Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования 9
1.1. Бестраншейные способы прокладки инженерных коммуникаций и сфера их практического использования 9
1.2. Технология закрепления неустойчивых горных пород методом гидроструйной цементации 16
1.2.1. Сущность технологии гидроструйной цементации горных пород 16
1.2.2. Перспективы развития технологии ГСЦ для строительной промышленности 25
1.3. Оборудование необходимое для осуществления бестраншейной прокладки коммуникаций с использованием технологии гидроструйной цементации горных пород 25
1.3.1. Оборудование необходимое для создания водоцементной суспензии и осуществление ее подачи под высоким давлением 26
1.3.2. Прокалывающие установки для бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций 31
1.4. Технология прокладки трубопроводов методом управляемого прокола с созданием защитной грунтобетонной оболочки 34
1.5. Цель и задачи исследований 36
2. Методика и техника исследований 37
2.1 Факторы и показатели, определяющие и характеризующие процесс гидроструйной цементации горных пород с использованием плоскоструйных насадок 37
2.2 Общие положения методики
2.3. Стендовая база 43
2.4. Плоскоструйная насадка высокого давления 46
2.5. Экспериментальные исследования на стендовой установке 49
3. Исследование влияния геометрических, гидравлических и режимных параметров исполнительного органа прокалывающей установки на показатели процесса гидроструйной цементации грунтов
3.1. Влияние угла разлета струи водоцементной суспензии на глубину закрепляемого массива 55
3.2. Влияние угла разлета струи водоцементной суспензии на площадь закрепляемого горного массива
3.3. Влияние давления водоцементной суспензии на глубину закрепляемого массива 58
3.4. Влияние диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки на глубину закрепляемого массива 62
3.5. Влияние скорости перемещения прокалывающего става на глубину закрепляемого массива 66
3.6. Влияние параметров ГСЦ горных пород на скорость приращения объема закрепляемого массива и удельную энергоемкость процесса 70
4. Методы расчета основных показателей и параметров процесса гидроструйной цементации грунтов с использованием щелевой струеформирующей насадки 112
4.1. Анализ и обобщение экспериментальных данных, полученных на стендовой установке, и разработка метода расчета эффективности процесса гидроструйной цементации грунтов 112
4.2. Расчет параметров прокалывающей установки с использованием технологии гидроструйной цементации грунтов 116
5. Разработка оборудования для прокладки трубопровода с созданием породобетоннои оболочки 120
5.1. Разработка конструкции прокалывающей установки 120
5.2. Разработка элементов прокалывающего става 122
Заключение 129
Литература
- Перспективы развития технологии ГСЦ для строительной промышленности
- Плоскоструйная насадка высокого давления
- Влияние диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки на глубину закрепляемого массива
- Расчет параметров прокалывающей установки с использованием технологии гидроструйной цементации грунтов
Введение к работе
Актуальность темы. До недавнего времени прокладка инженерных коммуникаций в условиях небольших глубин, при наличии на поверхности земли каких-либо сооружений, проходила при помощи установок, позволяющих реализовать технологию прокладки трубопроводов методом прокола. При этом обеспечивалось сохранение устойчивости и целостности поверхностного слоя горного массива. Однако при ведении таких работ в слабых, неустойчивых горных породах (глина, суглинок, супесь, гравий, песок) была вероятность просадки горного массива, приводящей впоследствии к деформации и разрушению прокладываемой трубы. Вариантом решения данной проблемы явилась прокладка инженерных коммуникаций методом управляемого прокола с одновременным закреплением неустойчивого горного массива при помощи установок с гидроструйной цементацией горных пород. Однако конструкцию таких машин нельзя назвать надежной в связи с тем, что подача раствора к вращающемуся исполнительному органу происходит через гидросъемник, который интенсивно изнашивается и впоследствии выходит из строя. Также использование данной технологии требует дополнительный источник питания для привода двигателя вращателя бурового става, что усложняет конструкцию самой установки.
В связи с этим в данной работе проведено комплексное исследование, направленное на создание конструкции установки для бестраншейной прокладки трубопровода с созданием защитной породобетонной оболочки в слабых, неустойчивых горных породах, которая будет наиболее простой и в то же время эффективно, что и определяет актуальность работы.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программой развития инновационно-технологического центра Тульского государственного университета, выполняемой с целью реализации Постановления Правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 г. №219 (шифр программы 2010-219-001.073, договор №13.G37/31/0023), а так же в соответствии с тематическим планом федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. и в рамках государственного контракта № 14.740.11.0045 «Разработка оборудования для закрепления массивов неустойчивых горных пород методом гидроструйной цементации».
Целью работы является обоснование конструктивных и режимных параметров прокалывающей установки с гидроструйной цементацией неустойчивых горных пород без вращения бурового става, для эффективного формирования породобетонного массива.
Идея работы заключается в том, что эффективное формирование закрепляемого горного массива при проколе с гидроструйной цементацией без вращения бурового става осуществляется путем использования плоскоструйных насадок высокого давления на рабочем инструменте прокалывающей установки при рациональных энергетических параметров процесса.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
диаметр и скорость приращения объема закрепляемого массива зависят от давления водоцементной суспензии, диаметров струеформирующих насадок, угла разлета жидкости, скорости перемещения прокалывающего става, а также от коэффициента сцепления горных пород;
область значений рациональной скорости перемещения прокалывающего става при гидроструйной цементации без его вращения зависит от значения давления водоцементной суспензии, диаметра струеформирующих насадок, коэффициента сцепления горных пород и угла разлета струи;
использование плоскоструйных струеформирующих насадок при ведении работ по прокладке трубопровода с использованием технологии гидроструйной цементации обеспечивает эффективное закрепление массива неустойчивых горных пород.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- установлены закономерности процесса формирования закрепленного массива методом гидроструйной цементации горных пород с учетом конструктивных и режимных параметров исполнительного органа прокалывающей установки;
- выведена обобщенная зависимость для определения диаметра закрепленного массива;
- обоснованы конструктивные и режимные параметры процесса и разработано оборудование для реализации технологии управляемого прокола с одновременным созданием защитной породобетонной оболочки без вращения бурового става в неустойчивых горных породах.
Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использован комплекс методов: научный анализ и обобщение опыта эксплуатации прокалывающих установок и оборудования для гидроструйной цементации; проведение экспериментов и обработку экспериментальных данных с применением метода математической статистики, сопоставление экспериментальных и расчетных данных.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается объемом проведенных экспериментов, корректной обработкой результатов экспериментов методами теории вероятности и математической статистики и удовлетворительной сходимостью расчетных величин с результатами экспериментов, полученными в условиях лаборатории ТулГУ (Kвар<18 %).
Научное значение работы заключается:
- в установлении закономерностей изменения скорости приращения объема закрепляемого массива и энергоемкости процесса от давления водоцементной суспензии, диаметров струеформирующих насадок, угла разлета струи, скорости перемещения прокалывающего става, а также от коэффициента сцепления горных пород;
- в установлении зависимостей, позволяющих изменять глубину закрепляемого массива в зависимости от давления водоцементной суспензии, диаметра струеформирующих насадок, скорости перемещения прокалывающего става, угла разлета струи, а также коэффициента сцепления горных пород, и определении области значений рациональной скорости перемещения прокалывающего става при гидроструйной цементации, обеспечивающим минимальную энергоемкость процесса закрепления массива неустойчивых горных пород.
Практическое значение работы:
- создана стендовая установка для исследования процесса формирования породобетонной оболочки вокруг трубопровода с использованием плоскоструйных насадок, позволяющая в широком диапазоне изменять параметры процесса.
- разработана методика расчета параметров установки для бестраншейной прокладки трубопроводов с созданием защитной породобетонной оболочки без вращения бурового става.
Реализация результатов работы. Основные научные и практические результаты работы используются в ТулГУ при выполнении хоздоговорных и госбюджетных научно-исследовательских работ, а также включены в учебно-методические комплексы дисциплин по специальности «Горное дело» при внедрении государственного образовательного стандарта 3-го поколения.
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались и получили одобрение: на конференциях молодых ученых и конференциях профессорско-преподавательского состава в ТулГУ, (Тула, 2010 и 2011); 6-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (Тула, 2010); 7-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (Тула, 2011); 4-м Международном научном симпозиуме «Ударно-вибрационные системы, машины и технологии» (Орел, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, из них 2 – в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка, 22 таблицы и список использованной литературы.
Перспективы развития технологии ГСЦ для строительной промышленности
Метод продавливания отличается тем, что прокладываемую трубу открытым концом, снабженным ножом, вдавливают в массив грунта, а грунт, поступающий в трубу в виде плотного керна, разрабатывают и удаляют из забоя. При продвижении трубы преодолевают усилия трения грунта по наружному ее контуру и врезания ножевой части в грунт.
При продавливании стальных футляров используются традиционные технологии с применением двойных гидравлических домкратов усилием от 200 до 400 тонн.
На дне рабочего котлована, из которого ведется прокол, устанавливают раму с домкратами. Рядом с котлованом на поверхности размещают гидравлический насос высокого давления - до 30 МПа.
Труба вдавливается циклически, путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход. Давление домкратов на трубу передается через наголовник сменными нажимными удлинительными патрубками, шомполами или зажимными хомутами.
Сущность технологии микротоннелирования состоит в том, что проходка в грунте осуществляется проходческой машиной (щитом), поступательное движение которой обеспечивает мощная домкратная станция установленная в шахте на глубине, соответствующей глубине прокладки трубопровода.
Быстрая (в среднем скорость проходки 10-15 м/сут.), практически безосадочная (осадки дневной поверхности не превышают 10 мм) и точная (отклонения в пределах 10-20 мм) по направлению прокладка трубопроводов в сочетании с возможностью ведения строительства во всем диапазоне инженерно-технологических и гидрогеологических условий (от слабых водонасыщенных грунтов до крепких скальных грунтов) без применения каких-либо специальных способов работ (замораживание, водопонижение, химическое закрепление грунтов и т. д.) — вот основные достоинства микротоннелирования.
С помощью домкратов осуществляется проходка щита в грунтах на длину, соответствующую длине применяемых труб продавливания, после чего на домкратную станцию помещается последующая труба и процесс повторяется. Разработка грунта при проходке ведется рабочим органом проходческой машины. Весь процесс проходки тоннеля осуществляется из контейнера управления, который установлен на поверхности и оснащен электронной техникой. [2]
На сегодняшний день в передовой зарубежной практике 95% объема работ по прокладке и реконструкции подземных инженерных коммуникаций производится бестраншейными методами, что позволяет снизить затраты на проведение ремонта трубопроводов на 10-40% (в зависимости от их диаметра). [3]
Значительное снижение объемов земляных работ, сокращение парка привлекаемой при проведении работ техники, отсутствие необходимости использования значительного количества рабочей силы, высокие темпы прокладки (ремонта) инженерных сетей, все это говорит о высокой эффективности проведения работ бестраншейным способом. [4]
В результате, реальная себестоимость прокладки или замены 1м трубопровода бестраншейным способом ниже по сравнению с его прокладкой открытым способом.
Важно отметить, что до настоящего момента практически не учитывались в расчетах косвенные финансовые потери, т.е. убытки граждан, предприятий и организаций, вызванные ведением работ по замене трубопроводов открытым способом, например, отмену или изменение маршрутов городского пассажирского транспорта и др.
Таким образом, с точки зрения организаций, занимающихся прокладкой подземных коммуникаций [5, 6], общие для бестраншейных технологий производственно - технические преимущества следующие: значительно уменьшаются сроки выполнения работ; сохраняются все объекты благоустройства, озеленения и небольшие архитектурные формы по трассе прокладки трубопроводов; исключается проведение работ по водопонижению в условиях высоких грунтовых вод; исключается проведение гидротехнических работ во время прокладывания трубопроводов под водными препятствиями; обеспечивается беспрерывная работа транспорта на дорогах, водоемах и на объектах, где проводятся работы; сокращаются сроки и объемы организационно-технических согласований перед началом работ в связи с отсутствием необходимости остановки движения всех видов наземного транспорта, перекрытия автомобильных и железных дорог; обеспечивается возможность обхода препятствий по трассе трубопровода путем формирования непрямолинейной траектории скважины.
Таким образом, представляется очевидным, что бестраншейная прокладка коммуникаций на сегодняшний день доказала свою эффективность, а технология прокола обладая рядом существенных преимуществ, является наиболее перспективной. Однако отсутствие достаточно детального изучения механизмов взаимодействия исполнительного органа прокалывающей установки с массивом грунта сдерживает расширение области ее применения.
Плоскоструйная насадка высокого давления
Процесс гидроструйной цементации с использованием плоскоструйных струеформирующих насадок осуществляется следующим образом: в струеформирующее устройство (эквивалентным диаметром d0, коэффициентом расхода ju) производится подача водоцементной суспензии (с плотностью р) под высоким давлением Р. После этого осуществляется перемещение струеформирующего устройства со скоростью перемещения прокалывающего става V по поверхности закрепляемого массива. После затвердевания формируется закрепленный массив треугольного сечения глубиной h и углом при вершине /? (рис. 2.1). плотность водоцементной суспензии, кг/м ; V - скорость перемещения прокалывающего става, м/с; С - коэффициент сцепления горной породы, МПа Все перечисленные параметры процесса гидроструйной цементации можно разделить на следующие группы: - конструктивные: коэффициент расхода водоцементнои суспензии через струеформирующую насадку ju, диаметр отверстия струеформируещей насадки do; - режимные: плотность водоцементнои суспензии р, скорость перемещения прокалывающего става V, давление водоцементнои суспензии Р; - физико-механические свойства горных пород (на основе анализа данных литературных источников в качестве критерия, характеризующего сопротивляемость горных пород гидроструйному воздействию, принимаем С - коэффициент сцепления горной породы). В качестве основных критериев оценки эффективности процесса гидроструйной цементации горных пород были приняты следующие показатели: глубина закрепления h, площадь закрепляемого массива F, скорость приращения объема закрепляемого массива Go (производительность) и удельная энергоемкость процесса гидроструйной цементации горных пород Ео.
Диапазон изменения параметров гидроструйной цементации представлен в табл.2.1. Основные факторы процесса гидроструйной цементации и диапазон их изменения Основные факторы Диапазон изменения Давление водоцементнои суспензии Р, МПа 40-60 Диаметр струеформирующей насадки d0, м 0,002 - 0,003 Скорость перемещения прокалывающего става V, м/с 0,005 - 0,02 Угол разлета водоцементнои струи /?, град 4-32 Коэффициент сцепления горных пород С, МПа 0,006 - 0,064 2.2 Общие положения методики
Моделирование разрушения и закрепления грунтового массива методом ГСЦ потребовало некоторой идеализации, т.е. введения ряда предположений. Поэтому наиболее правильным в таком случае является сравнение результатов теоретических исследований, выполненных по модели, с закономерностями процесса формирования ґрунтобетонного массива, установленными экспериментально, и, таким образом, оценка адекватности этой модели реальному процессу.
Исследования процесса ГСЦ является весьма сложной теоретической задачей. Процесс создания ґрунтобетонного массива зависит от целого ряда случайных факторов, часть из которых просто невозможно учесть.
Проверка адекватности обобщенной расчетной модели осуществлялась путем сопоставления результатов численного эксперимента с данными натурного эксперимента, проведенного на стендовой лабораторной установке.
В свою очередь, выполнение работ на стендовой установке проводилось с использованием экспериментально-статистического метода [33, 53-58], предусматривающего проведение экспериментальных исследований с последующим графоаналитическим анализом опытных данных, с применением методов теории вероятности и математической статистики.
Необходимое количество опытов для исследования каждого параметра, обеспечивающее получение достоверных результатов, было определено методом малой выборки: n = (KeaptH/Kd0„)2, (1.1) где: Квар - коэффициент вариации пробной выборки, %; Кдоп -допустимая ошибка, %; tH - нормированное отклонение. Проведенные предварительные эксперименты позволили определить коэффициент вариации опытных данных, при взаимодействии исполнительного органа прокалывающей машины с массивом грунта. Получено, что при повторении одноименных опытов 5-6 раз коэффициент вариации находится в пределах 10 - 15 %. Принимая нормированное отклонение tH — 1,96 при надежности Рнад = 0,95 и допустимую ошибку Кдоп = 15 %, получаем количество повторных опытов п = 4. Однако, для получения более достоверных результатов, количество одноименных опытов зачастую превышало 4.
Эмпирические зависимости были получены методом корреляционного и регрессионного анализа в предпосылках "нормальной регрессии" [59-61].
Индексы корреляции, коэффициенты вариации и регрессии вычислялись на персональном компьютере по разработанным программам. После вычисления оценок коэффициентов регрессии и их среднеквадратических отклонений определялась статистическая значимость коэффициентов по Г-критерию Стьюдента при 5 % уровне значимости для числа степеней свободы К2. Коэффициент регрессии считался значимым с надежностью Р,шд - 0,95, если выполнялось условие: где: Sj - оценка j-ro коэффициента регрессии; S [Sj\- оценка среднего квадратического отклонения j-ro коэффициента регрессии (стандартная ошибка оценки); T0)os - критическое значение критерия Стьюдента, определяемое по справочной таблице в зависимости от числа степеней свободы К2.
Влияние диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки на глубину закрепляемого массива
Анализ данных, представленных в табл. 3.2 и рис. 3.2 показал, что площадь закрепляемого массива возрастает с увеличением угла разлета струи водоцементной суспензии. Увеличение площади закрепляемого массива объясняется тем, что при увеличении угла разлета струи водоцементной суспензии увеличивается ширина воздействия раствора с массивом.
При исследовании влияния давления водоцементной суспензии на глубину закрепляемого массива выявлялось, как изменится глубина закрепляемого массива h при изменении давления водоцементной суспензии Р и угла разлета водоцементной суспензии /?.
Эксперименты проводились на образцах горных пород, представленных в табл. 2.3. Формирование закрепленного массива осуществлялось при диаметре отверстия водоцементной струеформирующей насадки d0 = 0,002 м, скорости перемещения бурового става V = 0,005 м/с.
В ходе экспериментов изменялись давление водоцементной суспензии и угол разлета струи водоцементного раствора.
Диапазон изменения давления водоцементной суспензии Р (МПа) и угла разлета водоцементной суспензии /? (град) и полученные в результате соответствующие им значения h (м) приведены в табл. 3.3; 3.4; 3.5
По результатам экспериментов были построены графики зависимости глубины закрепляемого массива h (м) от величины давления водоцементной суспензии Р (МПа) при разных значениях угла разлета водоцементной суспензии Р (град) представленные на рис. 3.3; 3.4; 3.5.
Анализ данных представленных в табл. 3.3; 3.4; 3.5 и на рис. 3.3; 3.4; 3.5 показывает, что глубина закрепляемого массива возрастает с увеличением давления водоцементной суспензии. Данный эффект можно объяснить тем, что при больших значениях давления водоцементной суспензии, водоцементная струя обладает большей скоростью истечения (большей кинетической энергией), что и приводит к повышению глубины проникновения струи в породный массив.
При исследовании влияния диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки на глубину закрепляемого массива выявлялось, как изменится глубина закрепляемого массива h при изменении диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки d0 и угла разлета водоцементной суспензии /?. Эксперименты проводились на образцах горных пород, представленных в табл. 2.3. Формирование закрепленного массива осуществлялось при давлении водоцементной суспензии Р = 40 МПа, и скорости перемещения бурового става V= 0,005 м/с.
В ходе экспериментов изменялись диаметр выходного отверстия струеформирующей насадки и угол разлета струи водоцементного раствора.
Диапазон изменения диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки d0 (м), угла разлета водоцементной суспензии /? (град) и полученные в результате соответствующие им значения h (м) приведены в табл. 3.6; 3.7; 3.8.
По результатам экспериментов были построены графики зависимости глубины закрепляемого массива h (м) от диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки d0 (м) при разных значениях угла разлета водоцементной суспензии [і (град) представленные на рис. 3.6; 3.7; 3.8.
График зависимости глубины закрепленного массива h (м) от диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки do (м) при угле разлета водоцементной суспензии /? = 4 град. Таблица 3.7 Влияние диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки на глубину закрепляемого массива, при угле разлета водоцементной суспензии Р = 20 град. do, м h, м 0,002 0,0025 0,003 Глина 0,077464 0,09096 0,122327 Суглинок 0,079176 0,100409 0,149095 Супесь 0,086573 0,1089 0,1622 -Гравий 0,099233 0,118273 0,172952 Песок 0,139136 0,160398 0,251024 —ф— глина НИ— суглинок "ЧЬ- супесь гравий песок do M 0,002 0,0022 0,0024 0,0026 0,0028 0,003 Рис. 3.7. График зависимости глубины закрепленного массива h (м) от диаметра выходного отверстия струеформирующей насадки do (м) при угле разлета водоцементной суспензии /? = 20 град.
При увеличении диаметра насадки увеличивается длина активного участка струи, что вызывает увеличение глубины обработки горной породы, а так же, одновременно возрастает расход водоцементнои суспензии, а значит, увеличивается объем разрушаемой и перемешиваемой горной породы, и, следовательно, глубина закрепленного массива.
При исследовании влияния скорости перемещения прокалывающего става на глубину закрепляемого массива выявлялось, как изменится глубина закрепляемого массива h при изменении скорости перемещения прокалывающего става V и угла разлета водоцементнои суспензии /?.
Эксперименты проводились на образцах горных пород, представленных в табл. 2.3. Формирование закрепленного массива осуществлялось при давлении водоцементной суспензии Р = 40 МПа, диаметре отверстия водоцементной струеформирующей насадки do = 0,002 м.
В ходе экспериментов изменялась скорость перемещения прокалывающего става и угол разлета струи водоцементного раствора.
Диапазон изменения скорости перемещения прокалывающего става V (м/с) и полученные в результате соответствующие им значения h (м) при различных углах разлета струи водоцементного раствора приведены в табл. 3.9; 3.10; 3.11.
По результатам экспериментов были построены графики зависимости глубины закрепленного массива h (м) от скорости перемещения прокалывающего става К(м/с) представленные нарис. 3.9; 3.10; 3.11.
Расчет параметров прокалывающей установки с использованием технологии гидроструйной цементации грунтов
На основании анализа существующих конструкций прокалывающих установок и машин для реализации технологии ГСЦ и с учетом опыта разработки высоконапорного оборудования для гидроструйного и гидромеханического разрушения грунтов и других материалов [16, 25, 110-113], была разработана оригинальная конструкция установки для выполнения работ по закреплению массива грунтов методом ГСЦ при прокладке трубопровода.
Создание комплекта оборудования для реализации технологии управляемого прокола с одновременным созданием защитной бетонной оболочки в слабых грунтах включает в себя следующие этапы: выбор базовой прокалывающей установки, отвечающей требованиям работы в стесненных подземных условиях или при открытых работах; разработка оригинального дополнительного оборудования, оснащение которым базовой прокалывающей установки обеспечит формирование защитной грунтобетонной оболочки с рациональными параметрами процесса ГСЦ; выбор источника водоцементной суспензии высокого давления из ряда существующего оборудования, наиболее полно отвечающего технологическим потребностям разрабатываемого оборудования. Вариант конструктивного исполнения комплекта оборудования, реализующего предложенную схему, представлен нарис. 5.1. В качестве базовой прокалывающей установки была выбрана установка Ditch Witch Р80, производитель "The Charles Machine Works, Inc." (CMW).
Домкратная станция состоит из одного гидроцилиндра закреплённого на раме при помощи цапф, выдвижной рамы, оснащенной передним и задним упорами, захвата прикреплённого к штоку гидроцилиндра.
Главным элементом установки, обеспечивающим внедрение в массив исполнительного органа (пилотной головки) и штанг, а также расширителя со струеформирующими насадками при увеличении диаметра скважины, является гидроцилиндр с полым штоком. Конструктивные решения гидроцилиндра позволяют обеспечить перемещение в прямом и обратном направлении прокалывающего става штанг и его вращение совместно с пилотной головкой. Управление гидроцилиндром производится дистанционно при помощи специального выносного пульта распределителем 1Рн203, установленным на маслостанции. Рабочие линии распределителя соединены с соответствующими полостями гидроцилиндра рукавами высокого давления через специальные муфты, которые при демонтаже не допускают утечки масла из гидросистемы, а напорная и сливная линии соединены с маслостанцией.
К дополнительному оборудованию относится прокалывающий став, включающий в себя следующие основные элементы: штанги и расширитель с установленными на нем струеформирующими насадками. Штанги (линейные секции става) служат для подачи высоконапорной водоцементной суспензии к расширителю со струеформирующими насадками и передачи осевого усилия. Расширитель со струеформирующими насадками предназначен для струйного разрушения грунтов и перемешивания продуктов разрушения. Он оснащается плоскоструйными струеформирующими насадками, которые служат для формирования плоской высокоскоростной суспензионной струи. Расширители прокалывающих установок подразделяют на 6 видов: 1. Шнековый расширитель «бобровый хвост» представлен на рис.5.2. 0-12-т 12"«JtTterminatof достаточен очень низкий крутящий момент; непревзойдённое качество перемешивания; идеален для использования в песках, глинах и суглинках. [20] порты жидкости, расположенные в "лопастях" расширителя направляют струи жидкости для предварительного смачивания; струи жидкости расположены в области низкого давления за лопастью, что понижает тенденцию к заклиниванию; высокоэффективное расположение жидкости уменьшает крутящий момент, повышает производительность и понижает износ; уникальная форма лопасти обеспечивает потребность малого крутящего момента, быстрое проникновение, и плавный процесс среза грунта. Расширители радиального потока обладают гибким дизайном и дают превосходные результаты при работе в песках, глинах, суглинках и глинистом сланце.
Характеристики: низкий крутящий момент; непревзойденное распределение жидкости обеспечивает несравненное перемешивание грунта с жидкостью; порты подачи распределяют жидкость по поверхности бурового отверстия, предварительно смачивая грунт перед режущей кромкой, что уменьшает крутящий момент на прокалывающем ставе, увеличивает производительность и уменьшает износ; конструкция двойной кривизны повышает прочность и улучшает эффективность замешивания. Это самый прочный расширитель на рынке, который отлично работает во всех средах, начиная от песка и до известняка.
