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Rapporto presentato al convegno internazionale "NO-DIG - 2010". Autore - A.L. Nagovitsyn (Russia, Chelyabinsk).
Le sonde elettroniche per le piattaforme di perforazione direzionale orizzontale (HDD) installate nelle teste di perforazione possono funzionare in modo affidabile per molti anni, ma possono guastarsi anche alla prima foratura. Questo lavoro è dedicato all'analisi delle ragioni di una così ampia dispersione dei tempi per il funzionamento senza guasti delle sonde HDD, sulla base dell'esperienza nella rigenerazione delle sonde della serie MARK, ECLIPSE, LT di Digital Control Inc. e la serie SubSite di Charles Machine Works Inc. Inoltre, può essere utile per perforatori e operatori di impianti HDD descrivere il comportamento delle sonde in situazioni anomale. L'autore comprende che tali spiegazioni non possono sostituire l'esperienza pratica, ma aiuteranno a utilizzarla meglio ed evitare spese inutili per l'acquisto di nuove sonde.
Cause di guasto della sonda elettronica, soluzioni ai problemi
La struttura e il design delle sonde HDD di diversi produttori e diverse serie sono molto simili. Montata nella testa di perforazione, la sonda è costituita da un sensore di inclinazione dell'asse longitudinale rispetto all'orizzonte, un sensore di rollio ("orologio"), uno stabilizzatore di impulsi, un'unità di elaborazione a microcontrollore e un driver per antenna con "antenna" a sferite. Tutti gli elementi sono riempiti con un composto resistente all'umidità e collocati in una custodia di plastica, che garantisce la libera propagazione delle linee di forza della polarità magnetica alternata dell'"antenna" in ferrite. Il progetto per l'esempio della sonda della serie MARK è mostrato in Figura 1.
Ci sono tre ragioni principali per il fallimento delle sonde elettroniche per HDD: surriscaldamento, compressione, penetrazione del fluido di perforazione negli elementi dell'unità elettronica. Il quarto motivo, relativamente raro, è il guasto dei componenti elettronici dovuto a difetti di fabbricazione o fattori umani.
Surriscaldamento della sonda
Compressione della sonda
Il più fondamentale è riempire le fessure della testa del trapano con un materiale isolante resistente all'abrasione, come la fibra di vetro, che funziona bene per la compressione e l'uso di una presa di diametro maggiorato per la sonda. In questo caso, è conveniente centrare la sonda nella presa con mezzi standard (anelli di gomma) o con due avvolgimenti di un nastro isolante, situato a una distanza di 40 ... 50 mm dalle estremità della sonda. Se sul corpo sono visibili tracce di fessure longitudinali, è necessario essere preparati per un guasto precoce della sonda.
Una delle opzioni per rafforzare le fessure nella testa del trapano è mostrata nella Figura 3. Lo spessore della piastra è lungo la larghezza della fessura (la fibra di vetro funziona bene per la compressione, cioè le fessure non "suonano"). Non è possibile ottenere una tenuta assoluta: appariranno ancora sottili crepe nel riempimento, ma solo la più piccola frazione della sospensione del fango di perforazione entrerà all'interno, ad es. la probabilità che la sonda rimanga bloccata nella presa è ridotta. La distanza tra il corpo della sonda e la presa nella testa del trapano è 1,5 ... 2 mm o più (utile da tutti i lati: consumi ridotti e nessun inceppamento). Per centrare la sonda - due avvolgimenti di nastro isolante o nastro rinforzato su un lato.
Perdita di tenuta del corpo della sonda - penetrazione del fluido di perforazione negli elementi dell'unità elettronica
Ci sono due possibili ragioni per la perdita di tenuta: danni meccanici e surriscaldamento. Visivamente, la perdita di tenuta può essere prevista modificando, ad esempio, la dimensione dello spazio tra il vano batteria e l'alloggiamento in plastica (nelle sonde della serie SubSite viene utilizzata una connessione filettata e questo metodo non è applicabile). Il surriscaldamento provoca quasi sempre la deformazione degli elementi in plastica della cassa con perdita di tenuta. Il pericolo di perdita di tenuta risiede nella costante e metodica elettrocorrosione degli elementi dell'unità elettronica. Il guasto più rapido della sonda si verifica quando il fluido di perforazione penetra negli elementi IIIa, IIIb della sonda.
Le ragioni del fallimento delle sonde elettroniche per HDD, la loro manifestazione e alcuni modi per prevenire il malfunzionamento, fornite in questo lavoro, sono apparse come risultato di molti anni di esperienza nel ripristino delle sonde.Spero che il numero di guasti della sonda basati sulle raccomandazioni diminuirà, ma spero che non rimarrò senza lavoro: le ragioni principali dei guasti sono sempre ricoperte da una massa di sfumature che non consentono di eliminare completamente i guasti della sonda durante operazione.
IE Nagovitsyn A.L.
Ripristino di sonde, riparazione e prevenzione di sistemi di localizzazione per HDD. Tipi complessi di riparazione e modernizzazione. Maggiori dettagli qui
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Una breve panoramica del funzionamento del trackfinder RD7000 + in modalità induzione. Vengono considerati l'insieme completo del dispositivo, i principi di funzionamento e alcune caratteristiche funzionali. Maggiori informazioni sul dispositivo: Tutti i localizzatori:
La perforazione direzionale orizzontale è un metodo controllato senza scavo di posa di servizi sotterranei, basato sull'uso di speciali piattaforme di perforazione. La lunghezza della pista può variare da diversi metri a diversi chilometri e il diametro è superiore a 1200 mm. Il video mostra i processi di perforazione: 1 - Perforazione di un pozzo pilota. 2 - Espansione consecutiva del pozzo (movimento in senso contrario). 3 - Tirando la conduttura. Vediamo come appare la tecnologia di perforazione direzionale orizzontale nell'animazione.
Perforazione direzionale orizzontale. Trapano fatto in casa D-140mm; L-9 m.
Chi ha prestato servizio nell'esercito non ride al circo.
Il film racconta le fasi principali della posa senza scavo delle comunicazioni utilizzando il metodo HDD. Saldatura di tubi in polietilene. La società di costruzioni LLC "Drilling and Communications" è specializzata in lavori di costruzione e riparazione nel campo delle comunicazioni sotterranee utilizzando il metodo HDD. Utilizziamo perforatrici di alta qualità "ROBBINS HDD", che si sono dimostrate efficaci sul campo. L'attività principale dell'azienda è la posa senza scavo di servizi pubblici utilizzando il metodo della perforazione direzionale orizzontale. La tecnologia HDD consente la posa delle comunicazioni sotto le arterie di trasporto esistenti, le ferrovie, i fiumi e altri ostacoli, dove è impossibile un modo aperto di posa delle reti.
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FE NAGOVITSYNLa perforazione direzionale orizzontale (abbreviato HDD) è una tecnologia avanzata che consente di posare le condutture di comunicazione nel sottosuolo senza scavare il terreno. L'HDD viene eseguito sotto il controllo di sistemi di localizzazione ad alta precisione, che consente di aggirare gli ostacoli sotterranei e posare la tubazione lungo una determinata traiettoria. Sfortunatamente, a volte questa attrezzatura si guasta e poiché costa un sacco di soldi (soprattutto in una situazione di crisi), una scelta ragionevole sarebbe quella di riparare il sistema di localizzazione piuttosto che acquistarne uno nuovo. Esistono molte aziende per la riparazione e la manutenzione dei sistemi di localizzazione degli HDD, ma è necessario affidare la riparazione di apparecchiature costose ad aziende fidate che impiegano specialisti altamente qualificati con una vasta esperienza nella progettazione, produzione e riparazione di apparecchiature ad alta tecnologia. Tali società hanno obblighi di garanzia e saranno in grado di consigliarti sull'attrezzatura di localizzazione in qualsiasi momento.
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Quanto costa e quanto velocemente si ripara un trasmettitore a doppia frequenza nella posizione di Eclipse?
Dimmi, quanto costerà riparare il ripetitore del sistema di localizzazione digitrac SE e sostituire la batteria del ricevitore?
Dobbiamo riparare la sonda gialla del sistema di localizzazione digitrak mark 5. Quanto costerà la riparazione?
La sonda lavanda dalla posizione dell'eclissi si è rotta, ti occuperai della riparazione? Quanto costerà?
Aiutami a capirlo, abbiamo una posizione sns 200 pro, il ripetitore e il ricevitore periodicamente perdono contatto tra loro. Potete diagnosticare e riparare questo sistema di localizzazione?
Interessato a riparare la posizione di Digitrack f2, il ricevitore è rotto, puoi ripararlo? Quanto costerà la riparazione?
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SP Nagovitsyn.La perforazione direzionale orizzontale (HDD) è un metodo di posa di tubi e cavi senza scavare trincee, solitamente eseguito sotto strade e ferrovie. Per implementare questo metodo, viene utilizzata una tecnica speciale, che include piattaforme di perforazione direzionali. Con l'aiuto di tali installazioni, il lavoro viene svolto al 90% sottoterra.
Il metodo di perforazione orizzontale è un modo moderno di posare le condutture per vari scopi.
Il metodo di perforazione direzionale orizzontale è considerato molto popolare oggi. Innanzitutto, ciò è dovuto al fatto che l'uso di questo metodo consente di ridurre i costi finanziari della posa del gasdotto di 2,5-3 volte.
Considera le attività principali che vengono eseguite utilizzando questo metodo:
- posa di tubi che fungeranno da custodia protettiva (involucro) per vari cavi di alimentazione;
- La tecnologia HDD consente l'installazione senza scavo di tubazioni che trasportano acqua potabile o acque reflue.
Importante! Una foratura sotto una ferrovia o una strada è l'unica opzione per installare una comunicazione senza scavare una trincea tradizionale.
La perforazione dell'HDD sotto una strada o un'altra struttura di ingegneria consente di preservare il paesaggio naturale, che è anche un vantaggio importante. Considera altri vantaggi dell'HDD:
- oltre ai costi finanziari, si riducono anche i costi del lavoro, poiché il lavoro principale viene eseguito da attrezzature speciali;
- con l'aiuto della puntura dell'HDD, è possibile posare una conduttura o un canale via cavo non solo sotto le vie di trasporto, ma anche sotto i corpi idrici.
- tale lavoro non richiede un gran numero di persone. Di norma, è sufficiente una piccola squadra di 3-5 persone.
Per eseguire tale lavoro non è necessario molto spazio e il paesaggio circostante non sarà rovinato.
La perforazione di pozzi orizzontali può essere giustamente considerata un metodo unico, la cui tecnologia elimina i danni all'ambiente e riduce i costi del lavoro, nonché i costi monetari.
Tutta l'attrezzatura utilizzata per la perforazione con il metodo HDD è suddivisa in diversi tipi principali:
- perforatrice orizzontale direzionale per HDD;
- sistema di localizzazione per la perforazione;
- componenti minori (punti metallici, clip, ecc.).
Un sistema di localizzazione per la perforazione di pozzi orizzontali è necessario per organizzare il controllo sulla perforazione. Questo è molto importante, poiché il trapano è nel terreno durante il funzionamento, cioè al di fuori della zona visibile. Questo sistema protegge il trapano dalla collisione con vari ostacoli che possono danneggiare l'attrezzatura di perforazione.
Il sistema di geolocalizzazione per il monitoraggio del flusso di lavoro è dotato di una mini-sonda, necessaria per tracciare gli indicatori di geolocalizzazione durante la perforazione. La minisonda è installata sulla testa di perforazione e sull'apparato. I dati trasmessi dalla sonda vanno all'operatore, che corregge il flusso di lavoro.
Va notato che le apparecchiature HDD sono piuttosto costose e appartengono alle apparecchiature professionali. La perforatrice orizzontale (UGB) può avere una configurazione diversa, tuttavia, tutte queste macchine sono costituite dai seguenti elementi strutturali:
L'attrezzatura HDD è professionale e costosa
La parte funzionale dell'UGNB è costituita da tre componenti principali:
- elemento di perforazione;
- un tubo che fornisce acqua all'elemento di perforazione (questo è necessario per raffreddare il trapano);
- pannello di controllo.
Tutti gli UGNB sono classificati in base a un indicatore principale: la forza di trazione sul confine. Altre caratteristiche di queste macchine includono:
- indicatori della sezione di canale che tale macchina può eseguire;
- lunghezza massima del canale;
- tasso di consumo di bentonite (l/min);
- l'utilizzo del metodo di perforazione orizzontale tiene conto anche del raggio di curvatura massimo possibile delle aste di perforazione. Questo indicatore è considerato molto importante, poiché influisce sulla mobilità della piattaforma di perforazione e sulla sua capacità di aggirare vari ostacoli.
L'attrezzatura secondaria include i seguenti dispositivi:
- elementi di fissaggio;
- adattatori;
- espansori;
- attrezzature per pompe;
- generatori alimentati da elettricità;
- dispositivi di illuminazione.
La perforatrice orizzontale deve essere scelta correttamente, nel rispetto di tutti i fattori sopra elencati.
La perforazione orizzontale comporta una foratura eseguita da un'attrezzatura professionale. Tuttavia, è necessario eseguire lavori preparatori prima di perforare sotto la strada.
La perforazione orizzontale richiede lavori preparatori
Prima di tutto, è necessario preparare un'area piana per la perforatrice. Per fare ciò, è necessario livellare il sito, che dovrebbe avere una dimensione approssimativa di 10x15 m Inoltre, in alcune situazioni specifiche è necessario preparare un percorso di bypass per il complesso di perforazione.
Importante! Il sito preparato deve essere recintato con un nastro di avvertimento. Ciò è necessario per escludere l'ingresso di estranei nel territorio. Questo nastro è installato a circa 80 cm dal suolo.
Il sito per le attrezzature di perforazione è in preparazione nel luogo in cui verrà posato il pozzo. Dopo aver preparato il sito, è necessario installare l'attrezzatura di perforazione e posizionarla nella posizione desiderata per la puntura.
Vale anche la pena di ancorare la piastra di base dell'attrezzatura. Questa attività viene svolta per mezzo di coclee. Successivamente, è necessario regolare l'angolo di ingresso del trapano nel terreno.
La punzonatura con il metodo della perforazione direzionale orizzontale dell'HDD viene eseguita tenendo conto delle precauzioni di sicurezza, nonché di tutti i codici di costruzione necessari. Nel processo di perforazione viene utilizzata una soluzione speciale di bentonite. Il dispositivo che prepara questa soluzione dovrebbe essere posizionato sul lato della perforatrice direzionale orizzontale. La distanza tra l'UGNB e l'unità di preparazione della bentonite deve essere di almeno 10 m. La malta bentonitica svolge le seguenti funzioni:
- rafforzamento delle pareti del pozzo del canale;
- e anche questa soluzione aiuta a rimuovere la terra dal canale.
Nei punti di ingresso e di uscita del canale, si consiglia di predisporre pozzi speciali, in cui verrà smaltita la soluzione in eccesso. Inoltre, è necessario stabilire una comunicazione radio costante tra il responsabile del processo di perforazione e gli operatori dell'attrezzatura.
Consideriamo cos'altro deve essere fatto in preparazione alla perforazione orizzontale dell'HDD:
- determinare i luoghi in cui passano i servizi sotterranei in modo da non toccarli durante la perforazione;
- studiare la composizione del suolo e le sue caratteristiche. Ciò è necessario per selezionare il percorso di perforazione ottimale.
Dovrebbe esserci una piccola depressione nel sito della puntura riempita con malta di bentonite
Dopo aver eseguito tutto il lavoro preparatorio, è possibile procedere direttamente alla posa dei tubi utilizzando il metodo di perforazione direzionale orizzontale. Per questo, la piattaforma di perforazione si trova nel luogo richiesto. Successivamente, è necessario verificare (pilotare bene). I parametri della sezione trasversale di un tale pozzo dovrebbero essere di circa 100 mm.
Quando si organizza un pozzo pilota sotto una ferrovia o una strada, il movimento dell'elemento di perforazione deve essere controllato da un sistema di geolocalizzazione. Senza tale sistema o in caso di suo malfunzionamento, è vietato eseguire lavori senza scavo.
La posizione iniziale della testa di perforazione è solitamente di 10-20 ° rispetto all'orizzonte. Questo angolo dovrebbe diminuire costantemente a seconda della profondità di immersione. Dopo aver raggiunto la profondità richiesta per la posa della tubazione utilizzando il metodo HDD, la perforazione viene eseguita sul piano orizzontale. Durante la perforazione, è consentito apportare modifiche al movimento della punta del trapano. La correzione del movimento del trapano viene eseguita se devia dalla traiettoria specificata. La determinazione della deviazione dal percorso desiderato viene eseguita utilizzando il sistema di posizionamento.
Il metodo di perforazione prevede il controllo della posizione del trapano attraverso un sistema di geolocalizzazione ogni 3 m. Dopo aver superato un certo punto, la testa del trapano inizia a spostarsi verso l'alto, il che le consente di raggiungere il punto di uscita. L'uscita da terra (così come l'ingresso) deve essere calcolata in anticipo ed eseguita con un angolo rigorosamente definito.
Il pozzo pilota deve essere espanso, questo viene fatto utilizzando un dispositivo speciale: un rimmer
Il prossimo passo nella posa dei tubi sotto la strada è l'espansione del canale pilota. Per questo, la testa del trapano viene smontata e al suo posto viene installato un dispositivo speciale: un rimmer. Rimmer è un elemento strutturale utilizzato nella posa dei tubi HDD, che svolge la funzione di espandere il canale pilota. Va notato che il rimmer è un espansore ad azione inversa (si estende dall'uscita del canale al suo ingresso).
Tenendo conto della tecnologia di perforazione dell'HDD, per ottenere gli indicatori di diametro richiesti, l'espansione viene eseguita da una a più volte. Il numero di estensioni dipende dal diametro che dovrebbe avere il futuro pozzo.
La perforazione orizzontale può essere eseguita anche in condizioni difficili (terreno povero, abbondanza di ostacoli sul percorso del trapano, ecc.). In questo caso, i lavori di espansione del pozzo vengono eseguiti prima che le comunicazioni necessarie vengano stabilite nel canale. Inoltre, va notato che tutti i lavori devono essere eseguiti utilizzando liquido di raffreddamento. Ciò è dovuto al fatto che le apparecchiature di geolocalizzazione sono molto sensibili alle alte temperature. Una foratura della strada è un evento serio che deve essere pensato dall'inizio alla fine.
C'è un altro fattore importante da anticipare: lo spargimento del suolo. Una foratura sotto la strada utilizzando il metodo HDD dovrebbe anche tenere conto del fatto che prima di iniziare a tirare tubi di plastica o di metallo nel pozzo, devono essere collegati. La struttura deve essere collegata in modo sicuro, altrimenti potrebbero sorgere problemi.Inoltre, con l'attrezzatura di perforazione spenta, l'alesatore anulare è agganciato alle aste. Quindi, tramite una parte girevole rotante, viene collegata la comunicazione necessaria. L'aggancio richiederà un adattatore speciale o un altro possibile dispositivo.
Informazioni utili! Il metodo HDD tiene conto della selezione di una parte di espansione in base a questo calcolo: il canale dovrebbe essere più grande del 25% rispetto alla pipeline tirata. Se la comunicazione è posata con isolamento termico, il canale dovrebbe essere più grande del 50%.
Il canale finito dovrebbe essere circa un quarto più largo del tubo.
Se gli indicatori di pressione all'interno del canale sono grandi, la soluzione di bentonite riempie uniformemente lo spazio tra la parete esterna del tubo e la parete interna del pozzo. Dopo che la soluzione di bentonite si è indurita, il cedimento del suolo è escluso.
Viene eseguita prima una foratura sotto una ferrovia o una carreggiata. Inoltre, il pozzo viene espanso al diametro desiderato. Nella terza fase, i tubi vengono posati utilizzando il metodo HDD.
Questo è fatto in modo abbastanza semplice: la tubazione viene serrata insieme all'ultimo bordo di espansione. La comunicazione è fissata all'espansore tramite apposite staffe di collegamento o uno snodo.
Il conduttore è pre-tirato attraverso il canale finito. Ciò è necessario quando si organizza il cablaggio nelle comunicazioni. In questo caso, la struttura della tubazione fungerà da involucro protettivo che protegge il cablaggio nel terreno da eventuali danni.
Questa tecnologia consente di tirare la condotta attraverso il terreno in modo rapido, affidabile ed economico senza l'organizzazione di trincee, che, di norma, vengono eseguite a mano. Dopo aver posato la pipeline, l'HDD può essere considerato completo. Infine, la perforazione e le altre attrezzature devono essere evacuate dal sito di lavoro.
