Основные компоненты установок горизонтального бурения (ГНБ)

Система горизонтального бурения состоит из множества системных компонентов. Часть из них производится отдельно, но только вместе они могут функционировать продуктивно.

Основными компонентами являются:
- буровая установка, состоящая из бурового лафета (верхняя и нижняя часть), вращающихся штанг, ударного механизма (только установки Tracto-Technik, Германия), гидравлической станции, магазина со штангами, пульта управления, оборудования для обеспечения безопасности и т.д.;
- установка для смешивания буровой жидкости и техника промывки;
- буровая колонна, состоящая из бурового инструмента, буровой штанги и магазина для штанг;
- система управления и локации, состоящая из локационного и регистрирующего оборудования;
- оборудования для транспортировки и обеспечения;
- опция: установка по вторичной переработке (регенерации буровой смеси).

Рис. 1. Основные компоненты системы горизонтального бурения (ГНБ)

Под буровой установкой понимают ту часть системы горизонтального бурения, при помощи которой усилие и вращающий момент передаются буровой колонне. Буровые установки типа Мини, Миди (и, иногда, Макси) конструируются как самоходные устройства, в том время, как Мега (и, иногда, Макси), а также системы бурения из шахты, не оборудуются транспортировочным механизмом, а устанавливаются непосредственно на грунт или крепятся на поверхности при помощи специальных анкерных устройств.

БУРОВОЙ ЛАФЕТ

Буровой лафет, как правило, состоит из ходового механизма (чаще всего с гусеничным ходом) с двигателем для передвижения (для самоходных машин), и встроенного гидравлического механизма для подачи вперед (тяги) и бурового функционирования (аксиальное и радиальное движение штанг).

Рис.2. Пример бурового лафета
Рис.3. Ходовой механизм и анкерное устройство
Рис.4. Дизельный двигатель (1) и регулируемые гидравлические насосы (2)
1 - двигатель
2 - насосы

Буровые салазки (буровой лафет, верхняя часть):

На буровых салазках штанги приводятся в движение, двигаются вперед или назад вдоль лафета. На буровом лафете при помощи салазок штанге (колонне) придается сила давления, вращающий момент и сила тяги, а через штангу буровой головке и расширителю. Мощные салазки обладают минимум двумя крутящими моментами, двумя скоростями давления и тяги, т.е. двумя уровнями усилия, что обеспечивает хорошее управление установкой.

На наклонной части бурового лафета располагается зажимное оборудование. Оно служит для удерживания штанги при их раскручивании и соединении, а так же непосредственно для раскручивания буровых штанг, что на профессиональном жаргоне называется "разлом" штанг.

Ходовой механизм и коэффициент устойчивости (буровой лафет, нижняя часть):

Для работы с установкой необходим высокий коэффициент устойчивости. Благодаря оптимальному соотношению собственного веса при силе тяги и движении подачи, обеспечивается наиболее устойчивое положение установки при работе. Кроме того, транспортный механизм, оборудованный резиновыми гусеницами, повышает устойчивость установки и обеспечивает хорошие ходовые качества при движении установки. Обычно буровые установки серийно оборудуются гидравлически управляемым анкерным устройством.

Приводной механизм и гидравлическая станция:

Решающее значение имеют приводные двигатели (дизельные моторы), которые должны обладать повышенной звукоизоляцией и мощностью. Аксиально-поршневой насос передает необходимое количество масла и, таким образом, обеспечивает мощность главной функции буровой установки.

Все гидравлические клапаны для вращения, подачи вперед и обратного хода в современных ГНБ-устанновках приводятся в действие электрически, однако еще встречается и управление вручную. Современные гидравлические станции потребляют оптимальное количество топлива и гидравлического масла, имеют меньшее количество контрольных клапанов, не требующих частой замены, при этом обладают более высоким уровнем комфорта управления, более доступны и удобны для технического обслуживания, имеют низкий уровень шума и высокую производительность.

Ударный механизм:

Помимо силы давления, тяги, вращающего момента и мощности промывки, установки Grundodrill немецкой фирмы Tracto-Technik работают и с четвертой силой - ударным механизмом, который при пилотном бурении придает дополнительную энергию и, таким образом, существенно облегчает управляемость и движение в некоторых типах грунтов, вплоть до 5-й, а иногда и б-й категорий.

Оборудование для обеспечения безопасности:

В комплект оборудования для обеспечения безопасности входят: сигнальный прибор предупреждения удара током (сигнальное устройство: в случае, если в зоне бурения проходят электропровода); защитное специальное оборудование для каждой установки; заземляющие маты; заземляющие устройства для крепежных анкеров; специальные защитные перчатки и сапоги для оператора и систем оповещения.

СМЕСИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ И ПРОМЫВОЧНЫЙ НАСОС

Смеситель вместе с прилагающейся промывочной техникой может быть размещен непосредственно на буровой установке (наиболее часто встречается в маленьких и небольших установках); смеситель может устанавливаться на специальное транспортное средство, например на грузовик, для более крупных установок уже потребуется отдельные монтажные и транспортные устройства; в установках типа Мегаможет потребоваться дополнительный собственный промывочный бак.

Рис.5. Смесительная установка для буровой жидкости с промывочным насосом

В смесителе происходит смешивание буровой жидкости, необходимой для гидромеханического разрушения грунта. Смешивание производится с учетом свойств грунта, при помощи мощного насоса буровая жидкость подается через буровую штангу к буровой головке или к расширителю. Под гидростатическим давлением буровая жидкость расширяет буровое отверстие, закрепляет его за счет тиксотропных свойств жидкости, снижает трение буровых штанг в канале, а также охлаждает контрольные устройства, находящиеся в буровой головке.
Чем лучше буровая жидкость адаптирована к типу почвы по своей несущей способности, гелиевой структуре, текучести, смазывающей способности, тем легче производится проникновение при пилотном бурении, расширении и затягивании трубы.

Идеальный смеситель для буровой жидкости имеет двухкамерную систему (вместимость для Мини- и Миди-установок до 4000 л), благодаря которой работа может идти непрерывно. В то время, как в одном баке замешивается бентонит или полимеры, другая камера уже готова к работе. Необходимая для буровой жидкости вода поступает из гидрантов или, отфильтрованная, берется из близлежащих водоемов.
Субстанция засасывается и через клапаны поступает в смеситель, при этом суспензия замешивается и перемешивается. После того, как суспензия немного разбухнет, она подается при помощи мощных насосов к буровой установке. Смеситель приводится в действии при помощи гидравлической станции, электроагрегата или вспомогательного привода грузовика.

Для небольших установок существует тенденция к комплектации смесителем непрерывного действия. Подобные смесители получают все большее распространение благодаря тому, что дальнейшее развитие технологии бентонита не требует наличия постоянного источника, т.е. не требуется длительная подача буровой жидкости в смеситель. Высококачественный бентонит разбухает до необходимой степени, находясь уже в форсунке буровой головки. Одно из важных преимуществ смесителей непрерывного действия - их небольшой размер и возможность компактного размещения.

 Источник:http://www.mrmz.ru/article/v28/article3.htm