РАЗРАБОТКА СМЕСИТЕЛЯ БУРОВОГО РАСТВОРА НА УСТАНОВКУ ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Установка ГНБ Grundodrill 15x производства немецкой фирмы Tracto-technic предназначена для прокладки подземных коммуникаций, бестраншейным методом. В частности прокладка труб диаметром от 50 до 600 мм вращательным способом на глубину до 20 м и длину до 600 м. Максимальное тяговое усилие 15 тонн. На буровой установке ГНБ Grundodrill 15x преобладает гидравлический привод, управляемый посредством электромагнитных гидравлических клапанов. Управление осуществляется с панели оператора, по средством джойстиков переключателей и кнопок. Электрическая схема  представляет собой смесь релейно-контакторной схемы с применением ПЛК для реализации разного рода защиты и автоматизации систем, таких как «Автоматизированная система смены буровых штанг»,  система «Автоматизированного забуривания и извлечения штанг».

Задачей дипломного проектирования является сбор данных об электрооборудовании буровой установки Grundodrill 15x рассмотрение вопросов эксплуатации данного электрооборудования, разработка мобильного проточного смесителя бурового раствора, с целью избавится от нужды в смешивающей установке приготовления бурового раствора и гидростанции для смесительной установки, установленной на отдельной машине. Данная тема является актуальной, так как очень большой объём работ обязан производиться бестраншейным способом. Объекты работы могут находиться в труднодоступных местах с осложнённым рельефом местности, в условиях ограниченного пространства.

Повышение мобильности буровой установки очень сильно облегчит доступность выполнения работ, ускорит сроки, что является экономически выгодным для заказчика и исполнителя работ. Коммуникации могут, прокладывается на длину до нескольких километров, а их диаметр может составлять до 1000 мм.

Установка горизонтально-направленного бурения Grundodrill1 5x Twin Drive гидродинамическая управляемая буровая установка для грунтов 1,2 и 3 категории. Предназначена для прокладки подземных коммуникаций, бестраншейным методом, в частности прокладка труб диаметром от 50 до 600 мм вращательным способом на глубину до 20 м и длину до 600 м. Максимальное тяговое усилие 15 тонн.  Прокладка под дорогами, стоянкамии при других условиях требующих бестраншейной прокладки коммуникаций. Идеально подходит для прокладки коммуникации под реками и водоёмами.

Процесс прокладки трубопровода состоит из трех основных фаз:

1. Пилотное бурение скважины.

2. Расширение скважины.

3. Протягивание трубопровода.

Установка горизонтально-направленного бурения является самоходной машиной на гусеничном ходу её проходимость позволяет двигаться по пересеченной местности. Станция смешивания и подачи бурового раствора установлена стационарно на шоссейном автомобильном трале, который не дает возможности перемещаться буровой установке дальше 30метров, так как напрямую  соединен шлангами с буровой установкой, чем сильно ограничивает возможность выполнения работ в определенных условиях.

Краткое описание работы мобильного проточного смесителя до модернизации:на автомобильном трале, перевозящем буровую установку в сборе, установлена ёмкость объемом 5 тонн. В ёмкость заливается вода и с помощью засасывающего устройства добавляется глинопорошок в сухом виде в нужной концентрации. В ёмкость насосом нагнетается поток воды под давлением, смешивая воду и глинопорошок, постоянно циркулируя данную смесь до достижения полного смешивания. Далее готовый буровой раствор с помощью насоса поступает по шлангам к буровой установке.

Мобильный проточный смеситель состоит из:

• Бак для чистой воды;
• Бак для бурового глинопорошка;
• Контейнер для смешивания;
• Дозирующий механизм подачи сухого глинопорошка в смеситель, состоящий из конструкции бункерного типа с вращающимся шнеком;
• Электромагнитный клапан подачи чистой воды;
• Датчик наличия чистой воды;
• Датчик наличия сухого глинопорошка;
• Датчик давления воды;
• Система управления.

Описание работы мобильного проточного смесителя после модернизации: проточный смеситель расположен в задней части буровой установки. Его комплектующие жёстко прикреплены на металлической каркасной раме. К смесительной установке подключается подача воды, заполняя бак чистой водой. В бак для глинопорошка засыпается глинопорошок в сухом виде. Система управления получает от датчиков наличия  чистой воды и наличия глинопорошка сигнал о том, что компоненты присутствуют и смеситель готов к работе. Далее идёт опрос датчика давления буровой жидкости. Так как буровая жидкость ещё отсутствует, включается электромагнитный клапан  чистой воды и одновременно включается шнек в механизме подачи глинопорошка регулируя концентрацию порошка в буровом растворе установленную оператором. Датчик давления подает сигнал о нужном уровне готовой буровой жидкости и отключает подачу приготовления смеси. На установку приходит разрешающий сигнал от системы управления, о готовности бурового раствора разрешая включить насос высокого давления для подачи раствора в скважину. По мере убывания буровой жидкости в смесительном баке до определённого минимального значения система управления включает подачу чистой воды и сухого глинопорошка в соответствии с установленной концентрацией в смесительный бак до нужного уровня и процесс повторяется.

В ходе работы была исследована и разработана схема проточного смесителя бурового раствора для установки горизонтально-направленного бурения. Она дает возможность мобильности при работе в условия трудной транспортировки буровой установки к месту выполнения работ, позволяет двигаться по пересеченной местности с осложненным рельефом. Обеспечивает доступность выполнения работ в ограниченных условиях, ускоряетсроки, что является экономически выгодным для заказчика и исполнителя работ.