Самоходные буровые установки – плюсы и минусы

Предназначены, в основном, для геологоразведочных работ и бурения скважин для воды. Востребованы, как вид техники, благодаря высоким рабочим параметрам и мобильности. Это приводит к быстрой окупаемости оборудования даже при значительных начальных затратах.

Из явных преимуществ можно выделить:
1. Мобильность. Буровая установка монтируется на шасси подходящего вездехода или грузовика. Таким грузовиком может быть продукция МАЗ или Урал, в чьих возможностях ни кто не сомневается. Это значит, и перемещать установку можно со скоростью машины.
2. Гораздо более низкая себестоимость работ по сравнению со стационарной установкой.
3. Полный цикл работ занимает значительно меньше времени.
4. Более просты в обслуживании и ремонте.
5. Имеют высокую производительность и неплохие технические характеристики. Возможности современного самоходного оборудования позволяют решать ряд задач, которые раньше были доступны лишь стационарной технике. Комплектация сменным инструментом позволяет одной и той же установке производить бурение с различными параметрами.

Из недостатков, самоходные буровые установки имеют следующие:

1. Ограниченная глубина бурения.

2. Не самая высокая мощность, подходящая только для мягкой и средней твердости породы.

3. Требуется подъезд для установки. В гористой или сложнопересеченной местности это не всегда возможно.

У самоходных установок есть своя устойчивая ниша, в которой применение других видов бурения оказывается слишком дорого, неудобно или попросту невозможно. Покупая или арендуя данную технику нужно проанализировать возлагаемые задачи и надежды.

В России производство самоходных буровых установок слабее большинства областей машиностроения, хотя достойные модели существуют, и они наиболее приближены к нашей реальности. Установки монтируются на шасси машин отлично зарекомендовавших себя работой в нашем климате и на пересеченной местности. Отечественный парк разбавлен подержанными зарубежными самоходными установками, как европейского, так и китайского производства.

59 Свежеуложенный грунт в земляном сооружении должен быть уплотнен во избежание самопроизвольного изменения геометрической формы и просадок. Для понижения водопроницаемости земляного сооружения применяют искусственное уплотнение грунтов.

Способ уплотнения грунтов и число приложений нагрузки зависят от свойств грунта: связности, влажности, гранулометрического состава, требуемой степени уплотнения.

Для уплотнения связных и малосвязных грунтов применяются укатка и трамбование, для несвязных грунтов — укатка и вибрация.

По принципу действия машины, применяемые в строительстве для уплотнения грунта, разделяются на машины статического, ударного действия и вибрационные.

По способу передвижения грунтоуплотняющие машины делятся на прицепные и самоходные.

К машинам статического действия относятся прицепные и самоходные катки.

Прицепные катки могут быть гладкими и кулачковыми (225). Более интенсивное уплотнение производят последние. Такие катки могут создавать давление до 75 кГ/см2.

Тяжелые прицепные кулачковые катки изготовляют с двумя дышлами для работы на насыпях челночным способом с перецепкой. В этом случае необходимость в устройстве съездов с насыпи для разворота катка отпадает.

Секционный полуприцепной пневмокаток (226) является более совершенной машиной для уплотнения грунта. Каток представляет собой прицепную упряжную раму, с которой шарнирно соединены отдельные металлические сварные секции, заполняемые балластом. Каждая секция опирается на колесо с пневматической шиной. Секция имеет два донных люка с крышками для разгрузки балласта. В вертикальном направлении секции могут перемещаться независимо друг от друга. Это обеспечивает постоянную передачу давления каждым колесом на грунт. Вертикальное перемещение секций относительно друг друга может достигать 300 мм. Буксировку загруженного балластом катка выполняют одноосным тягачом. Выпускаются пневмоколесные катки и прицепными, буксируемыми трактором. Имеется конструкция прицепного катка, секции которого выполнены из железобетона. Выпускаются катки весом 10, 25 и 42 т.

К недостаткам прицепных секционных катков следует отнести то, что они не могут производить работу челночным способом; при работе на насыпях для их разворота необходимо устраивать съезды и пандусы. Самоходный каток на пневмошинах (227) имеет преимущество перед прицепным катком в том, что он может перемещаться по узким s насыпям челночным способом.

Рабочим органом самоходного катка являются передние управляемые 7 и задние ведущие 13 пневмоколеса. Их размещают так, чтобы следы колес одной оси перекрывали промежутки между следами колес другой оси. Таким образом получается сплошная полоса укатываемого грунта.

 

60 К уплотняющим машинам статического действия относят прицепные, полуприцепные и самоходные кагки, которые применяют для послойного уплотнения связных и комковых грунтов. Прицепные катки могут быть с металлическими гладкими решетчатыми, кулачковыми вальцами, а также прицепные и пневмоколесные.

Кулачковый каток (рис. 195) представляет собой полый стальной барабан (валец), по наружной поверхности которого закреплено большое число выступающих кулачков специальной формы. Внутренний объем вальса заполняется для увеличения массы балластом через люк. Барабан охватывается прямоугольной рамой дышлом и сцепным устройством для соединения с тяг чом. На раме укрепляют скребок — нож, счищающий быток налипающего грунта.

Тяжелые прицепные кулачковые катки изготовля с двумя дышлами для работы на насыпях челночнымспсобом с пересцепкой тягача в конце загона.

 

Рис. 195. Прицепной кулачковый каток
1 — барабан (валец); 2 — кулачки; 3 — нож; 4 — рама; 5 — люк; с — цепное устройство

 

Рис. 196. Катод ДУ-16В
1 — тягач МоАЗ-Б45П; 2 — дышло; 3, 5 —краПние секции; 4 — средние секции; 6 — электрооборудование; 7 — задняя балка; 8 — пневматическое колесо

Массу катка увеличивают загрузкой балластом до 25…30 т. Решетчатые катки могут быть прицепными и самоходными.

Пневмоколесные катки уплотняют грунт рабочим органом, состоящим из смонтированных в один ряд на одной или двух осях колес с пневмошинами, пригруженны-ми балластом.

По способу передвижения пневмокатки делятся на прицепные, полуприцепные и самоходные. По способу передачи нагрузки на шину разделяются на секционные, у которых каждое колесо нагружается собственным балластным ящиком, имеющим свободное перемещение вместе с колесом по вертикали, и на обычные, имеющие общий балластный ящик.

Секционный полуприцепной пневмокаток (рис. 196) представляет собой прицепную к тягачу упряжную раму, с которой шарнирно соединены отдельные железобетонные или металлические сварные секции, заполняемые балластом. Каждая секция опирается на колесо с пневматической шиной. Секция имеет два донных люка с крышками для разгрузки балласта. В вертикальном направлении секции могут перемещаться независимо друг 0т друга. Это обеспечивает постоянную передачу давления каждым колесом на грунт независимо от неровностей уплотняемой поверхности. Вертикальное перемещение секций относительно друг друга может достигать 300 мм.

 

Рис. 197. Схема самоходного катка с гладкими вальцами ДУ-8В
1 — передний валец; 2 — обхватывающая вилка; 3 — гидроцилиндр; 4 — пульт управления; 6 — рабочее место; 7 — масляный бак; 8 — топлв бак; 9 — задний валец; 10 — двигатель; 11 — регулятор; 12 — коробка

Катки вибрационные прицепные применяют для уплотнения различных грунтов на глубину 0,6…1,2 м.

Прицепные виброкатки производства ГДР выпуск с вальцами трех типов: гладкими (модельSVAW), лачковыми (модель SVSAW) и решетчатыми (мод SVGAB). Решетчатые и кулачковые катки применяют уплотнения связных грунтов, катки с гладкимвальцо для несвязных грунтов.

Каток состоит из вальца, внутри которого разме вибратор — вал с дебалансами. Валец охватывает молинейная рама, у которой сзади установлен двига, с клиноременной передачей на вал вибратора. Спер рамы закреплено дышло для соединения со сцепным устройством тягача. Для защиты рамы и двигателя oiбрации предусмотрены амортизаторы.

 

Рис. 198. Схема гидроуправления катка ДУ-83
1 — рычаг; 2 — гидрораспределитель; 3 — трубопровод; 4 — гидроцилиндр; 5 — шток; 6 — рычаг; 7 — валец; 8 — ось; 9 — гидронасос; 10 — маслобак

Катки с гладкими вальцами выпускаются с двумя или тремя вальцами.

Каток ДУ-8В (рис. 197) тяжелого типа с гладкими вальцами состоит из корпуса, переднего и заднего вальцов, двигателя и системы гидромеханической передачи. Двигатель установлен в полости корпуса поперек Продольной оси машины. Гидромеханическая передача от Двигателя к заднему ведущему вальцу состоит из гидротрансформатора, коробки передач с реверсивным механизмом, карданного вала и двухступенчатого редукюра.

Передний валец установлен в опорах корпуса с помощью П-образной обхватывающей вилки.

Катки - Самоходные катки

Самоходные катки классифицируются: по числу и взаимному расположению вальцов - на одновальцовые с ручным управлением (с поддерживающими вальцами-роликами и без них), двухвальцовые двухосные, трехвальцовые трехосные; по числу ведущих вальцов - с одним и двумя вальцами; по типу трансмиссии - с механической, гидромеханической и гидростатической; по характеру колебаний - с круговыми и направленными колебаниями.
Наибольшее распространение за рубежом имеют двухосныедвухвальцовыевиброкатки с механическим приводом вибратора и катка.
Общую компоновку, выбор и построение кинематической схемы самоходныхвиброкатков производят аналогично каткам статическом действия.
Особенностями конструкции виброкатков является наличие вибратора, устанавливаемого внутри вальца (обычно ведущего), дополнительной передачи привода вибратора, упругих подвесок вибровальца. Сиденье для водителя снабжено амортизаторами.
Трансмиссии виброкатков в основном механические. Гидромеханические и гидростатические трансмиссии применяют редко. Привод вибратора - клиноременный. Получает распространение гидравлический привод вибратора.

62 Трамбующие машины и оборудование. Трамбованием уплотняют как связные, так и несвязные грунты слоями большой толщины (Г..1,5 м). Рабочие органы трамбующих машин в виде чугунных или железобетонных плит круглой или квадратной формы навешивают на экскаваторы или специально приспособленные для этого машины. В первом случае в качестве базовой машины используют экскаватор-драглайн, к подъемному канату которого подвешивают плиту массой 0,8... 1,5 Мг с площадью опорной поверхности около 1 м~. Вспомогательным канатом с легким оттяжным грузом предупреждают закручивание основного каната. Плиту поднимают на высоту 1,2... 2 м, с которой се сбрасывают отключением от трансмиссии барабана подъемной лебедки. Тремя — шестью ударами плиты о грунт достигают его уплотнения на глубину 0.8... lf< м. Продолжительность рабочего цикла с учетом поворотных движений экскаватора в плане составляет в среднем 12...20 с, что определяет невысокую производительность этого способа. Применение экскаваторов для уплотнения грунтов экономически невыгодно из-за высокой стоимости этих машин, а также из-за повышенного износа подъемного и передающих.механизмов в описанном режиме нагруже-ния. По этой причине указанный способ уплотнения грунтов имеет ограниченное применение — в местах, труднодоступных для других грунтоуплотняющих машин.

Для уплотнения грунтов на объектах с широким фронтом работ используют самоходные трамбующие машины на базе гусеничного трактора класса 100... 150 кН (4.49, a). Грунт уп-ютннют двумя чугунными плитами S кассой 1.3 Мг каждая, поочередно поднимаемы ми по установленным сзади трактору штангам 2 и падающими на грунт при непрерывном движении машины вперед. Плиты поднимают канатами 7 (4.49, б) с помощью кривошипного механизма 6, приводимого в движение через редуктор / от двигателя 8, установленного в передней части трактора. В момент перехода кривошипа через верхнюю «мертвую точку» установленная в его приводе муфта предельного момента 5 отключает канатную систему от редуктора, обеспечивая тем самым свободное падение трамбующей плиты. Для снижения динамических нагрузок в канатах они прикреплены к передней раме и трамбующим плитам через пружинные амортизаторы 4 и 9. В зависимости от содержания в грунте глинистых частиц уплотнение на глубину до 1,2 м достигается за 3...6 ударов плиты по одному месту. Соответствующая этим требованиям скорость передвижения трактора составляет 160...320 м/ч.

Виброуплотняющее оборудование. Для уплотнения грунта при ограниченной в плане его поверхности применяют вибрационные поверхностные уплотнители (виброплиты). Грунт уплотняется плитой-поддоном / (4.50), которой сообщаются колебания, генерируемые двухдебалансным вибратором 2, установленным на плите шарнирно. При изменении положения корпуса вибратора относительно плиты-поддона возникает горизонтальная составляющая возмущающей силы Q, обеспечивающая виброплите горизонтальные перемещения (самопередвижение) в направлении действия этой составляющей. Вращение дебалансам вибратора передается через гибкую, обычно клпноременную передачу от силовой установки, смонтированной на подрамнике, установленном на плите на пружинных или резинометаллических амортизаторах (4.50, а). Управляет виброплитой оператор с помощью рычагов, установленных на дышле, которое соединяется с плитой через амортизаторы. Поворотом дышла также изменяется направление самопередвижения виброплиты. Виброплиты транспортируют на специальных тележках, буксируемых трактором или автомобилем. Изготовляемые в рамках социалистического содружества в ГДР виброплиты производительностью от 300 до 900 ма/ч массой от 150 до 1400 кг обеспечивают уплотнение грунта на глубину 0,3...1 м.

63 При гидромеханическом способе разработки грунта все технологические операции процесса — отделение грунта от массива, захват, транспортировка к месту укладки и укладка — выполняются за счет энергии потока воды.

В строительном производстве гидромеханическую разработку грунта применяют при намыве плотин и дамб, больших площадок и повышения их уровня, образования выемок.

Разработка грунта гидротехническим способом может быть гидромониторной, землесосной и комбинированной.

 

Рис. 191. Схемы способов гидромеханической разработки грунта
а — гидромониторный; б — землесосный; в — комбинированный; 1 — гид нитор; 2 —зумпф; 3 — грунтовый насос; 4 — пульпопровод; 5 — обвал 6 — напорный водопровод; 7 — фрезернозасасывающая головка; 8 — по 9—поплавки; 10 — экскаватор одноковшовый; 11 — бункер

При гидромониторном способе (рис. 191, а), применимом в сухих забоях, грунт размывается струей воды, брасываемой под высоким давлением из насадки в бойного снаряда, называемого гидромонитором. Вода-гидромонитору подается по трубопроводу отнасос станции, располагаемой у ближайшего водоема.
Размытый грунт, смешиваясь с водой, образует пульпу, которая отводится самотеком непосредственно к ме укладки по пульпопроводу или стекает в приямок, зумпф, откуда перекачивается специальным грунтов насосом по пульпопроводу к месту укладки. Консистен пульпы поддерживается примерно 1: 10 по объему, Т в 10 м3 пульпы содержится грунта 1 м3. Чтобы предотвтить выпадение грунта из пульпы, потоку должна быть сообщена определенная скорость. На месте укладки пу па заливается на участок, огражденный земляными валами. При заливке поток теряет скорость, и грунт осажется на заливаемой поверхности. Обволакивающие ва делают из фильтрующего грунта, пропускающего воду задерживающего частицы грунта.

Разрыхленный грунт месте с водой засасывается через грунтозаборное устройство грунтовыми насосами, установленными на плавучих земснарядах, и направляется к месту укладки по пульпопроводу, который может быгь частично плавучим, а частично пролегать по суше. Разрыхление грунта при землесосном способе может производиться струей воды или при более твердых грунтах с механическим разрыхлением в виде шаровой фрезы. Разрыхлитель устанавливают вблизи входного отверстия пульпоприемника — всасывающей трубы грунтового насоса — и приводят во вращение от двигателя, установленного на земснаряде.

При комбинированном способе разработки (рис. 191, в) используют два метода: грунт разрабатывают механическим способом, а транспортировку разрыхленного и разжиженного грунта осуществляют земгрунтовым насосом. При этом способе грунт, разработанный одноковшовым экскаватором, грузится в специальный бункер — зумпф, в который подается вода, образующая смесь с грунтом — пульпу. Пульпа засасывается из зумпфа грунтовым насосом и направляется но пульпопроводу к месту укладки.

Экономически целесообразная дальность перемещения грунта гидравлическим транспортированием составляет 4…8 км. Гидромеханический способ разработки при соответствующих грунтовых условиях и при наличии в достаточном количестве воды является одним из наиболее эффективных способов.

 

64 Гидромониторные установки разрабатывают методом размыва на глубину 5 - 6 м грунты всех категорий до слабой разборной скалы включительно. Работа гидромонитора более эффективна при высокой скорости течения воды в реке, способствующей интенсивному выносу размытого грунта. Размыв грунта гидромонитором производит водолаз. [ 2 ]

Гидромониторная установка создает мощную струю воды (давлением 8 - 15 кгс / см2), под действием которой грунт разрушается, а затем отводится по открытым лоткам и трубопроводам к месту укладки. [ 3 ]

Вгидромониторную установку входят центробежный водяной насос, двигатель, всасывающий и напорный шланги и сменные гидромониторные насадки. Для погашения реактивной силы струи к шлангу гидромонитора на расстоянии 1 5 - 2 м отнасадка прикрепляют балласт или безреактивные насадки. [ 4 ]

При разработке траншейгидромониторными установками и ручными гидромониторами откосы траншей принимают не круче 1: 2 5 из условий выноса размытого грунта струей гидромонитора. [ 5 ]

На больших переходах используютмощные гидромониторные установки (табл. VIII. [ 6 ]

При гидромеханизированном способе разработки расстояние отгидромониторной установки и другого забойного оборудования (скреперы, бульдозеры) до забоя должно составлять не менее 0 8 высоты уступа. [ 7 ]

Для размыва грунтов водой (способом гидромеханизации) служатгидромониторные установки. [ 8 ]

Для разработки подводных траншей применяют снаряды, скреперное оборудование игидромониторные установки. [ 9 ]

Если берега сложены песчаными или супесчаными грунтами, то вскрытие трубопровода может быть выполненогидромониторной установкой. Размыв грунта ведется от уреза воды. [ 10 ]

Если с помощью кабелеукладчика проложить кабель через водную преграду невозможно, его прокладывают в подводные траншеи, которые могут быть отрыты землечерпальными снарядами, землесосами,гидромониторными установками, экскаваторами и скреперными установками или взрывным способом. Грузоподъемность используемого плавучего средства должна не менее чем в 5 раз превышать массу прокладываемого кабеля. Кабель укладывается на плавучем средстве кругами или восьмерками или на козлах-домкратах устанавливают барабан с кабелем. По мере перемещения плавсредства в створе перехода кабель опускается на дно водоема с помощью вращающихся шкивов, роликов или направляющих желобов. [ 11 ]

Гидромонитор применяют с использованием водолазного труда при разработке грунта с небольшим объемом работ, на отдельных объектах, куда завозить более мощное оборудование не эффективно, при разравнивании дна траншей после работы более мощных машин, а также при работе в стесненных условиях. В разработке подводного грунтагидромониторной установкой малой мощности, кроме водолазов, участвуют машинист и два рабочих. Установку АН-2, используемую для гидравлического испытания трубопроводов в качестве ручного гидромонитора, монтируют на плавучих средствах. [ 12 ]

Необходимость в заглублении морских трубопроводов связана с тем, что в противном случае они могут быть повреждены при перемещении прибрежных льдов, тралами, якорями судов и т.п. При земляных работах используются устройства, разрабатывающие траншею как с поверхности воды, так и в подводном положении. К первым относятся плавучие земснаряды, гидромониторные установки, грейферные землечерпалки, пневматические и гидравлические грунтососы. [ 13 ]

В задачу по механизации зачистки резервуаров входят отыскание наиболее рациональных мероприятий разрушения и удаления твердых отложений (пульпы); удаление паров нефтепродуктов; экспрессный метод анализа воздуха после зачистки резервуаров. Для разрушения твердых отложений наиболее рациональным должно явиться применениепередвижных гидромониторных установок с вращающимися стволами, которыми можно было бы управлять, не входя в резервуар.

 

Землесосные снаряды бывают передвижные (плавучие) и стационарные. Плавучие земснаряды разрыхляют грунт под водой, засасывают пульпу с помощью грунтонасоса и перекачивают ее по плавучему и береговому пульпопроводам на участок насыпи.
В зависимости от диаметра всасывающего патрубка (DB) и мощности грунтового насоса различают землесосные снаряды: мелкие (DB до 250 мм, N=400...600 кВт), средние (DB до 400 мм, N= = 650...1500 кВт) и крупные (DB до 700 мм, N=2000...25 000 кВт).
Центробежный насос, расположенный в землесосной установке, позволяет транспортировать пульпу по напорному трубопроводу на расстояние до 1,3...2,5 км. Диаметр пульпопровода определяют расчетом в зависимости от объема и вида грунта, скорости движения пульпы, крупности частиц грунта, консистенции пульпы.
Участок разработки грунта земснарядом с перекачкой пульпы на карты намыва ограничен рекой и городской магистралью. Рельеф местности имеет падение к реке. Вдоль реки: построена подпорная стенка, имеющая продольный уклон, равный уклону воды в реке. Поскольку участок должен быть спланирован; с уклоном от точки В в сторону реки и с учетом уклона подпорной
стенки, его разбивают на отдельные сектора, которых в нашем случае может быть три или четыре (в зависимости от размеров участка). Каждый сектор имеет свой уклон, определяемый уклоном подпорной стенки и заданной отметкой в точке. На части заданного участка выполнена (бульдозером или скрепером) срезка на площади, и срезанный грунт распределяют на участке между линией нулевых работ и ломаной линией. На остальной части участка, заключенного между подпорной стенкой и откосом насыпи, необходимо намыть грунт земснарядом за счет расширения и углубления реки. Поскольку каждый сектор имеет свою величину и направление уклона, карты намыва устраивают на площади этих секторов. По линии пересечения плоскостей каждого сектора (по границам секторов) устраивают обвалование. Первая карта намыва имеет границы, проходящие по земляному валу, вдоль откоса насыпи, по насыпи автомобильной дороги и по части подпорной стенки.
Земснаряд с помощью грунтонасоса по трубе засасывает пульпу и нагнетает ее сначала в плавучий, а затем в береговой пульпопровод. В зависимости от размеров, формы и уклона карты береговой пульпопровод может быть закольцован или состоять из отдельных тупиковых линий. Закольцованный пульпопровод имеет выпуски, с помощью которых регулируют подачу пульпы на отдельные участки планируемой площади. Из пульпы, попавшей на карту намыва, выпадают частицы грунта, а осветленная вода через водоприемные колодцы по водосбросным трубам отводится в реку. Для обеспечения бесперебойной работы земснаряда участок намыва грунта разбивают как минимум на три карты. При такой организации работ на первой карте производят намыв грунта, на второй — монтаж пульпопровода и на третьей — обвалование