Баровые установки: устройство, характеристики

Баровые установки: устройство, характеристики

Среди различных видов специализированного оборудования, применяемого при проведении землеройных и строительных работ, особого упоминания заслуживают баровые машины. Они довольно малоизвестны среди широкого круга потребителей, что обусловлено их эксплуатацией исключительно на начальном этапе работ.

Что такое баровая машина

Прежде чем изучить технические характеристики баровой установки на МТЗ 82, а также других моделей навесного оборудования для тракторов, следует более подробно ознакомиться с данным видом устройств. Подобного рода изделия представляют собой своеобразный землеройный агрегат, размещаемый на базе тракторов и некоторых других видов спецтехники.

Основным рабочим элементом таких установок представляется баровая цепь на Урал 33 и другие модели, которая используется для обработки грунта, горных пород. Другим более популярным среди специалистов названием подобных устройств представляется грунторез, например, машина баровая грунторезная БГМ 1. Конструкция и технические характеристики конкретного агрегата зависят от модели и её производителя.

Необходимо учитывать, что на сегодняшний день на рынке представлено сразу несколько разновидностей строительной техники данной категории. Среди них целесообразно упомянуть:

• баровая установка на МТЗ 82 и других моделях;
• устройства на тракторах ДТ-75%
• установки на тракторной технике Т-130, 170, Т-10 и Б-10;
• цепные экскаваторы;
• отдельные грунторезочные машины.

Выяснив, что такое траншеекопатели, следует отметить – каждая из разновидностей обладает различными рабочими параметрами, а также преимуществами, недостатками и особенностями, которые следует учитывать при эксплуатации. Ремонт таких изделий, как правило, не вызывает проблем, что обусловлено простым устройством рабочих элементов.

Машины в горном деле

Впервые подобного рода агрегаты начали повсеместно применяться в горном деле — первые врубовые машины, используемые при добыче, работали с помощью цепного привода. Устройство было впервые разработано шотландскими инженерами и в дальнейшем доработано американскими специалистами. Среди отечественных пользователей, наибольшее распространение получила машина камнерезная баровая Виктория.

Современные бензопилы и баровые землеройные машины работают по схожему принципу, поскольку в оборудовании используется бесконечно режущий цепной элемент, размещенный в пазах специальной рамы. Конструкция, наличие дополнительных элементов — резцов, зубьев, лопастей напрямую зависит от назначения агрегата.

Машины для земельных работ

Несмотря на то, что изделия начали впервые применяться для осуществления горных работ, на сегодняшний день они повсеместно используются при строительстве различных конструкций, а также в коммунальной сфере. Такие агрегаты получили название грунторезы и траншеекопатели.

Их существует 3 основных разновидности:

• портативные агрегаты, например, ручная мини установка;
• средние/компактные устройства;
• тяжелые установки.

Последние применяются сравнительно редко, поскольку используются для формирования крупных траншей. Применение же первых двух групп распространено повсеместно, благодаря их мобильности и эффективности. Они используются для создания небольших траншей с выбросом измельченного грунта на поверхность.

Чаще всего потребителей интересует аренда подобных устройств, поскольку баровая камнерезная машина предполагает существенных вложений для покупки, а область её применения невелика.

Устройство баровых установок

Изучая конструкцию данных приборов более подробно, целесообразно прежде всего рассмотреть основной рабочий орган. Его устройство позволяет одновременно осуществлять разрезание, измельчение грунта и сдвигать его в сторону, избегая осыпания в полученную траншею.

Рассматривая устройство баровой установки ЭТЦ и других, необходимо отметить, что устройства существенно различаются между собой по типу привода рабочего блока, поскольку он может быть как механическим, так и гидравлическим. В некоторых, менее распространенных моделях, могут использоваться комбинированные либо электрические рабочие блоки.

С целью повышения эффективности работы, а также синхронизации оборудования, вместе с баровыми установками повсеместно используют ходоуменьшители. Агрегаты представляются незаменимым при прокладке траншей для различных кабелей, труб и прочих видов коммуникаций.

Комплектация

Комплектация подобного рода машин напрямую зависит от производителя оборудования. Они представляют собой трактор, на который устанавливается баровое навесное оснащение. При этом комплектация может предусматривать наличие следующих приспособлений:

• фронтальный погрузчик;
• поворотный отвал, в том числе оснащенный гидравлическим перекосом;
• навесной грузоподъемник.

Использование дополнительного оборудования позволяет существенно расширить функциональные возможности агрегатов, сделать их эксплуатацию удобнее и эффективнее. Однако, следует помнить, что если клиента интересует аренда баровой установки, её стоимость будет увеличиваться не только пропорционально состоянию устройства, но и наличию дополнительных элементов.

Технические характеристики

Как было сказано ранее, эксплуатационные характеристики, комплектация и прочие аспекты работы агрегата напрямую зависят от производителя устройств. Самым распространенным вариантом среди отечественных потребителей представляется баровая машина на основе трактора Беларус 82.1.

Для него характерными являются следующие особенности:

• габариты (ДхШхВ) — 6,65х2,06х2,80 м;
• рабочая цепь — Урал-33, твердосплавного типа;
• категории обрабатываемого грунта — 4-5;
• гидромеханический ходоуменьшитель;
• гидравлический привод рабочего блока;
• рабочая температура — от +40 до -40.
• масса 6,5 тонн;
• рабочая производительность — до 60 м за час, зависит от типа обрабатываемого грунта.

Подобные параметры делают данный агрегат оптимальным решением, обладающим превосходной проходимостью и маневренностью. При этом мощности оборудования достаточно для прокладки различных типов коммуникаций, формировании инфраструктуры в пределах городов и сельской местности.

Заключение

Данные изделия представляют собой крайне востребованные агрегаты, которые повсеместно используются в дорожном, коммунальном хозяйстве, а также при выполнении строительных работ. Благодаря многообразию моделей, представленных в продаже, удается подобрать агрегат с оптимальными характеристиками для выполнения конкретных задач.

Назначение и техническая характеристика буровых установок

Все операции, связанные с процессом бурения, осуществляются с помощью буровых установок.

Буровая установка – это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций по строительству скважин.

Современные буровые установки включают следующие составные части:

• – буровое оборудование (талевый механизм, насосы, буровая лебедка, вертлюг, ротор, силовой привод и т.д.);
• – буровые сооружения (вышка, основания, сборно-разборные каркасно-панельные укрытия приемные мостки и стеллажи);
• – оборудование для механизации трудоемких работ (регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации спуско-подъемных операций, пневматический клиновой захват для труб, автоматический буровой ключ, вспомогательная лебедка, пневмораскрепитель, краны для ремонтных работ, пульт контроля процессов бурения, посты управления);
• – оборудование для приготовления, очистки и регенерации бурового раствора (блок приготовления, вибросита, песко- и илоотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и бурового раствора);
• – манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные устройства, буровой рукав);
• – устройства для обогрева блоков буровой установки (теплогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для развода теплоносителя).

Общий вид буровой установки, смонтированной на металлическом основании, показан на рис. 4. Буровая вышка 3 с балконом 7, устанавливаемая над устьем скважины, предназначена для выполнения спуско-подъемных операций (СПО) и удержания бурильной колонны при бурении и обсадных труб при креплении скважины.

В состав буровой установки (рис. 6.1) входят основание силового привода 15 и в отдельных случаях основной лебедки; основание буровых насосов 20 и их привода 19; приемные мостки и стеллажи для укладки бурильных и обсадных труб 24; наклонные приемные мостки используются для затаскивания по их поверхности в буровую оборудования и инструмента.

В вертикальном положении вышка удерживается с помощью оттяжек 9 и подкосов 13. Основание под вышку 22 служит для установки и закрепления на нем вышки, основной и вспомогательной лебедок, ротора, бурового ключа АКБ-ЗМ, механизма крепления неподвижного конца талевого каната и подсвечников для установки бурильных труб (свечей). На это основание укладывается деревянный или металлический пол 1.

Буровая лебедка 12 является одним из агрегатов в комплекте буровой установки. Она предназначена для спуско-подъемных операций, удержания бурильных труб, спущенных в скважину в процессе бурения, и других операций.

Талевая система состоит из кронблока 10, установленного на верхней площадке вышки, крюкоблока 6, подвешенного с помощью стального каната 8, и приспособления для крепления неподвижного конца талевого каната. Система представляет собой полиспаст, кронблок которого является неподвижной частью, талевой блок и крюк составляет ее подвижную часть, а канат является гибкой связью между ними. Один конец каната – ходовой – закрепляется на барабане буровой лебедки. Другой конец – неподвижный – закрепляется при помощи приспособления, установленного под полом основания вышки. Применение талевой системы позволяет снизить усилие на ведущем конце каната, в результате чего значительно уменьшается его диаметр.

Вертлюг 5 имеет двойное назначение: удерживать колонну бурильных труб, спущенных в скважину, в подвешенном состоянии и давать возможность ей свободно вращаться вокруг своей оси в процессе бурения роторным способом; обеспечивать подачу бурового раствора под давлением в бурильные трубы как при спокойном их положении, так и при вращении.

Ротор 11 устанавливается над устьем скважины. При роторном бурении он вращает с помощью ведущей трубы бурильную колонну с долотом. Стол ротора приводится во вращение при помощи цепной или карданной передачи. При турбинном бурении ротор препятствует вращению бурильных труб против часовой стрелки от действия реактивного момента, возникающего на забое скважины при вращении долота. При спуско-подъемных операциях на роторе удерживается вся спущенная в скважину колонна бурильных или обсадных труб как в процессе их развинчивания и свинчивания, Так и в процессе спуска и подъема.

Буровые насосы 20 – это один из главных видов оборудования, входящего в состав любой буровой установки. От правильно подобранных насосов, их надежности и долговечности во многом зависит успех вращательного бурения. Они предназначены для закачки бурового раствора в скважину. Давление, при котором работают насосы, зависит от глубины скважины, количества закачиваемого раствора, его вязкости и плотности, диаметра скважины и бурильных труб, диаметра отверстий в долоте.

При бурении скважин глубиной до 4000 м роторным способом давление может достигать 35 МПа. С использованием гидромониторных долот в бурении давление может повышаться до 50 МПа.

Буровой раствор из приемной емкости 21 самотеком или с помощью подпорного насоса попадает в буровые насосы, которые через специальные манифольды 17 нагнетают его через стояк, буровой шланг 4 в горловину вертлюга 5 и далее в ведущую трубу, бурильные трубы, и через отверстия в долоте раствор выходит в зону разрушения породы – на забой. От забоя поток раствора с выбуренной породой по кольцевому пространству между стенками скважины и бурильными трубами поднимается к устью, затем попадает в желоба и механизмы 23 (вибросито), предназначенные для очистки от выбуренной породы и восстановления его качества. Затем раствор снова направляется в приемную емкость 21. Таким образом, с помощью насосов создается замкнутая циркуляция бурового раствора. Обычно устанавливают два насоса, однако при необходимости число насосов увеличивается до трех-четырех.

Силовые приводы 15 бывают нескольких типов – дизельный, электрический и дизель-электрический. Наиболее приемлемый и экономичный – дизель-электрический с двигателями трехфазного переменного тока. На разведочных площадях, расположенных на большом расстоянии от источников электроэнергии, используют автономный дизельный привод. Суммарная мощность современных буровых приводов достигает 3000 кВт. Существуют групповые приводы, когда от общего привода обслуживаются лебедка, ротор и насосы, и индивидуальные, когда каждый из этих видов оборудования имеет собственный привод.

Коробки перемены передач (КПП) 14 применяются в приводе лебедок, ротора, насосов цементировочных агрегатов. При использовании КПП можно ступенчато изменять частоту вращения ведомого вала и как следствие этого рационально использовать мощность силового привода. Редукторы, понижающие частоту вращения исполнительных механизмов, широко применяются в буровой технике. Их устанавливают в силовом приводе 15 между дизелями и трансмиссиями, в приводе лебедки У2-5-5, в приводе ротора (установка БУ3000 ДГУ) и другом оборудовании.

Оборудование для приготовления и очистки бурового раствора предназначено для создания циркуляции бурового раствора на поверхности, а самое главное – для приготовления раствора с необходимыми качествами, очистки его от выбуренной породы и дегазации, а также для утяжеления.

В комплект буровых установок входят также ключ АКБ-ЗМ, компрессоры 16, грузовые краны 2, передвижные электростанции, станции управления 18 и другие механизмы.

Буровая установка в общем комплексе буровой техники занимает важное место.

Исходя из бурения скважин на различные глубины, их назначения, геологических и географо-климатических условий требуется необходимое оптимальное количество типоразмеров буровых установок. Регламентированы следующие основные параметры: Q – нагрузка на крюке, допускаемая в процессе проводки и крепления скважины, кН; L – условная глубина бурения скважины, м.

Первый параметр стандарта характеризует способность подъемного механизма буровой установки воспринимать все виды вертикальных нагрузок от веса колонны, обсадных труб, а также нагрузок, возникающих при ликвидации аварий и осложнений в скважине. Второй параметр назван условным, так как допускаемая глубина бурения скважины в каждом конкретном случае может быть уменьшена или увеличена по сравнению с условной в зависимости от типа и массы бурильных труб и компоновки бурильной колонны.

Буровая вышка представляет собой вертикальную металлическую конструкцию в виде усеченной пирамиды, сужающуюся кверху. Она состоит из боковых граней, верхняя часть которых снабжена рамой для монтажа кронблока, а нижняя часть граней крепится к основанию буровой. В средней части вышки смонтированы балкон для работы второго помощника бурильщика и магазин для размещения верхних концов свечей. Вышки оборудованы лестницами. Вышки различают по конструкции – мачтовые или башенные, по максимальной нагрузке, по размерам – высоте и площади основания, по системе передачи нагрузки на основания, по степени разборности и способам монтажа. Вышки мачтового типа бывают одноопорные и двухопорные (А-образные). Последние наиболее распространены. В конструкцию мачтовой вышки А-образного типа входят подъемная стойка 1, секции мачты 2,3,4,6, пожарная лестница 5, монтажные козлы 7 для ремонта кронблока, подкронблочная рама 8, растяжки 9, 10, 14, оттяжки 11, тоннельные лестницы 12, балкон 13 верхнего рабочего, 15 – предохранительный пояс, маршевые лестницы 16, шарнир 17.

Рис. Мачтовая вышка А-образного типа:

• 1 – подъемная стойка;
• 2, 3, 4, 6 – секция мачты;
• 5 – пожарная лестница;
• 7 – монтажные козлы для ремонта кронблока;
• 8 – подкронблочная рама;
• 9, 10, 14 – растяжки;
• 11 – оттяжки;
• 12 – тоннельные лестницы;
• 13 – балкон;
• 15 – предохранительный пояс; 16 – маршевые лестницы;
• 17 – шарнир.

А-образные вышки более трудоемки в изготовлении и поэтому более дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с места на место и затем монтировать.

Основные параметры вышки – грузоподъемность, высота, емкость «магазинов» (хранилищ для свечей бурильных труб), размеры верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.

Грузоподъемность вышки – это предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины.

Высота вышки определяет длину свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность спускоподъемных операций. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурового инструмента. Сокращается и время последующей сборки колонны. Поэтому с ростом глубины бурения высота и грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300. 500 м используется вышка высотой 16. 18 м, глубину 2000. 3000 м – высотой – 42 м и на глубину 4000. 6500 м – 53 м.

Емкость «магазинов» показывает какая суммарная длина бурильных труб диаметром 114. 168 мм может быть размещена в них. Практически вместимость «магазинов» показывает на какую глубину может быть осуществлено бурение с помощью конкретной вышки.

Размеры верхнего и нижнего оснований характеризуют условия работы буровой бригады с учетом размещения бурового оборудования, бурильного инструмента и средств механизации спускоподъемных операций. Размер верхнего основания вышек составляет 2×2 м или 2,6×2,6 м, нижнего 8×8 м или 10×10 м.

Общая масса буровых вышек составляет несколько десятков тонн.

Баровые установки на базе тракторов «ЧТЗ» и «МТЗ» и экскаваторов – режем землю, как масло

Любой человек в современном мире с детского возраста видел подъёмные краны, трактора и экскаваторы. Однако траншейный агрегат (баровую грунторезную машину) обычный обыватель может нигде не встречать до самой старости и не знать о его существовании, да и сам термин «баровая машина» у него даже не ассоциируется с темой спецтехники. Тем не менее, бары на тракторах и такие же установки на экскаваторах делают для людей полезнейшую работу, предваряет которую огромный накопленный человечеством опыт гидротехники, геологии, почвоведения, строительства. С помощью баровой установки получают траншеи для прокладки труб, кабелей (в том числе – силовых кабелей электростанций), режут мёрзлые и твёрдые грунты, подготавливают строительство и гидротехнические (мелиоративные) работы.

Основная причина, почему люди, не связанные со спецтехникой и строительством, обычно нигде не встречают баровые устройства, – они работают на начальном, «нулевом» этапе строительства или прокладки газо- и нефтепроводов, зачастую на участках, где «ещё ничего нет», потому и известны только профессионалам. Баровые грунторезные машины (другое название – траншейные агрегаты, грунторезы) разрабатывают «целину» перед своими «последователями» – дреноукладчиками, трубо- и кабелеукладчиками.

Баровые машины от «Машсервис»: информация, характеристики, модели, продажи

Мы, компания «Машсервис», занимаемся самыми разными видами отечественных спецмашин, в том числе у нас есть в продаже баровые машины как достаточно редкий вид спецтехники. Мы рады постоянно расширять свой ассортимент и даже нести некоторое просвещение на свой рынок – мы занимаемся спецтехникой давно и с большим трудолюбием. Возможно, кто-то из заказчиков, владельцев небольшого или молодого бизнеса, внимательно изучив наш сайт, даже сможет сказать, что не знал, что на этом рынке существует столько видов полезных машин и навесного оборудования разной функциональности для них. На нашем сайте можно не только узнать, к примеру, как купить баровую установку или изучить цены на бары и их характеристики, но и узнать побольше про баровые машины вообще (чему посвящена и эта статья). Что же касается практических результатов нашей деятельности, то совсем недавно – в апреле 2017 года – мы отгрузили заказчику три трактора с барами, подтверждение чему, включая фотографии машин на спецприцепах, можно будет увидеть в наших новостях.

На нашем сайте есть отдельный подраздел, в котором указано, что существует несколько разновидностей баров, или траншейных агрегатов, например, на базе тракторов Т10М (Б10М) «ЧТЗ», а также и старых моделей Т-130 и Т-170. На рынке спецтехники известны также баровые установки на базе «МТЗ», а также бары, монтируемые как навесное оборудование – огромная «пила» для грунта – позади экскаватора. Последнее исполнение – экскаватор траншейно-цепной, или экскаватор для продольного копания – очень удобно и делает машину почти универсальной в строительстве, например, на «нулевом цикле», то есть цикле получения котлована или подготовки железнодорожной насыпи. На базе тракторов «ЧТЗ» работают модели траншейных агрегатов АТ-00.00.000, АТМ-00.00.000-01, АТМ.00.00.000-03, АТМ.00.00.000-09, АТМ.00.00.000-11. Модели АТ и АТМ позволяют прорезать в почве пазы под будущие трубопроводы и кабели шириной 100-280 мм и глубиной порядка 2-х метров.

Каталог баровых установок (агрегатов траншейных) АТ и АТМ

Мы планируем в ближайшее время выкладывать больше информации об этой группе оборудования, включая все наши фото, видео, а также и обзор цен – мы стараемся никогда не работать в отрыве от анализа среднерыночных уровней стоимости на технику.

Устройство и принцип работы баров

Как же устроена баровая машина? В основе её работы лежит так называемая «бесконечная пила», натянутая между ведущим и ведомым (натяжным) механизмами. По тому же принципу устроена любая бензопила или ленточнопильные станки по дереву и металлу, которые чрезвычайно популярны в промышленности (например, пилы по металлу есть на любой базе, торгующей прутком, трубами и профилями). В данном случае «бесконечная пила», закреплённая позади трактора на высоте около 1 м, врезается в землю под углом 65 градусов к горизонтали и режет грунт цепью или системой скребков. Скорость движения режущей цепи – порядка 2 м/сек. Если принимать во внимание, что грунт может быть мёрзлым или каменистым, то это довольно быстро, и привод устройства весьма мощен. Для таких операций, особенно, если свойства грунта меняются от участка к участку, а мощность нужна большая, обычно используется гидропривод, с помощью которого скорость оборудования можно регулировать.

В то время как «бесконечная цепь» баровой машины режет землю, вращаясь на своих шкивах в вертикальном направлении, базовая машина – трактор или экскаватор – движется горизонтально вдоль прорезаемой траншеи. Чтобы установить на базовую машину траншейный агрегат (баровое устройство), необходима некоторая модификация гидравлики трактора (по тому же принципу, как и в случае установки на Т10М бурового оборудования – для шнеков с гидроприводом требуется дополнительная насосная станция). В случае бара используется и такое устройство, как гидравлический ходоуменьшитель машины (при грунтах разных свойств, завершении траншеи), что как раз связано с упомянутой бесступенчатой регулировкой скорости.

Баровое устройство, то есть оборудование в виде приводной режущей цепи в сборе, устанавливаемое на трактор или экскаватор и встраиваемое в его гидравлику, – узел достаточно тяжёлый. Его вес рассчитан для оптимального врезания в грунт, в том числе и благодаря силе тяжести, а также при этом не чрезмерен для относительно лёгкого перемещения вперёд при использовании тяги трактора (нужно учитывать, что вертикальное движение режущей цепи в грунте «накладывается» на горизонтальное). Вес «пилы» траншейного агрегата можно сравнить с массой небольшого станка для производства: если бар прорезает траншеи шириной 140 мм, масса узла будет порядка 700-800 кг. Если ширина траншеи уже 280 мм, то масса бара будет в 2 раза больше, около 1,5 тонн.

«Утиль» и бары

В заключение можем сказать, что мы как поставщик спецтехники, работающий с очень обширной базой клиентов, стараемся принимать меры для того, чтобы кошелёк наших заказчиков как можно меньше страдал от несправедливостей утилизационного сбора. Такое навесное оборудование, как отвалы и кирковщики к тракторам «ЧТЗ», а также бары, можно приобрести отдельно потом, после покупки самой базовой машины. В таком случае «утиль» будет отчисляться с меньшей суммы, только со стоимости самого трактора, потому что на навесное оборудование он зачастую не распространяется.

Наш трактор Т10М с баровой установкой (агрегатом траншейным) заезжает на трал

Буровые работы

В современном строительстве особого внимания заслуживают буровые работы. Они являются комплексом действий, которые направлены на создание скважин инженерного, эксплуатационного, технического, строительного, геологического и другого назначения. Они также могут включать подготовительные работы, возведение наземных дополнительных конструкций и коммуникационных сетей, монтаж и демонтаж специализированного оборудования. Бурение является технологическим процессом воздействия на горные породы или грунты в лобовой части скважины с целью их разрушения. Это процесс образования земляных выемок цилиндрической формы и подачи на поверхность продуктов разрушения.

Если буровые работы – это непрерывные процессы, то бурение отличается цикличностью. Операции по разрушению пород забоев буровыми инструментами ( при помощи долота или коронки) сменяются очищением стволов посредством сжатого воздуха и подъёмом бурильных колонн для того, чтобы производить замену рабочих органов или ремонт, крепить ствол при помощи обсадных труб и прочие действия. Скважина – это выработка в горной породе или грунтах, которая имеет цилиндрическую форму. Ширина скважины намного меньше, чем ее глубина. Верх выработки – это устье скважины, стенки формируют ствол, а днище – забой. Бурение может иметь различное направление, масштабы и функциональное назначение. Также для него может использоваться разнообразное оборудование, отличающееся различными техническими характеристиками. Скважины необходимы для многих отраслей деятельности современного человека:

• поиска и разведывания мест залегания полезных ископаемых разного происхождения;
• их добычи (твердых, жидких и газообразных);
• изучения особенностей грунтов и горных пород;
• установки оборудования;
• выкачивания воды;
• закрепления грунта, устройства почвенных анкеров, цементации и усиления оснований под фундаментные конструкции;
• шпунтовых ограждений котлованов и траншей.

Учитывая огромные масштабы загородного строительства, особого внимания заслуживают такие виды буровых работ, как бурение на воду. Они дают возможность обеспечить строения индивидуальными средствами водоснабжения. Работы представляют собой комплекс высокотехнологичных операций, которые требуют тщательной подготовки, высокого уровня инженерных знаний и наличия специализированного профессионального оборудования. Бурение на воду может осуществляться на глубину до 30 м («на песок») и более («на известняк»).

Песчаные скважины пробуриваются исключительно до песчаных водоносных горизонтов. Такая вода, как правило, не используется в качестве питьевой, а только для хозяйственных нужд или полива. Однако, при помощи использования новейшего фильтрационного оборудования, можно добиться относительно высоких качественных показателей такой воды. Что касается бурения «на известняк», то оно представляет собой более сложную и трудоемкую работу и предполагает использование двух обсадных труб. Одна из них необходима для защиты от обрушений почвы, а вторая – для прокачки при помощи скважинного насоса.

Способы и технологически особенности бурения

На сегодняшний день выделяют несколько групп способов бурения. Они бывают механическими, физическими и ручными. Наибольшую популярность получили механические методы, при которых используются станки и машины ручного типа. К физическим способам можно отнести термический, гидравлические, электрогидравлические, ультразвуковые и другие, которые еще не получили широкого распространения. Ручное бурение может использоваться для грунтов, которые отличаются минимальной твердостью и плотностью.

Каждый из указанных способов бурения требует более подробного описания:

• вибрационное бурение (до 40 м) – подходит для песчаных и глинистых пород. Первый вариант предполагает собственно вибрационное бурение, а второй — виброударное. Суть вибрационного бурения состоит в том, что в результате вибрирования существенно снижаются показатели механического сопротивления породы, что обеспечивает возможность максимально быстрого погружения в грунт. Виброударное же бурение предполагает погружение инструмента под воздействием частых ударов, поэтому используется для грунтов, обладающих высоким лобовым сопротивлением;
• термическое бурение (до 22 м) – предполагает сжигание пород при температуре около +2000°С, которая обеспечивается специальной горелкой. Отличается высокой производительностью и скоростью, а также надежностью;
• гидравлическое бурение (до 8 метров) используется в легком суглинке и водонасыщенной почве. Вода под давлением разрушает породы, остатки которых выводятся с водой вдоль скважины;
• роторное бурение (до 100м) используется для обустройства скважин диаметром до 230 мм. В процессе работы подается вода или раствор глины, которые удаляются на поверхность вместе со шламом, создавая лучшие условия для работы. Отличается высокой производительностью (на 300% выше, чем вибрационного), скоростью и относительно низкой стоимостью;
• шнековое бурение (до 100м) – может проводиться сплошным или кольцевым забоем;
• вращательное бурение (до 100м) – может быть колонковым или роторным. Можно проводить как с промывкой водой, так и с пневматическим охлаждением;
• ударное бурение (до 50 м) – используются станки ударно-канатного действия, оборудованные различным инструментом – долотом, забивным стаканом, желонкой, ударной или раздвижной штангой, канатным замком и канатом
• алмазное бурение используется для того, чтобы вскрывать твёрдые строительные материалы: бетон, гранит, кирпичные стены и каменные основания;
• ударно-вращательное бурение (до 50м) используется в условиях твердых пород.

Существуют и другие способы бурения, однако они не получили большого распространение из-за того, что не до конца разработаны и отличаются дороговизной, поэтому в больших масштабах не используются.

Практическое применение бурения

Бурение необходимо в различных сферах деятельности, особенно в строительстве. Данный тип инженерно-геологических изысканий играет очень важную роль на этапе проектировки будущих сооружений и перед закладкой фундаментных конструкций. Разрабатывается проект, при котором информация о физико-химическом составе грунтов позволяет аргументировать целесообразность застройки зоны, этажность зданий и расстояние до других объектов. Бурение при земляных работах позволяет гарантировать устройство надежного фундамента, так как исходя из полученных аналитических данных, подрядчики определяют тип и количественные характеристики стройматериалов, оптимальное для строительства время года и другие особенности.

Комплекс буровых работ проводится также и с целью повышения надежности фундамента разных сооружений. Большинство зданий подвергаются негативным факторам внешнего типа – как механическим, так и химическим, связанным с сейсмическими и природными процессами. При этом повреждения фундамента являются наиболее опасными, поэтому их крепление требует кардинальных мер. Эти технические задания можно решить в результате внедрения буроинъекционных свай, для чего по всему периметру пробуриваются выемки нужной глубины, которые заполняются бетонными растворами при помощи бетонных компрессорных установок. Высокое давление толкает смесь в полости, образуя монолитное соединение – при этом сваи способны принимать на себя часть нагрузок сооружения, способствуя укреплению изоляционного слоя.

Кроме того, скважины необходимы для:

• добычи питьевой воды;
• обустройства шпунтовых ограждений – они имеют место для строительства зданий в больших городах, так как при их использовании полностью отсутствуют вибрационные процессы. Ограждение предотвращает попадание грунтовых вод в рабочие зоны и исключает влияние на фундамент соседних зданий. Оно может быть как временным, так и постоянным. Технология предполагает строительство стен, удерживаемых сваями из дерева или железобетона – такой способ укрепления грунта способен выдерживать большие нагрузки и обеспечивать безопасность проведения строительства возле многоэтажных сооружений;
• устройства свай буронабивного типа – строительных скважин, которые усиливаются металлическими каркасами и заполняются цементными растворами. Их использование позволяет существенно армировать фундаментные конструкции, и значительно продлевать эксплуатационные сроки сооружений. Данные технологические процессы особенно востребованы на водянистых грунтах, где простой ленточный фундамент не способен справиться с природными воздействиями;
• бурения скважин для тепловых насосов;
• бурения промышленных выемок и других отраслей.

Это очень важный тип работ, который используется многими подрядчиками, однако доверять их лучше всего только профессионалам икомпаниям, предлагающим современное оборудование, которое играет важнейшую роль при произведении бурения.

Буровые установки

Большая часть буровых установок оснащается механизированным приводом, поэтому может быть использована для бурения на достаточную глубину. Они отличаются высокой производительностью и мощностью, поэтому подходят для решения технологических задач любой сложности. Сегодня в строительстве наибольшей популярностью пользуются:

• установки для ударно-канатного бурения;
• шнековые буровые установки;
• роторные установки;
• ручное оборудование.

Ручные агрегаты – перфораторы функционируют при помощи сжатого воздуха, исходящего от компрессоров, и используются для твердых и мерзлых грунтов. Они бывают ручными, колонковыми или телескопическими. Рабочий орган такого инструмента – бур, обладающий ступенчатым профилем, необходимым для снижения сил трения.

Что касается ударно-канатных установок, то относительно простая конструкция такого оборудования способна обеспечить высокий рабочий ресурс. Единственным недостатком таких агрегатов является низкая скорость работы, а при прохождении водоносных горизонтов может потребоваться дополнительная обсадка трубами больших диаметров, что повысит стоимость разработки. Конструктивно установка такого типа состоит из:

• опорной треноги с блочком;
• приводного механизма;
• снаряда желонка.

Ударно-канатное оборудование очень простое в использовании и является одним из первых, которое начали разрабатывать для данных целей.

Шнековые установки состоят из шнека (винта), который обеспечивает подъем разрыхленных грунтовых масс. При этом длина штанги со шнеком составляет обычно не более 3 метров, а для дальнейшего наращивания используется специальная резьба. Бурить можно как вручную, так и механическим способом. После нескольких оборотов рабочий инструмент извлекается для того, чтобы удалять остатки раздробленных грунтов. По сравнению с канатными агрегатами, такие отличаются значительно большей производительностью, однако недостатком является необходимость постоянно доставать инструмент для очистки.

Также особого внимания заслуживает бурение с промывкой – оно осуществляется с помощью специального оборудования, которое позволяет быстро подымать разрушенные грунты при помощи потоков жидкости – промывка при этом может быть прямой или обратной. Такие установки являются очень производительными и быстрыми в работе, однако и стоимость их значительно выше.

Существуют и другие виды буровых установок – они используются в зависимости от типа грунта, условий эксплуатации, а также функционального назначения скважин, которые необходимо пробурить.

Информационно-аналитическое издание ТЕХНОmagazine

Издается с 2007 года

1. Главная страница
2. Выбираем вместе
3. Резать землю – дело не простое. Баровые установки

Резать землю – дело не простое. Баровые установки

Промышленные тракторы общего назначения агрегатируются с различными машинами и оборудованием, благодаря этому их функциональные возможности значительно расширяются. Появляется возможность совмещать функции бульдозера, рыхлителя, кустореза-косилки, уплотнительного катка или буровой установки, а также баровой машины.

Общие сведения

Шлейф техники, с которой агригатируется трактор, определяется, прежде всего, его массой. Например, гусеничные тракторы массой до 5 т чаще всего комплектуются навесным оборудованием для выполнения бульдозерных работ, рыхления почвы либо выполнения функций погрузчика.

Тракторы массой более 30 т уже не используют в качестве погрузчика, это экономически не оправдывается, но они отлично выполняют функции глубокого рыхления или бурения. А тракторы массой более 40 т применяют, практически установив соответствующее навесное оборудование только в качестве бульдозеров или рыхлителей.

Наиболее универсальны тракторы массой 6-10 т. Они переоборудуются, в случае необходимости, в трубоукладчики, скреперы, буры, глубокорыхлители, экскаваторы, а также в экскаваторные грунторезные траншеекопатели или, как их ещё именуют, в баровые машины.

Баровая машина является специальным техническим устройством, которое позволяет механизировать очень трудоёмкие процессы, возникающие при разработке грунта – рытьё траншей. Кроме рытья прямоугольных траншей под трубопроводы и кабельные линии связи и электропередач, баровые машины рыхлят мёрзлые и тяжёлые грунты для последующего проведения на этих участках масштабных землеройных работ.

Кроме того, баровые установки востребованы на работах по вскрытию или удалению асфальта, их применяют для вырезания блоков грунта при пересадке деревьев, с их помощью вырезают блоки из известняка и песчаника. Это оборудование пользуется спросом как у коммунальных служб, так и в специализированных строительных организациях.

Основной рабочий орган – бара

Одной из главных частей баровых машин, влияющая на ширину и глубину траншеи, является направляющая металлическая рама с режущей цепью. На раме имеется механизм для натяжения режущей цепи. Движущаяся по раме цепь контактирует с грунтом, разрушает его, а поступательное движение базовой машины вперёд приводит к образованию на поверхности грунта траншеи. Перемещение рабочего органа вдоль вертикальной плоскости, при движении трактора, позволяет регулировать заглубление режущей цепи, что определяет глубину траншеи. Для отечественных навесных установок она может достигать 2,7 м.

От надёжности механизма рамы и ресурса режущей цепи во многом зависит эффективность прокладывания траншей. Ширина траншеи, её глубина, скорость перемещения базовой машины, а также скорость движения режущей цепи и её тип, выбранный для выполнения производственной задачи – все эти параметры взаимосвязаны, действуют системно. Производительность и качество траншеекопания в значительной степени зависят от опыта машиниста, правильности выбора рабочих режимов и типа режущей цепи.

Рабочий инструмент машины, баровая цепь, в зависимости от ширины, может прорезать соответственно широкие или узкие траншеи. Проникая вглубь грунта, режущая цепь разрушает его и выносит рыхлый грунт на поверхность. Специальные устройства, т. н. плужки, установленные на раме, направляют вынесенный грунт таким образом, что он укладывается валиком по краям образовавшейся траншеи.

В основном используются цепи трёх типоразмеров – шириной 0,14 м, 0,27 и 0,4 м, хотя, при необходимости можно приобрести цепи, которые позволят прорезать щели шириной 0,18 м, 0,25 м и т. д.

Также цепи различаются типом режущей части, т. к. для разных условий проведения работ, таких как категория грунта, сезонность, параметры траншеи, требуются различные виды цепей. В общем случае цепи проектируются для нарезки траншей в асфальте, твёрдых и мёрзлых грунтах, соответствующих, по принятой в России методике оценки степени крепости пород проф. М. Протодъяконова, коэффициенту f