесителя до модернизации:на автомобильном трале, перевозящем буровую установку в сборе, установлена ёмкость объемом 5 тонн. В ёмкость заливается вода и с помощью засасывающего устройства добавляется глинопорошок в сухом виде в нужной концентрации. В ёмкость насосом нагнетается поток воды под давлением, смешивая воду и глинопорошок, постоянно циркулируя данную смесь до достижения полного смешивания. Далее готовый буровой раствор с помощью насоса поступает по шлангам к буровой установке.

Мобильный проточный смеситель состоит из:

  • Бак для чистой воды;
  • Бак для бурового глинопорошка;
  • Контейнер для смешивания;
  • Дозирующий механизм подачи сухого глинопорошка в смеситель, состоящий из конструкции бункерного типа с вращающимся шнеком;
  • Электромагнитный клапан подачи чистой воды;
  • Датчик наличия чистой воды;
  • Датчик наличия сухого глинопорошка;
  • Датчик давления воды;
  • Система управления.

Описание работы мобильного проточного смесителя после модернизации: проточный смеситель расположен в задней части буровой установки. Его комплектующие жёстко прикреплены на металлической каркасной раме. К смесительной установке подключается подача воды, заполняя бак чистой водой. В бак для глинопорошка засыпается глинопорошок в сухом виде. Система управления получает от датчиков наличия  чистой воды и наличия глинопорошка сигнал о том, что компоненты присутствуют и смеситель готов к работе. Далее идёт опрос датчика давления буровой жидкости. Так как буровая жидкость ещё отсутствует, включается электромагнитный клапан  чистой воды и одновременно включается шнек в механизме подачи глинопорошка регулируя концентрацию порошка в буровом растворе установленную оператором. Датчик давления подает сигнал о нужном уровне готовой буровой жидкости и отключает подачу приготовления смеси. На установку приходит разрешающий сигнал от системы управления, о готовности бурового раствора разрешая включить насос высокого давления для подачи раствора в скважину. По мере убывания буровой жидкости в смесительном баке до определённого минимального значения система управления включает подачу чистой воды и сухого глинопорошка в соответствии с установленной концентрацией в смесительный бак до нужного уровня и процесс повторяется.

В ходе работы была исследована и разработана схема проточного смесителя бурового раствора для установки горизонтально-направленного бурения. Она дает возможность мобильности при работе в условия трудной транспортировки буровой установки к месту выполнения работ, позволяет двигаться по пересеченной местности с осложненным рельефом. Обеспечивает доступность выполнения работ в ограниченных условиях, ускоряетсроки, что является экономически выгодным для заказчика и исполнителя работ.

 

Список литературы:
1 Стандарт Национального объединения строителей СТО НОСТРОЙ 2.27.17-2011 «Освоение подземного пространства. Прокладка инженерных подземных коммуникаций методом горизонтального направленного бурения»
2 В.А.Харитонов Н.В.Бахарева Организация строительства трубопроводов методом горизонтально-направленного бурения
3 Акимова Н.А. и др. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования.- М.: Мастерство, 2002
4 Технология горизонтального направленного бурения. Учебный материал. -М.: Тюменский Институт Транспорта,2005.
5 Зимин Е. Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. - М.: Энергоиздат, 1981