УСТАНОВКА БУРОШНЕКОВАЯ

Полезная модель относится к строительству трубопроводов с помощью землеройных машин специального назначения, точнее к установкам для бурения горизонтальных скважин, в частности для бестраншейной прокладки трубопроводов.
Известна установка для бестраншейной прокладки трубопроводов (Авторское свидетельство СССР №1836528, кл. Е02F 5/18, 1993). Установка содержит раму с направляющими, стопорный механизм, выполненный в виде каретки, установленной с возможностью перемещения по направляющим рамы, стопорную плиту, тележку, на которой смонтирован механизм бурения, содержащий фрезу, шнеки и привод, тележка установлена на раме с возможностью продольного перемещения, гидроцилиндр подачи, один конец которого шарнирно соединен с тележкой, другой со стопорным механизмом для фиксации гидроцилиндра подачи с рамой.
Недостатками известной установки являются сложность и низкая надежность конструкции, обусловленная наличием большого количества деталей, трущихся элементов, громоздкость, металлоемкость: вес доходит до 19,5 т. Кроме того, силовой агрегат является составной частью установки и находится в рабочем котловане, что приводит к быстрому выходу его из строя в случае обводненности грунта.
Известно устройство для бестраншейной прокладки труб, которое содержит направляющую раму, упорную стенку, установленные с возможностью перемещения и фиксации траверсу и нажимную подушку, которые выполнены в виде кареток, и гидродомкрат, корпус которого шарнирно соединен с траверсой, а его шток шарнирно соединен с нажимной подушкой (см., например, авторское свидетельство СССР №379754, кл. Е02F 5/18, опубл. 1973). С помощью известного устройства осуществляется циклическое вдавливание прокладываемого трубопровода в грунтовый массив путем шагового перемещения по направляющей рамен нажимной подушки, через которую осевое усилие передается от гидродомкрата на задний торец прокладываемого трубопровода.
К недостаткам конструкции описанного выше устройства можно отнести схему компоновки оборудования, при которой передача осевого усилия осуществляется только на задний торец прокладываемого трубопровода. При такой схеме передачи осевого усилия возможно повреждение торца секции трубы, который используется для сварки со следующей секцией прокладываемого трубопровода. При этом следует отметить, что при такой компоновочной схеме увеличивается общая длина направляющей рамы устройства за счет того, что часть длины рамы не может участвовать в рабочем цикле (т.к. эта длина соответствует длине гидродомкрата с вдвинутым штоком). Указанное обстоятельство ограничивает возможности использования известного устройства в стесненных условиях, например в условиях городской застройки.
Наиболее близким, по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для бестраншейной прокладки трубопровода (патент RU №2103445, кл. E02F 5/18, опубл. 27.01.1998), содержащее раму с направляющими, каретку, установленную с возможностью перемещения по направляющим рамы, гидроцилиндры, жестко соединенные с кареткой и прижимной плитой, механизм бурения, включающий шнек с разбуривающей головкой, выполненный в виде гидравлического бура, жестко закрепленного в каретке и расположенного соосно между гидроцилиндрами, причем гидроцилиндры и гидравлический бур снабжены гидравлическими шлангами, соединяющими их с автономной гидравлической системой, например, с автономной гидравлической системой серийного экскаватора, а разбуривающая головка шнека выполнена диаметром, обеспечивающим ее свободное перемещение внутри продавливаемой трубы.
К недостаткам известного устройства можно отнести недостаточно усовершенствующую технологию процесса, заключающуюся в разделении операций, предусматривающих сначала продавливание грунта, а затем его выемку; что приводит к низкой точности бурения.
Заявленная полезная модель направлена на решение задач по созданию такого устройства для бестраншейной прокладки трубопроводов, которое дополнительно обеспечивало бы возможность:
- бестраншейной прокладки трубопроводов в стесненных условиях, где нет возможности применить землеройную технику;
- прокладки трубопроводов и защитных футляров под автодорогами и железнодорожными путями без разрушения автодорожного полотна и насыпи;
- прокладки трубопроводов под или над другими трубопроводами кабелями, не вскрывая пересекаемых коммуникаций;
- прокладки трубопроводов под зданиями и складами производственного назначения ниже их фундамента;
- прокладки трубопроводов больших диаметров (до 820 мм) со строго заданными характеристиками уклона.
Достигаемый технический эффект при использовании предлагаемой полезной модели заключается в значительном сокращении затрат и сроков при прокладке и замене трубопроводов, уменьшении объемов ручного труда, расширении диапазона диаметров и материалов прокладываемых и заменяемых труб за счет улучшения тяговых характеристик.
Сущность полезной модели состоит в том, что установка бурошнековая является мобильным комплексом оборудования, обеспечивающего бестраншейную прокладку трубопроводов различных типов и назначения.
Предлагаемая установка является во многом инновационной и представляет собой интересное и прогрессивное техническое решение. Устройство включает новые узлы, которые позволяют оптимизировать процесс бестраншейной прокладки:
1. Система контроля направления. Это оптическая система слежения за положением и состоянием буровой головки во время пилотного бурения. Уникальность этого решения заключается в том, что эта система способна информировать оператора об отклонении от заданной цели. Помимо этого в буровую головку встроен зонд - излучатель, который позволяет определить место и положение при аварийных и нештатных ситуациях. Таким образом, система оснащена двойной локацией.
2. Управляемый пилот - забурник. Конструкция представляет собой скошенную лопасть вращение и останов, которой осуществляется при кратковременном реверсе бурового шнека, что позволяет быстро и точно корректировать направление движения пилотной колонны, не прерывая процесс бурения.
3. Оптимально спроектированы и рассчитаны параметры навивки шнеков, что позволяет повысить эффективность и надежность эвакуации грунта, а также ввести принципиально новый подход в области шнекового бурения. Этап пилотного прохода, при самом распространенном диапазоне диаметров труб Д<280 мм, позволяет напрямую начать этап прокладки, минуя стадию расширения. Это позволяет в два раза сократить время строительно-монтажных работ.
Указанный технический результат достигается за счет того, что установка бурошнековая, содержащая механизм бурения, включающий шнек с разбуривающей головкой и гидроцилиндры подачи, согласно полезной модели, она содержит механизм бурения в виде бурошнекового станка; систему контроля направления; комплект бурового инструмента и комплект принадлежностей, при этом буровой станок включает домкрат - вращатель и станину; при этом система контроля направления состоит из светодиодной мишени с источником питания, закрепленной в пилоте - забурнике, электронного теодолита с видеокамерой, закрепляемого на дне котлована, и монитора; при этом комплект бурового инструмента состоит из секции шнековой обсадной и секции шнековой буровой, пилота - забурника, содержащего скошенную лопасть, вращение и остановка, которой осуществляется при кратковременном реверсе бурового шнека, также комплект бурового инструмента состоит из секции шнековой обсадной и секции шнековой буровой, пилота - забурника, содержащего скошенную лопасть, вращение и остановка, которой осуществляется при кратковременном реверсе бурового шнека, также в пилоте - забурнике встроен зонд - излучатель, который позволяет определить место и положение при аварийных и нештатных ситуациях; кроме этого в комплект бурового инструмента входят комплект расширителей и вертлюг, при этом комплект принадлежностей включает плиту заднюю, плиту переднюю, подпятник, контейнер для грунта.
При этом в качестве насосной гидравлической станции для привода установки предназначен самоходный энергоблок установки, например, УНБ-30 (УНБ-8) на базе автомобиля ЗИЛ-131.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг.1 представлена установка бурошнековая, общий вид;
На фиг.2 - то же, вид сверху;
На фиг.3 - установка бурошнековая, эскиз общего вида;
На фиг.4 - то же, общий вид производства работ.
Позиции на чертежах представляют: домкрат - вращатель - 1; станина - 2; электронный теодолит - ; секция шнековая обсадная - 4; секция шнековая буровая - 5; пилот - забурник - 6; плита задняя - 7; плита передняя - 8; подпятник 9; контейнер для грунта 10.
Установка бурошнековая включает механизм бурения, выполненный в виде бурошнекового станка; систему контроля направления; комплект бурового инструмента и комплект принадлежностей (ЭД, ЗИП, упаковочные средства). При этом буровой станок включает домкрат - вращатель 1, станину 2. Система контроля направления состоит из светодиодной мишени с источником питания (на фигуре не показано), закрепленной в пилоте - забурнике 6, электронного теодолита 3 с видеокамерой закрепляемого на дне котлована и монитором (на фигуре не показано). Комплект бурового инструмента состоит из секции шнековой обсадной 4 и секции шнековой буровой 5, пилота - забурника 6; кроме этого в комплект бурового инструмента входят комплект расширителей и вертлюг (на фигуре не показано). Комплект принадлежностей включает плиту заднюю 7; плиту переднюю 8; подпятник 9; контейнер для грунта 10. При этом в качестве насосной гидравлической станции для привода установки предназначен самоходный энергоблок установки, например, УНБ-30 (УНБ-8) на базе автомобиля ЗИЛ-131.
Устройство работает следующим образом.
Для того чтобы осуществить прокладку коммуникаций, достаточно двух котлованов: стартового и приемного, глубина которых соответствует глубине прокладки.
В стартовом котловане устанавливают домкратную станцию, на которую помещают буровой механизм, комплект бурового инструмента и обсадные трубы продавливания. В качестве насосной гидравлической станции для привода установки используют самоходный энергоблок на базе автомобиля ЗИЛ-131.
Точность бурения осуществляют компьютерным комплексом управления с применением системы наведения, которая базируется на использовании трех основных компонентов: светодиодной мишени в пилотной головке, теодолита со специальной камерой и монитора. Теодолит позволяет постоянно следить за положением светодиодной мишени. Если на мониторе заметно отклонение от требуемого направления, его можно скорректировать с помощью поворота пилотной лопасти.