Машины для бестраншейной прокладки труб с лидирующей разработкой грунта

Машины, прокладывающие трубы проталкиванием

Для снижения усилий проходки и ее интенсификации иногда применяют гидромеханическую разработку и транспортировку грунта. С этой целью на забойном конце прокладываемой трубы устанавливают конусный наконечник, вершина которого заканчи­вается соплом, через которое на грунт воздействует струя воды, прокачиваемой через трубу насосом. Вода размывает грунт и транспортирует его на поверхность по кольцевому зазору между трубой и стенками скважины (рис. 3.67). Оборудование позволяет прокладывать трубы диаметром от 57 до 529 мм на длину до 40 м с усилием до 80—120 кН при средней скорости 15—22 м в смену с учетом подготовительных работ. Затраты труда на про­кладку 1 м длины трубы установками этого типа составляют 1,2—1,6 чел.-ч.

Машины для прокладки труб методом бурения

Метод горизонтального бурения — один из наиболее механи­зированных. Сущность его состоит в механической разработке горизонтальной скважины с одновременной или последующей прокладкой в нее трубы-патрона. Существует большое число ма­шин, работающих этим методом.

 

В. Машины и оборудование наклонно-направленного бурения

Бестраншейная прокладка трубо­проводов под водоемами методом направленного бурения явля­ется наиболее перспективной в технико-экономическом и экономи­ческом аспектах. Суть ее, например, при сооружении перехода под рекой, заключается в том, что на одном из ее берегов на расстоя­нии 40—60 м от линии берега начинают бурение наклонной сква­жины с одновременной подачей в нее трубопровода. Бурение ве­дут по кривой (чаще всего по дуге окружности) на 8—20 м ниже дна реки и заканчивают его на противоположном берегу выходом забойной буровой головки на поверхность на таком же примерно расстоянии от линии берега. Глубину бурения выбирают из такого

Рис. 3.70. Схема прокладки трубопровода под дном реки методом направ­ленного бурения

расчета, чтобы трубопровод оказался расположенным вне зоны возможных русловых изменений.

Проходческий комплекс состоит из наклонной буровой вышки, забойной буровой головки, системы определения места положения и пространственной ориентации забойной буровой головки под землей, системы управления направлением ее движения, системы энергообеспечения буровой головки и других механизмов ком­плекса, комплекта быстросборных инвентарных трубопроводов, располагающихся при бурении внутри прокладываемого трубопро­вода и служащих для связи забойной буровой головки с системами энергообеспечения и другими системами, системы приготовления и циркуляции глинистого раствора, системы гидроэвакуации грунта и других вспомогательных систем.

Наклонная буровая вышка предназначена для последователь­ного монтажа трубопровода и подачи его в разрабатываемую скважину под определенным углом. Она состоит из якорной рамы, зарываемой в грунт и воспринимающей реактивное усилие подачи трубопровода, и наклонной эстакады, на которой последовательно монтируют трубопровод из отдельных труб, сваривают и изоли­руют их стыки, а затем усилием гидравлического домкратного ме­ханизма подают в скважину

Забойная буровая головка в общем случае выполнена в виде цилиндрического корпуса, несколько превышающего в диаметре прокладываемый трубопровод. В передней ее части ус­тановлена вращающаяся фреза, оснащенная режущим инструментом, соплами для подачи под давлением воды или глинистого раствора и отверстиями для отсоса образующейся грунтовой пульпы.

Метод бестраншейной проходки направленным бурением мо­жет быть применен при прокладке трубопроводов и коллекторов под реками, озерами, болотами, различными инженерными соору­жениями, в том числе, под другими трубопроводами при обустрой­стве нефтегазопромыслов, при прокладке трубопровода с берега в открытое море под полосой прибоя, при соединении шельфового трубопровода с береговым.

 

Сваебойные машины

Существующие сваебойные молоты подразделяются по роду привода на механические или подвесные, пневманические, дизельные и электрические (вибромолоты).

По принципу использования энергии привода различают молоты простого и двойного действия. В молотах простого действия энергия привода (пар или ТРН2601сжатый воздух, газы, образующиеся при сгорании топлива, электроэнергия) необходима только для подъема ударной части, а падение ее совершается под действием собственного веса. В молотах двойного действия энергия привода идет и на движение ударной части вниз, увеличивая ее скорость и, следовательно, силу удара. К молотам простого действия относятся механические, дизельные и паровоздушные одиночного действия; к молотам двойного действия — паровоздушные двойного действия.

Главным определяющим параметром молотов простого действия является вес ударной части, молотов двойного действия и вибромолотов — энергия удара.

Механические или подвесные молоты являются простейшим типом сваебойных молотов. Молот представляет собой чугунную или стальную болванку, имеющую вверху петлю для сцепления с подъемным канатом и направляющие захваты для удержания и направления молота в стрелах копра. Принцип действия молота заключается в попеременном подъеме его с помощью лебедки на некоторую высоту и свободном падении на голову сваи.

В паровоздушных молотах в качестве источника энергии используется пар или сжатый воздух с давлением 0,7—0,8 МПа.

Паровоздушный молот простого действия с ручным управлением

В молотах простого действия пар или сжатый воздух только поднимает на некоторую высоту (1,5—2 м) ударную часть молота, т. е. цилиндр, затем происходит выхлоп пара или воздуха и цилиндр падает под действием собственного веса, нанося удар по свае.

В молотах простого действия с полуавтоматическим управлением в отличие от молотов с ручным управлением выхлоп пара или сжатого воздуха благодаря специальному устройству происходит автоматически. Управление впуском пара (сжатого воздуха) в цилиндр молота после выхлопа и удара цилиндра по свае остается ручным. В большинстве конструкций у паровоздушных ТРН2601молотов двойного действия ударной частью является поршень.

Молоты двойного действия весьма эффективны при забивке элементов с малым лобовым сопротивлением, каковыми являются деревянный и стальной шпунт, балки, железобетонные трубчатые сваи с открытым концом, металлические трубы.

Большим преимуществом молотов двойного действия является их способность забивать сваи под водой. Для этого молот снабжается шлангом для выхлопа отработанного воздуха (пар в этом случае неприменим), один конец которого крепится к выхлопному отверстию молота, а другой—выводится выше уровня воды.

Дизель-молот работает по принципу двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Источником энергии служит маловязкое дизельное топливо.

Выпускаются дизель-молоты двух типов — трубчатые и штанговые.

Вибромолоты относятся к молотам ударно-вибрационного действия, в которых вертикально направленные колебания, создаваемые вибровозбудителем и передаваемые погружаемой свае, сочетаются с периодическими ударами по ней. Известны конструкции, в которых в качестве привода вибровозбудителя используются электродвигатели и двигатели внутреннего ТРН2601 сгорания. Однако преимущественное распространение получили вибромолоты с электроприводом. Вибромолоты применяются главным образом на забивке металлического шпунта, стальных труб и в отдельных случаях железобетонных свай в слабые грунты.