Меню

Кинематика и характеристики станка

Горизонтально-расточные станки

Содержание

Группа станков универсального применения включает в себя горизонтально-расточные станки, модели имеющие вертикально или горизонтально расположенный шпиндель, у которого есть, как минимум, одна ось свободы. В шпинделе располагается обычно:

  • крепление для режущего инструмента;
  • патрон (сверло, зенкер, фреза, метчик, плашка);
  • лазерная головка;
  • специальное крепление и пр.

Основная рабочая поверхность универсального станка – стол, на котором закрепляется обрабатываемая деталь или заготовка. По общему правилу, расточной станок ориентируется на единичное и серийное производство. Но может быть использован, как уникальный инструмент для тонкой ручной работы и как универсальный инструмент для массового производства. Для каждого горизонтально-расточного станка паспорт и общее описание модели определяют:

  • какая применена кинематическая схема;
  • как построена электрическая схема;
  • устройство шпинделя и рабочего стола;
  • предварительная обработка заготовки;
  • кто производители инструмента.

Обзор оригинальных моделей, а также случаев, когда модернизация горизонтально-расточных станков была выполнена для целей массового производства, не дает оснований утверждать, что нужной универсальностью обладает или может обладать, даже самый сложный из них. Однако достигнутый уровень технологии соответствует требованиям потребителя. По некоторым позициям универсальность достижима по широкому спектру деталей:

  • обработка кромки;
  • сверление отверстий;
  • шлифовка обработанной поверхности;
  • растачивании полости;
  • фрезерования поверхности

Принцип работы данного оборудования допускает автоматизацию и универсальность модели в плане многообразия вариантов заготовок.

Некоторые виды оборудования, например, горизонтальный сверлильно-расточной станок по функциональности шпинделя и рабочего стола ограничены в вариантах выполняемых действий и обрабатываемых деталей, но далеко не все полностью лишены возможности внешнего управления, то есть применения на конвейере, линии обслуживаемой автоматами (роботами) или применения в цехе с общей автоматизацией полного цикла производства конкретного изделия.

Во всех случаях, особенно, когда имеется ввиду горизонтально-расточной станок с ЧПУ, можно проектировать полномасштабное серийное или массовое производство.

По общему правилу, всякий универсальный станок имеет многофункциональный набор креплений на его рабочем столе и максимально возможную свободу шпинделя и его модификаций (разные модели, разное назначение), насадок и пр.

Обрабатывающий или изготавливающий изделия по специальной программе станок может иметь два шпинделя и многоцелевой рабочий стол с перемещением в трехмерном пространстве, а не в одной плоскости. Вариантов установки рабочего инструмента может быть несколько, и не всегда они могут иметь «официальное» происхождение от производителя.

На производстве, в котором обработка на горизонтально расточных станках – основа производства на операционном участке, особенно в серийном варианте, доработка функционала – обычная практика.

Если говорить о серьезном функционально полном и мощном оборудовании, то горизонтально-расточной станок с поворотным столом — это прежде всего именно рабочая поверхность, на которую ориентируется как шпиндель собственно станка, так и его дополнительные механизмы, доработанные механизмы (устройства резки, сверления, фрезеровки…) или руки (рабочие инструменты) близко находящихся роботов или другого оборудования.

Расточной станок производители представляют себе по-разному. Некоторые изготавливают изделия с неподвижным шпинделем, но перемещаемым рабочим столом, другие дают свободу передней и задней стойкам, либо только передней стойке, но в двух направлениях. На особо тяжелых станках рабочий стол – это монолитная плита, а всю работу делает шпиндель.

Универсальный расточной станок – это формообразование за счет движения шпинделя и перемещения рабочего стола. Подача движения может осуществляться различными способами, по различным кинематическим схемам. В частности, горизонтально-расточные станки, виды, модели, производители могут разительно отличаться не только по способу подачи вращательного или поступательного движения, но и по опыту производства и предпочтений изготовителя.

Кинематика и характеристики станка

В центр производства станков положено качество, функциональность и требование, чтобы расточной станок по устройству всех его механизмов давал необходимую надежность и долгий срок службы.

Чертежи некоторых горизонтально-расточных станков напоминают мудрёный ребус, доступный в понимании и настройке только команде квалифицированных специалистов предприятия-изготовителя. Другие станки имеют паспорт, в котором самым простым образом обозначена кинематика сложных движений по производству уникальных единичных изделий сложнейшей формы. Вся кинематика здесь легла в компьютерную программу, и получился малоэффективный по производительности, но необходимый по «умению» делать сложные изделия расточной станок с ЧПУ.

Обычно технические характеристики станка содержит его паспорт, где указываются:

  • габариты (размеры), вес станка;
  • площадь рабочего стола;
  • описание двигателя (обычно двигателей);
  • питающее напряжение;
  • крутящие моменты всех двигателей;
  • данные шпинделя;
  • электросхема;
  • кинематика;
  • и т.д.

Знать кинематику необходимо, когда ремонт горизонтально-расточных станков требуется выполнять собственными силами. Обычно эту работу выполняет предприятие-изготовитель, которое так же обучает обслуживающий персонал станка. Ввиду сложности работ по установке, настройке и техническом обслуживания модернизация горизонтально-расточных станков выполняется квалифицированными специалистами.

Обычно эта процедура не затрагивает кинематическую схему, но улучшает технические характеристики используемой модели станка, адаптирует её к конвейеру, технологической линии или цеху производства того или иного изделия.

Основные характеристики кинематической схемы практически любого станка эквивалентны: двигатель, система зубчатых передач, муфты, блок переключения скоростей. В этом контексте горизонтально-расточной станок, кинематическая схема, скоростные и динамические характеристики двигателей, основные движения и функции стола, шпинделя, планшайбы подобны, а отличия лежат в диапазоне скоростей, диаметра и размера заготовки, направления и формы движения в точке соприкосновения заготовки и режущего инструмента (фреза, сверло, метчик).

На каждый горизонтально-расточной станок характеристики и принципы его работы производитель помещает в паспорт и руководство по использованию. При этом самые важные сведения для эффективного применения содержит инструкция по эксплуатации.

Принципы работы и обслуживание

Характерная особенность любого станка – фундамент. Даже если это горизонтальный фрезерно-расточной станок с ЧПУ – как «интеллигентный» вариант для изготовления уникальных деталей ручной работы: все должно быть закреплено надлежащим образом.

При любом качестве кинематики вибрация и непредусмотренное движение стола/шпинделя должны быть исключены самым серьезным образом.

Фундаментальное основание, защита зоны обработки от внешнего воздействия, оператора станка от стружки, надежное питание, подача воды, … и расточные станки, расточных станках и их модификациях, компонентах и их качествах. Все в комплексе определяет качество изготавливаемого изделия и долгий срок службы.

Принцип работы и принцип обслуживания горизонтально-расточного станка един: паспорт, чертеж установки, строго горизонтальный, на горизонтали уровень для контроля, точное соблюдение инструкции по установке режущего инструмента, закреплению детали, выбору передачи и пр.

  • по установке;
  • по обслуживанию;
  • включения в работу;
  • обработка каждой заготовки

Желательно строго соблюдать и не рассчитывать на память. Пока движения оператора не будут доведены до автоматизма, и он не будет ощущать горизонтальный фрезерно-расточной станок как часть своей полной компетенции достижение требуемого качества и производительности будет находится под вопросом.

Расточной станок с ЧПУ требует для своего обслуживания и использования также квалифицированного специалиста по настройке и программированию, особенно при смене производства, при переходе на другие заготовки, иной режим выпуска изделий. Горизонтально-расточной станок с поворотным столом дополнительно нуждается в уходе и наблюдении за столом.

Ремонт горизонтально-расточных станков следует делать соответственно инструкции по эксплуатации: текущий, плановый, капитальный. В установленных техническими регламентами случаях, приглашать специалистов предприятия изготовителя.

Важно придавать серьезное значение процессу: обработка изделий – это небезопасная процедура, строгое соблюдение техники безопасности имеет значение. На одной сверлильно фрезерной операции можно элементарно нанести вред уникальной заготовке или сломать дорогостоящую фрезу – достаточно не соблюсти режим подачи шпинделя, выбранную скорость вращения или перемещение стола.

Горизонтальный фрезерно-расточной станок с ЧПУ – оборудование, предполагающее квалифицированное использование, стабильную подачу электроэнергии, воды, проверку движущихся элементов, их смазку, очистку рабочей области от загрязнений, контроль качества износа режущего инструмента.

Ремонт горизонтально-расточных станков – не менее ответственное мероприятие, чем работа на них, как правило, капитальные ремонты выполняют представители предприятия изготовителя, но текущий ремонт и обязательное соблюдение всех регламентов обслуживание прерогатива специального персонала и непосредственно оператора станка.

Источник

Горизонтально-фрезерный станок

Горизонтально фрезерный станок предназначен для обработки металла, дерева и других материалов.

Горизонтально фрезерный станок – оборудование для обработки металла или дерева. С точки зрения конструкции это агрегат с ЧПУ и поворотным столом. В зависимости от типа станок может комплектоваться консолями или нет, быть одно- или двух-стоечным.

Горизонтально фрезерный станок: описание

Конструкция горизонтального сверлильного станка включает в себя такие узлы, как перемещаемая консоль, стол, коробка скоростей, шпиндель, салазки. Агрегат выполняет такие работы:

  • обтачивание деталей, сверление;
  • обработка материалов различного типа, включая металлы;
  • изготовление деталей по заданным чертежам;
  • снятие стружки необходимой толщины;
  • создание прототипов.
Читайте также:  Оборудование для азс из Беларуси 2021

Горизонтально фрезерный станок отличается от вертикального расположением рабочего шпинделя. Также модели этого типа имеют функцию перемещения рабочего стола в 3-х осях, что расширяет возможности оборудования и делает его более удобным для обработки материалов.

Расточные станки различны по особенностям конструкции, рабочему функционалу. Они могут иметь функцию передвижения оси в нескольких плоскостях. Важные критерии — это также наличие ЧПУ, программного обеспечения, функции чтения чертежей.

Устройство горизонтально фрезерного станка

Модификаций конструкции оборудования несколько. Базовая модель включает в себя такие узлы:

  • станина (основание, на котором располагаются механизмы и элементы управления);
  • коробка скоростей;
  • перемещаемая консоль;
  • рабочий стол для материалов или деталей (может ходить в нескольких плоскостях);
  • шпиндель (горизонтальная ориентация);
  • коробка подач;
  • хобот для фиксации подвески;
  • фрезерная оправка;
  • поперечные салазки;
  • подающий механизм;
  • двигатель (мощность зависит от типа установки, класса).

Благодаря особенностям конструкции с поворотной плитой можно горизонтальную поверхность превратить в наклонную, облегчив работу и повысив производительность. Наличие ЧПУ может сильно замедлить процесс обработки, так как потребуется времени на перепрограммирование.

Рабочая поверхность оборудования может двигаться в разных направлениях. Обычно она крепится на 3 осях, которые обеспечивают движение:

  • вертикальное — по направляющим основной станины (происходит при перемещении консоли);
  • поперечное — при перемещении салазок;
  • продольное — по направляющим салазок.

Назначение

Работает станок при помощи дисковых и торцевых фрез. Есть станки, оснащённые фрезами обоих типов. Точность работы зависит от материала, правильности установки фрез по всей длине отправки. Для повышения жесткости применяют подвески. Контроль осуществляется через ЧПУ.

Для оборудования, работающего в полуавтоматическом режиме, необходимо задать цикл и нажать кнопку. В промышленности рекомендуют автоматические установки — токарь занимается отладкой этого оборудования и наблюдением, участие рабочего не требуется.

Могут применяться узлы, расширяющие функциональность оборудования. Многофункциональный узел с ЧПУ с блоком CNC для сложных работ позволяет задавать схему в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Оборудование чаще применяют для обработки деталей из твердых сталей и сложных материалов.

Магнитные и электромагнитные столы для обработки металлов исключают необходимость применения механического крепежа, что повышает качество обработки.

Технические характеристики и маркировка

Все обрабатывающие станки делят по таким характеристикам:

  • число скоростей переключения;
  • частота вращения;
  • количество оборотов рабочей головки (обычно 400-3500 оборотов за минуту);
  • мощность установки (влияет на скорость обработки);
  • особенности хода стола в вертикальном и горизонтальном направлениях;
  • способ подачи (ручная / механическая);
  • ручное или электронное управление;
  • наличие охлаждающей системы, ЧПУ.

Могут использоваться фрезы разных типов. Угловые — для получения требуемой конфигурации детали. Торцевые — для вертикальной обработки заготовок (формируется профильная структура). Плоскостные и цилиндрические — для поверхностной обработки, снятия слоя определенной толщины. Фрезы последнего типа могут иметь разное количество зубьев.

При выборе фрезерной установки учитывайте тип оборудования — смотрите на маркировку:

  • консольный вертикально-фрезерный станок «1»;
  • работающий на поток (непрерывного действия для изготовления однотипных деталей) «2»;
  • трафаретные (копировальные) «3»;
  • гравировальное оборудование «4»;
  • бесконсольные с крестовым столом «5»;
  • продольно-фрезерные (применяются редко) «6»;
  • универсальные широкого спектра применения (используются для штучного производства, мастерских) «7»;
  • горизонтальные консольные «8»;
  • прочие «9».

Маркировка указывает на тип базовой модели. «Ш» означает широкую универсальность. «В», «П», «А», «С» показывают класс точности. «Г» говорит о горизонтальной ориентации рабочего шпинделя.

Классификация горизонтально фрезерных станков

Горизонтальный станок по металлу или дереву по принятой классификации относится к 6-й группе, но некоторые типы оборудования определяются как резьбонарезные и зубообрабатывающие. Блоки ЧПУ обычно ставят на устройства 6 группы. Агрегаты 5 группы для выполнения тонких задач не пригодны.

Источник

Горизонтальное бурение

Технология ГНБ

Это метод, когда необходимо проложить определенные коммуникации, не нарушая целостности поверхностного слоя земли, путем направленного бурения скважин под землей в горизонтальном направлении с дальнейшим прокладыванием в них труб. Такая технология имеет все преимущества в условиях тесного проживания людей, когда необходимо оставить нетронутым ландшафт или нанести минимальный урон местам проживания людей. О всех этапах ГНБ и их кратком описании вы сможете узнать далее.

Общее описание технологий

Процесс ГНБ делится на три этапа:

  1. Бурение пилотной скважины малого диаметра в заданном направлении;
  2. Расширение скважины до требуемых размеров для установки трубопровода;
  3. Прокладывание трубопровода.

Как происходит горизонтально направленное бурение

Горизонтальное бурение происходит при помощи специально устроенной буровой головки, имеющей технологический скос для разрушения породы и посадочное место под излучатель. Буровая головка соединена с подвижным приводным стержнем, позволяющим задавать нужное направление движения бура, с возможностью обхождения препятствий.Со старта бурения к основанию бура, через конструктивные отверстия, подается специальный раствор. Смешиваясь в скважине с измельченным грунтом, раствор образует суспензию, которая уменьшает трение стержня с головкой, охлаждает бур и укрепляет стенки скважины, снижая риск обрушения. Также буровой раствор нужен для промывания скважины от шлама.Двигаясь по заданной траектории, буровая головка достигает запланированной точки выхода на поверхность.

Рекомендованная услуга – Медно-графитовая смазка. Используется для защиты и герметизации резьбовых соединений.

Машины и рабочее оборудование

Оборудование, используемое для прокладки коммуникаций методом ГНБ, разделяется:

  • Машины для совершения горизонтального бурения;
  • Системы локации, применяемые для координации позиционирования буровой головки;
  • Вспомогательные инструменты для ГНБ установок.

Если вам нужна качественная установка горизонтально-направленного бурения по привлекательной цене, тогда Вам сюда. Установка ГНБ FORWARD OS-10 снабжена лучшими комплектующими от известных и надёжных брендов, что в свою очередь хорошо отражается на приятном использовании оборудования.

Машины для ГНБ

Все работы проводятся дорогостоящими профессиональными комплексами. Машины могут иметь разную конфигурацию, но основные части у них общие:

  • Рама;
  • Дизельный двигатель (ДВС);
  • Силовая часть (гидронасосы распределители).

По классу машины разделяются на мини, миди и макси. Где мини – самые простые облегченные малотоннажные установки. Такая машина обладает небольшими размерами, и применяется при работе с трубами малого диаметра и ограниченной длиной трассы.

Более крупные буровые установки характеризуются средними и максимальными диаметрами труб и увеличиной длиной бурения. Также нужно обращать внимание на величину расхода буровой смеси и допустимый радиус изгиба буровых штанг, который является критерием способности изменять траекторию бурения во время работы ГНБ установки.

Навигация для ГНБ

Так как во время бурения головка находится в невидимой зоне, то контролировать процесс помогает система локации. Она состоит из излучателя, расположенного в буровой головке, и принимающего локатора, который выдает полученную информацию на дисплей, для визуального мониторинга траектории бурения и своевременного реагирования на возможные преграды.

Вспомогательные инструменты

К ним относятся: буровой инструмент ГНБ, вертлюги, серьги, фиксаторы для протяжки ПВХ обсадных элементов трубопровода. Также насосы для выкачивания буровых растворов, электрогенераторы, расширители и переходники.

Поэтапное выполнение

Подготовительные работы

До начала работ проводится обследование трассы: исследуется грунт, свойства и его состав, расположение возможных коммуникаций. Делаются расчеты по навигации и оформляется нормативно-техническая документация на исполнение работ. При необходимости зондируются сложные участки будущей трассы на предмет пересечения с имеющимися подземными инженерными коммуникациями. В результате разрабатывается оптимальная траектория бурения. Уделяется пристальное внимание технике безопасности работников буровой машины и людей, которые могут оказаться поблизости.

На подготовительном этапе формируется площадка, на которой будет располагаться буровая установка, производятся земельные работы. Ее размеры и положение зависят от габаритов бурового комплекса, диаметра и глубины залегания скважины, ее протяженности.

Пилотная скважина

Когда подготовительные работы закончены, можно начинать построение пилотной скважины. Это основной этап в разработке, от которого зависит достижение конечной цели.

Перемещение буровой головки контролируется при помощи локатора, принимающего сигнал от излучателя, расположенного в ней. Информация о нахождении бура передается на монитор оператора буровой машины, по которой определяется соответствие заданной траектории маршрута бурения. По окончании построения пилотной скважины, буровая головка выходит на поверхность или на финишную проектную точку.

Расширение бурового отверстия

Далее следует этап расширения пилотной скважины. Буровая головка заменяется на другой тип насадок для горизонтального бурения – риммер. Конструктивный элемент, представляющий собой лопасти, закрепленные на одной оси, с режущими зубцами, который вращаясь и двигаясь в обратном направлении, увеличивает диаметр скважины. Если необходим большой размер отверстия, таких челночных проходов может быть несколько, с последовательной заменой риммеров, до достижения нужного диаметра.

Читайте также:  Работа инженер по наладке и испытаниям оборудования вакансия инженер по наладке и испытаниям оборудования

Прокладывание трубопровода

На обратной от буровой машины стороне к последнему риммеру, при помощи вертлюга, гасящему вращательное движение буровых штанг, и скоб, прикрепляют элементы трубопровода и прокладывают в скважину.

После завершения строительства трубопровода, исполнитель сдает заказчику отчетную документацию, где указывается действительное положение трубопровода, с обозначениями координат местности.

Плюсы и минусы технологии

  • Тип почвы, ландшафт и его строение, присутствие водоемов не препятствуют процессу горизонтального бурения. Скученность городских построек, загруженность автомобильных дорог или охраняемые природные и культурные территории – такой способ прокладывания коммуникаций не навредит их состоянию;
  • Меньше времени и сил тратится на получение разрешений для проведения работ, так как не нужно перекрывать движение автомобильного и железнодорожного транспорта;
  • Снижаются расходы на привлечение тяжелой техники и рабочих для проведения масштабных земельных работ;
  • За счет привлечения профессиональных исполнителей и высокотехнологичных установок, минимизируются сроки монтажных работ;
  • Автономность буровых комплексов исключает зависимость от внешних источников питания;
  • ГНБ может успешно проходить при высоком залегании грунтовых вод. На скорость и продолжительность работ они не влияют;
  • Про ГНБ можно заключить, что это минимальный вред природе и человеку.

Но есть и ограничения в применении технологии ГНБ

Экономическая целесообразность. При глубине закладки труб менее 1,5 метров и отсутствии сооружений на территории работ – выгоднее прокладывать трубопровод обычным траншейным способом.

Заметно, что плюсов у технологии горизонтального бурения больше, чем минусов. Преимущества и перспективы развития очевидны. По мнению аналитиков отрасли применение комплексов бестраншейного способа прокладки коммуникаций будет увеличиваться с каждым годом.

Источник



Оборудование для горизонтального направленного бурения

Оборудование для горизонтального направленного бурения

Технология направленного бурения грунта позволяет прокладывать водопроводные магистрали или линии связи без вскрытия дорожного покрытия. Методика обеспечивает прокладку трубопроводов под оврагами, водоемами и лесопарковыми зонами. Инструменты и оборудование ГНБ подбираются в зависимости от плотности грунта и протяженности магистрали.

Необходимое оборудование

Краткий перечень оборудования для ГНБ:

  1. Буровая машина классического типа.
  2. Установки со шнековой режущей частью.
  3. Основной и вспомогательный инструмент, используемый для сверления отверстия в грунте.
  4. Гидравлические лебедки для укладки труб.
  5. Смесительные установки для приготовления и подачи бурового раствора.

Если планируется выполнение работ в условиях отрицательных температур воздуха, то необходимо устройство для прогрева рабочей жидкости и силового агрегата. Автономный отопитель работает на моторном топливе, которое сгорает в котле. Нагретый воздух подается при помощи вентилятора, в конструкции может использоваться контрольный термометр.

Техника для горизонтального бурения

Техника для горизонтального бурения оснащается гидравлической станцией с приводом от двигателя внутреннего сгорания (существуют модификации с электромотором, рассчитанным на подключение к промышленной сети напряжением 380 В). Машина оборудована гусеничной ходовой частью, рассчитанной на передвижение своим ходом на расстояние 40-50 м. Гидравлическая станция обеспечивает непрерывное вращение инструмента с заданной частотой и передвижение установки, оператор распределяет потоки жидкости под давлением при помощи специального пульта.

Также встречаются установки шнекового типа, используемые для выполнения коротких проколов в грунте. Инструмент вращается при помощи гидравлического двигателя, давление создается внешней насосной станцией с силовым приводом. Допускается подключение установки к гидравлической системе экскаваторов, приспособленных для проведения подобных работ. При выполнении проколов под железнодорожными насыпями или иными инженерными сооружениями используются управляемые шнековые установки.

Оборудование позволяет сверлить каналы диаметром до 1500 мм и длиной до 60 м. При использовании шнековой буровой станции производится черновое сверление канала с контролем положения рабочей головки. Затем на базе чернового прокола производится сверление грунта шнеком соответствующего размера. В полученный канал запрессовывается обсадная труба.

Буровая установка позволяет затягивать в полученный прокол полипропиленовые трубы. Для соединения штанги и трубопровода используется специальная муфта, по мере протягивания магистрали производится стыковка дополнительных отрезков, увеличивающих длину. Допускается предварительное соединение участков трубы в общую магистраль, герметичность проверяется заливкой воды под давлением. Затем конструкция затягивается в прокол, для поддержки ветви используются гидравлические лебедки или строительная техника (тракторы или подъемные краны на автомобильном шасси).

При производстве буровых работ потребуется специальная установка, позволяющая получать рабочую жидкость, которая затем закачивается в прокол. Оборудование состоит из смесительной камеры и бункера для сухого раствора. На раме устанавливается бензиновый или дизельный двигатель, используемый для привода насоса. Смесительные станции, установленные на стройплощадках, могут использоваться для подачи чистой воды под давлением (например, для тушения локальных возгораний или заполнения емкости жидкостью).

Инструменты для горизонтального бурения

Основной инструмент для горизонтального бурения предназначен для получения чернового прокола в грунте. Режущая головка устанавливается на стальных штангах, оснащенных подвижными соединениями для получения криволинейного профиля канала. Внутри буровой головки имеются распылители для подачи специальной жидкости на водной основе, которая вымывает измельченный грунт из прокола. Удаление грунта необходимо для беспрепятственного продвижения полипропиленовой трубы внутри канала.

На поверхности головки монтируется сменная лопатка, позволяющая корректировать траекторию бурения в зависимости от показаний локационной системы. Оператор установки подбирает профиль лопатки в зависимости от плотности грунта. Промышленность выпускает головки разного диаметра, подбор инструмента осуществляется на основе проектной документации.

После сверления базового канала может потребоваться расширение отверстия. Режущий расширитель крепится на штанге, допускается работа в песчаных почвах и грунтах с каменистыми включениями. При сверлении обеспечивается подача жидкости, которая обеспечивает охлаждение режущих кромок и удаляет грунт из прокола. Грязь стекает в котлован, а затем откачивается центробежными насосами в специальные резервуары для последующей утилизации.

Локационные системы горизонтального бурения

Поскольку буровая головка находится в толще грунта, используется специальное локационное оборудование, позволяющее контролировать направление прокола. При отсутствии контроля возможно столкновение буровой головки со скальными породами или отклонение от заданной траектории. Дополнительной проблемой при выполнении горизонтального бурения являются существующие инженерные сети: ошибочное движение инструмента может вызвать разрушение магистралей.

В конструкцию системы геолокационного контроля входит малогабаритный зонд для горизонтального бурения, который фиксируется на фронтальной части режущего инструмента. Оператор отслеживает положение зонда на экране прибора, который улавливает радиочастотное излучение. Оператор передает информацию члену бригады, который управляет гидравлической буровой установкой.

Поскольку расстояние между людьми составляет 100-200 м и более, для связи используется радиостанция. Встречаются локационные системы с двойным контрольным прибором, дополнительный дисплей устанавливается на буровой установке. Локационные системы подбираются в зависимости от глубины прокладки магистрали, плотности грунта и протяженности трассы. Для обеспечения безопасности работ рекомендуется контролировать бурение на всей протяженности прокола в грунте.

Зонды оснащаются радиочастотными передатчиками, позволяющими выбрать диапазон для трансляции сигналов. Частота подбирается с учетом минимального воздействия эфирных помех. Внешний приемник оснащается цветным жидкокристаллическим дисплеем диагональю до 11 дюймов, на котором отображается траектория движения и имеется дополнительная зона для запуска сторонних приложений. На экране может отображаться температура режущего инструмента, давление в системе подачи рабочей жидкости и другие параметры.

Как выбирать оборудование для ГНБ

Базовыми критериями при выборе буровой станции являются мощность и производитель силовой установки, также учитывается производитель оборудования. Рекомендуется использовать станцию с автоматическим механизмом, позволяющим подавать штанги из магазина. Технология ускоряет рабочий процесс и снижает нагрузку на оператора, перед началом работы потребуется уложить в магазин требуемое количество штанг.

Необходимо учесть расход топлива и максимальный крутящий момент, создаваемый гидравлическим приводом. Также следует проверить максимальное тяговое усилие, от которого зависит способность установки протаскивать полипропиленовую трубу через полученный прокол в почве. Если планируется выполнение работ на асфальтированных дорогах, то рекомендуется использовать установку с резиновыми башмаками на гусеницах. На части установок предусмотрена замена стальных лент на обрезиненные, не повреждающие асфальт при движении.

Основные технические характеристики, необходимые для подбора установки:

  • тяговое усилие;
  • допустимая длина бурения;
  • угол установки штанги;
  • крутящий момент на штанге;
  • производительность насоса, подающего раствор в скважину;
  • мощность и производительность смесительной станции.

Оборудование перемещается между строительными площадками или концевыми точками прокола на трале с заниженной рамой, который буксируется тягачом. Рекомендуется применять прицеп с пандусом, не допускающим подъем корпуса буровой установки выше 25°. Это ограничение обусловлено конструктивными особенностями ходовой части установок, при большем угле буровая машина не сможет самостоятельно заехать или спуститься с платформы.

Читайте также:  ОКТЯБРЬСКИЙ ЗАВОД КАРОТАЖНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВНИИГИС

При выборе локационного оборудования учитывается протяженность маршрута. Лучшие модели станций поддерживают связь с зондом на расстоянии до 500 м, конструкция прибора рассчитана на эксплуатацию при температуре воздуха от -20° до +60°С. Рекомендуется выбирать станции слежения с возможностью обновления прошивки или установки дополнительных утилит (например, через порт USB или по каналу беспроводной связи Wi-Fi).

Станции для получения рабочей смеси могут оборудоваться блоком для утилизации шламовых отходов. Отработавшая жидкость подается в специальный отстойник. В шлам вводится абсорбент, полученная субстанция утилизируется.

Источник

Оборудование и инструмент для горизонтально-направленного бурения

Успех в горизонтально-направленном бурении – это нечто большее, чем построение стабильной скважины. Чтобы комплекс ГНБ работал как часы, нужен слаженный экипаж и правильно подобранное оборудование. Несогласованность действий машиниста установки и оператора локационной системы может серьезно замедлить ход работ. Кроме того, успешной работе комплекса будут способствовать наличие хорошо обученных, имеющих достаточный опыт специалистов по приготовлению бурового раствора, сварке труб ПНД и геодезистов.

Правильно подобранный инструмент играет не менее важную роль для успешной реализации проекта. Вместе с установкой ГНБ обычно поставляется стандартный набор инструмента. Но если по мере необходимости дополнять свой арсенал оборудованием, специально разработанным для конкретных условий работы, это позволит сэкономить время и снизить расходы в долгосрочной перспективе.

Решения, лежащие в основе конструкции инструментов Melfred Borzall для горизонтально-направленного бурения, по утверждению компании, являются ответом на реальные проблемы, с которыми сталкиваются бурильщики. Буровые лопатки, долота, расширители, вертлюги, адаптеры, переходники Melfred Borzall обеспечивают эффективную работу с минимальными затратами.

Компания Epiroc предлагает большой набор инструмента для горизонтально-направленного бурения, который подойдет для работы в любых условиях. Продукция Epiroc отличается универсальностью, соответствует потребностям клиентов и обеспечивает бурение с высокой производительностью. Для пилотного бурения мягких пород предназначены долота с фрезерованным вооружением размером от 37/8 дюйма. Для сложных геологических условий предлагаются долота Epiroc с вооружением из карбида вольфрама диаметром до 37/8.

Буровое долото Melfred Borzall

Из особенностей конструкции шарошек со сменными крепежными элементами можно выделить систему компенсации давления подшипников, предназначенную для выравнивания внутреннего и внешнего давления в целях предотвращения повреждения уплотнения. Модульные расширители переменного диаметра с взаимозаменяемыми режущими компонентами для разных типов пород специально разработаны для горизонтально-направленного бурения.

Специалисты предупреждают, что слишком быстрое протягивание расширителя может вызвать проблемы. Скважина должна быть чистой, чтобы через нее можно было легко и без повреждений протянуть ветку трубопровода. Расширителю нужно дать возможность перемешать срезанную породу и буровой раствор, а буровому насосу закачать достаточно жидкости в скважину. Чем больше диаметр скважины, тем больше выбуренной породы должно быть вынесено из скважины и тем больше потребуется жидкости. Если диаметр скважины больше того, на который рассчитана установка ГНБ, рекомендуется расширять скважину постепенно, чтобы уменьшить нагрузку на установку. Чтобы расширить скважину, рекомендуется применять цилиндрические расширители увеличивающегося диаметра. Расширители со стабилизаторами предотвратят качание буровой колонны в процессе расширения.

Выбор наиболее подходящего забойного двигателя имеет решающее значение для получения качественной пилотной скважины, которая служит основой успешного проекта ГНБ. Двигатели из линейки XTM компании INROCK (входит в группу компаний Sandvik) спроектированы специально для удовле­творения потребностей отрасли ГНБ. Эти двигатели предназначены для увеличения крутящего момента вала, что обеспечивает более длительный срок службы всех компонентов и снижает затраты на обслуживание. Кроме того, компания INROCK разработала инновационный инструмент ABIA, который передает информацию об уровне наклона непосредственно за долотом. ABIA – это сложный инструмент, встроенный в двигатель XTM. Абсолютный наклон измеряется на долоте и передается зонду локационной системы ParaTrack 2, расположенному в бурильной колонне за двигателем. С помощью программного обеспечения происходит сравнение наклона ABIA с наклоном зонда ParaTrack.

Буровое долото Epirock

Применение забойного двигателя в горизонтально-направленном бурении пришло из вертикального бурения нефтяных скважин, где его внедрение было связано со сложностями при прохождении скальных пород. Адаптация этого устройства, которое преобразует гидравлическую энергию бурового раствора в механическую работу инструмента, разрушающего породу, потребовала изменений для улучшения его функционирования, но основной принцип действия остался прежним.

С помощью обычной или модифицированной лопатки бурение твердого грунта занимает много времени. Когда оператор хочет изменить направление движения буровой головки, он вынужден останавливать ее вращение и полагаться на усилие тяги установки и давление бурового раствора. Вырезание по новой траектории в этом случае происходит за счет стачивания породы повторяющимися движениями бура. Забойный двигатель, чтобы вращать буровое долото, использует мощность давления потока бурового раствора, замещая усилие гидромотора установки ГНБ.

Силовая часть забойного двигателя состоит из ротора и статора. Эти два элемента используют давление и поток бурового раствора, чтобы преобразовать его в крутящий момент вращения долота для резания грунта. При бурении в прямом направлении с помощью забойного двигателя все элементы бурового инструмента вращаются. Когда необходимо изменение направления бурения, вращение бурильной колонны может останавливаться. При этом долото в буровой скважине изменяет направление с помощью забойного двигателя.

Новая система крепления лопаток Melfred Borzall

При проходке пилотной скважины нужно постоянно отслеживать, где находится буровой инструмент. Корректные показания местоположения зонда на дисплее – один из важнейших показателей, необходимых оператору на протяжении всей трассы. Система локации Falcon F5 компании Digital Control (DCI) дополняет возможности одной из лучших в отрасли систем F5 (запись данных бурения DataLog, измерение давления раствора и возможность изменения частоты под землей) новой технологией Falcon, которая разработана для борьбы с активными помехами на стадии строительства. Наличие помех относится к одной из основных технологических проблем, которые влияют на ход выполнения работ. На разных участках одной трассы и в разное время суток могут проявлять себя разные активные помехи (линии электропередачи, спутниковые антенны, трансформаторные будки, движущиеся трамваи или поезда).

В результате исследований компания DCI пришла к выводу, что выбор частоты зонда для обхода помех является значительно более эффективным решением, чем увеличение мощности сигнала. Принципы технологии Falcon базируются на разделении широкого спектра частот на отдельные диапазоны с последующим выбором в каждом диапазоне таких частот, на которых влияние помех будет минимальным. В системе Falcon F5 используются восемь частотных диапазонов, и в каждом выбираются наиболее эффективные из сотен отдельных частот в диапазоне от 9 до 45 кГц. Таким образом, для участка с активными помехами можно выбрать свой частотный диапазон. В стандартный комплект системы Falcon входят приемник, дисплей, аккумуляторы и зарядное устройство.

Цветной сенсорный дисплей DigiTrak Aurora имеет прочную конструкцию и совместим со всеми локационными системами DigiTrak. Дисплей Aurora базируется на новейшей телеметрической технологии, разработанной компанией DCI, и способен работать в условиях с высоким уровнем помех. За счет размера экрана 10,4” он позволяет просматривать данные локации и работать со специальными приложениями одновременно. На дисплей передаются данные температуры зонда, настраиваемые предупредительные и пороговые сигналы. Он оснащен системами контроля в реальном времени напряжений вытяжки с использованием системы TensiTrak и контроля давления буровой жидкости с использованием зонда давления жидкости фирмы DCI. Новые приложения и обновления могут загружаться в Aurora через разъем USB или интерфейс Wi-Fi. Дальность радиосвязи с локацией серии F составляет 500 м. Дисплей размером 29,2×23,7×5,8 см может эксплуатироваться при температуре от –20 до +60 °С.

Новая модульная система Vermeer MUD Hub

Новая модульная система Vermeer MUD Hub упрощает процесс утилизации шламовых отходов. Система MUD состоит из самоочищающейся цистерны ST2000 объемом 7570 л и смесителя FL-243. В результате переработки разбуренная порода, смешанная с буровым раствором, превращается в полутвердую субстанцию, удобную для транспортировки и утилизации. Эта мобильная система может использоваться как для обслуживания одной площадки, так и для нескольких. Для сгущения смеси используется полимерный абсорбент, который добавляется в шлам и перемешивается лопатками.

Источник