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Nuestra tarea principal es asegurar el funcionamiento estable de los sistemas electrónicos para la perforación direccional horizontal. La calidad de nuestro trabajo está confirmada por una garantía para todo tipo de nuestros trabajos y servicios.
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edificio 1L, NPO CKTI
Informe presentado en la conferencia internacional "NO-DIG - 2010". Autor - A.L. Nagovitsyn (Rusia, Chelyabinsk).
Las sondas electrónicas para equipos de perforación direccional horizontal (HDD) instaladas en cabezales de perforación pueden funcionar de manera confiable durante muchos años, pero pueden fallar incluso en la primera perforación. Este trabajo está dedicado al análisis de las razones de una dispersión tan amplia de los plazos para el funcionamiento sin fallos de las sondas HDD, basado en la experiencia de remanufacturación de sondas de las series MARK, ECLIPSE, LT de Digital Control Inc. y la serie SubSite de Charles Machine Works Inc. Además, puede ser útil para los perforadores y operadores de equipos de HDD describir el comportamiento de las sondas en situaciones anormales. El autor entiende que tales explicaciones no pueden reemplazar la experiencia práctica, pero ayudarán a usarla mejor y evitar gastos innecesarios para la compra de nuevas sondas.
Causas de fallas de la sonda electrónica, soluciones a problemas.
La estructura y el diseño de las sondas HDD de diferentes fabricantes y diferentes series son muy similares. Montado en el cabezal de perforación, la sonda consta de un sensor de inclinación de eje longitudinal con respecto al horizonte, un sensor de balanceo ("reloj"), un estabilizador de impulsos, una unidad de procesamiento de microcontrolador y un controlador de antena con una "antena" esferita. Todos los elementos se rellenan con un compuesto resistente a la humedad y se colocan en una caja de plástico, lo que asegura la libre propagación de las líneas de fuerza de la polaridad magnética alterna de la “antena” de ferrita. El diseño del ejemplo de la sonda de la serie MARK se muestra en la Figura 1.
Hay tres razones principales para la falla de las sondas electrónicas para HDD: sobrecalentamiento, compresión, penetración del fluido de perforación a los elementos de la unidad electrónica. La cuarta razón, relativamente rara, es la falla de los componentes electrónicos debido a defectos de fabricación o factores humanos.
Sobrecalentamiento de la sonda
Compresión de la sonda
Lo más fundamental es llenar las ranuras de la cabeza de perforación con un material aislante resistente a la abrasión, como fibra de vidrio, que funciona bien para la compresión y el uso de un casquillo con un diámetro mayor para la sonda. En este caso, es conveniente centrar la sonda en el casquillo ya sea por medios estándar (anillos de goma), o por dos devanados de una cinta aislante, ubicada a una distancia de 40 ... 50 mm de los extremos de la sonda. Si se ven rastros de ranuras longitudinales en el cuerpo, entonces debe estar preparado para una falla temprana de la sonda.
Una de las opciones para fortalecer las ranuras en el cabezal de perforación se muestra en la Figura 3. El grosor de la placa es a lo largo del ancho de la ranura (la fibra de vidrio funciona bien para la compresión, es decir, las ranuras no se “jugarán”). No se puede lograr una estanqueidad absoluta: aún aparecerán grietas finas en el relleno, pero solo la fracción más pequeña de la suspensión del lodo de perforación entrará, es decir, se reduce la probabilidad de que la sonda se atasque en el enchufe. El espacio entre el cuerpo de la sonda y el casquillo en la cabeza de perforación es de 1,5 ... 2 mm o más (útil desde todos los lados: consumo reducido y sin atascos). Para centrar la sonda: dos vueltas de cinta aislante o cinta reforzada de una cara.
Pérdida de estanqueidad del cuerpo de la sonda: penetración del fluido de perforación en los elementos de la unidad electrónica.
Hay dos posibles razones para la pérdida de estanqueidad: daños mecánicos y sobrecalentamiento. Visualmente, la pérdida de estanqueidad se puede predecir cambiando, por ejemplo, el tamaño del espacio entre el compartimento de la batería y la carcasa de plástico (en las sondas de la serie SubSite, se utiliza una conexión roscada y este método no es aplicable). El sobrecalentamiento casi siempre provoca la deformación de los elementos plásticos de la carcasa con pérdida de estanqueidad. El peligro de pérdida de estanqueidad radica en la electrocorrosión constante y metódica de los elementos de la unidad electrónica. La falla más rápida de la sonda ocurre cuando el fluido de perforación penetra a los elementos IIIa, IIIb de la sonda.
Las razones del fallo de las sondas electrónicas para HDD, su manifestación y algunas formas de prevenir el mal funcionamiento, dadas en este trabajo, aparecieron como resultado de muchos años de experiencia en la restauración de las sondas. Espero que disminuya el número de fallas de la sonda en base a las recomendaciones, pero espero que tampoco me quede sin trabajo: las principales razones de las fallas siempre están cubiertas de una masa de matices que no permiten eliminar por completo las fallas de la sonda durante operación.
IE Nagovitsyn A.L.
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Una breve descripción del funcionamiento del localizador de seguimiento RD7000 + en modo de inducción. Se consideran el conjunto completo del dispositivo, los principios de funcionamiento y algunas características funcionales. Más sobre el dispositivo: Todos los localizadores:
La perforación direccional horizontal es un método controlado sin zanjas para instalar servicios públicos subterráneos, basado en el uso de plataformas de perforación especiales. La longitud de la pista puede ser de varios metros a varios kilómetros, y el diámetro es de más de 1200 mm. El video muestra los procesos de perforación: 1 - Perforación de un pozo piloto. 2 - Expansión consecutiva del pozo (movimiento en sentido contrario). 3 - Tirando de la tubería. Veamos cómo se ve la tecnología de perforación direccional horizontal en la animación.
Perforación direccional horizontal. Taladro casero D-140mm; L-9 m.
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La película habla sobre las principales etapas del tendido de comunicaciones sin zanjas utilizando el método HDD. Soldadura de tubos de polietileno. La empresa de construcción LLC "Perforación y comunicaciones" se especializa en trabajos de construcción y reparación en el campo de las comunicaciones subterráneas utilizando el método HDD. Utilizamos equipos de perforación de alta calidad "ROBBINS HDD", que han demostrado su eficacia en el campo. La actividad principal de la empresa es el tendido de servicios públicos sin zanjas utilizando el método de perforación direccional horizontal. La tecnología HDD permite el tendido de comunicaciones debajo de las arterias de transporte existentes, vías férreas, ríos y otros obstáculos, donde es imposible una vía abierta de tendido de redes.
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FE NAGOVITSYNLa perforación direccional horizontal (abreviado HDD) es una tecnología avanzada que permite colocar tuberías de comunicación bajo tierra sin excavar el suelo. El HDD se lleva a cabo bajo el control de sistemas de ubicación de alta precisión, lo que le permite sortear obstáculos subterráneos y colocar la tubería a lo largo de una trayectoria determinada. Desafortunadamente, a veces este equipo se descompone y, dado que cuesta mucho dinero (especialmente en una situación de crisis), una opción razonable sería arreglar el sistema de ubicación en lugar de comprar uno nuevo. Existen muchas empresas para la reparación y mantenimiento de sistemas de ubicación de HDD, pero debe confiar la reparación de equipos costosos a empresas de confianza que emplean especialistas altamente calificados con amplia experiencia en el diseño, fabricación y reparación de equipos de alta tecnología. Dichas empresas tienen obligaciones de garantía y podrán asesorarlo sobre su equipo de ubicación en cualquier momento.
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SP Nagovitsyn.La perforación direccional horizontal (HDD) es un método para colocar tuberías y cables sin cavar zanjas, generalmente se realiza debajo de carreteras y vías férreas. Para implementar este método, se utiliza una técnica especial, que incluye equipos de perforación direccional. Con la ayuda de tales instalaciones, el trabajo se realiza en un 90% bajo tierra.
El método de perforación horizontal es una forma moderna de colocar tuberías para diversos fines.
El método de perforación direccional horizontal se considera muy popular hoy en día. En primer lugar, esto se debe al hecho de que el uso de este método permite reducir los costos financieros de instalar la tubería entre 2,5 y 3 veces.
Considere las principales tareas que se realizan con este método:
- tendido de tuberías que actuarán como funda protectora (carcasa) para varios cables de alimentación;
- La tecnología HDD permite la instalación sin zanjas de tuberías que transportan agua potable o aguas residuales.
¡Importante! Un pinchazo debajo de un ferrocarril o una carretera es la única opción para instalar una comunicación sin cavar una zanja tradicional.
La perforación del disco duro debajo de una carretera u otra estructura de ingeniería permite preservar el paisaje natural, que también es una ventaja importante. Considere otros beneficios de HDD:
- además de los costos financieros, también se reducen los costos laborales, ya que el trabajo principal se realiza con equipos especiales;
- Con la ayuda de la perforación del disco duro, puede colocar una tubería o un canal de cable no solo debajo de las rutas de transporte, sino también debajo de los cuerpos de agua.
- tal trabajo no requiere una gran cantidad de personas. Como regla general, un pequeño equipo de 3-5 personas es suficiente.
Para llevar a cabo dicho trabajo no se requiere mucho espacio y el paisaje circundante no se estropeará.
La perforación de pozos horizontales se puede considerar legítimamente como un método único, cuya tecnología elimina el daño al medio ambiente y reduce los costos laborales, así como los costos monetarios.
Todo el equipo que se utiliza para perforar por el método HDD se divide en varios tipos principales:
- taladro direccional horizontal para HDD;
- sistema de localización para perforación;
- componentes menores (grapas, clips, etc.).
Es necesario un sistema de localización para perforar pozos horizontales para organizar el control sobre la perforación. Esto es muy importante, ya que la sembradora está en el suelo durante la operación, es decir, fuera de la zona visible. Este sistema protege el taladro de chocar con varios obstáculos que pueden dañar el equipo de perforación.
El sistema de geolocalización para monitorear el flujo de trabajo está equipado con una mini sonda, que es necesaria para rastrear los indicadores de geolocalización durante la perforación. La mini-sonda se instala en el cabezal de perforación y en el aparato. Los datos transmitidos por la sonda van al operador, quien corrige el flujo de trabajo.
Cabe señalar que los equipos HDD son bastante costosos y pertenecen a equipos profesionales. La plataforma de perforación horizontal (UGB) puede tener una configuración diferente, sin embargo, todas estas máquinas constan de los siguientes elementos estructurales:
El equipo HDD es profesional y de alto costo.
La parte funcional de la UGNB consta de tres componentes principales:
- elemento de perforación;
- una manguera que suministra agua al elemento de perforación (esto es necesario para enfriar el taladro);
- panel de control.
Todos los UGNB se clasifican de acuerdo con un indicador principal: la fuerza de tracción del límite. Otras características de estas máquinas incluyen:
- indicadores de la sección del canal que puede realizar dicha máquina;
- longitud máxima del canal;
- tasa de consumo de bentonita (l / min);
- El uso del método de perforación horizontal también tiene en cuenta el radio de curvatura máximo posible de las barras de perforación. Este indicador se considera muy importante, ya que afecta la movilidad de la plataforma de perforación y su capacidad para sortear varios obstáculos.
El equipo secundario incluye los siguientes dispositivos:
- elementos de fijación;
- adaptadores;
- expansores;
- equipo de bombeo;
- generadores que funcionan con electricidad;
- dispositivos de iluminación.
La plataforma de perforación horizontal debe seleccionarse correctamente, de acuerdo con todos los factores enumerados anteriormente.
La perforación horizontal implica una perforación realizada por equipos profesionales. Sin embargo, se deben realizar trabajos preparatorios antes de perforar debajo de la carretera.
La perforación horizontal requiere trabajo preparatorio
En primer lugar, debe preparar un área plana para la plataforma de perforación. Para ello, es necesario nivelar el sitio, el cual debe tener un tamaño aproximado de 10x15 m. Además, en algunas situaciones específicas es necesario preparar una ruta de desvío para el complejo de perforación.
¡Importante! El sitio preparado debe estar vallado con una cinta de advertencia. Esto es necesario para excluir la entrada de extraños al territorio. Esta cinta se instala aproximadamente a 80 cm del suelo.
Se está preparando el sitio para el equipo de perforación en el lugar donde se colocará el pozo. Después de preparar el sitio, es necesario instalar el equipo de perforación y colocarlo en la posición deseada para la punción.
También conviene anclar la placa base del equipo. Esta actividad se realiza mediante barrenas. A continuación, debe ajustar el ángulo de entrada del taladro en el suelo.
La perforación mediante el método de perforación direccional horizontal de HDD se realiza teniendo en cuenta las precauciones de seguridad, así como todos los códigos de construcción necesarios. En el proceso de perforación, se utiliza una solución especial de bentonita. El dispositivo que prepara esta solución debe ubicarse en el costado de la plataforma de perforación direccional horizontal. La distancia entre el UGNB y la unidad de preparación de bentonita debe ser de al menos 10 m. El mortero de bentonita realiza las siguientes funciones:
- fortalecer las paredes del pozo del canal;
- y también esta solución ayuda a eliminar la tierra del canal.
En los puntos de entrada y salida del canal, se recomienda organizar pozos especiales, en los que se eliminará el exceso de solución. Además, es necesario establecer una comunicación por radio constante entre el jefe del proceso de perforación y los operadores del equipo.
Consideremos qué más se debe hacer en preparación para la perforación horizontal de HDD:
- determinar los lugares por donde pasan los servicios públicos subterráneos para no tocarlos durante la perforación;
- estudiar la composición del suelo y sus características. Esto es necesario para seleccionar la ruta de perforación óptima.
Debe haber una pequeña depresión en el sitio de punción rellena con mortero de bentonita.
Una vez que se haya realizado todo el trabajo preparatorio, puede proceder directamente a colocar tuberías utilizando el método de perforación direccional horizontal. Para esto, la plataforma de perforación se encuentra en el lugar requerido. A continuación, debe verificar (piloto bien). Los parámetros de la sección transversal de dicho pozo deben ser de aproximadamente 100 mm.
Al organizar un pozo piloto debajo de una vía de ferrocarril o carretera, el movimiento del elemento de perforación debe ser controlado por un sistema de geolocalización. Sin tal sistema o en caso de mal funcionamiento, está prohibido realizar trabajos sin zanja.
La posición inicial de la cabeza de perforación suele ser de 10 a 20 ° con respecto al horizonte. Este ángulo debe disminuir constantemente dependiendo de la profundidad de inmersión. Una vez que se alcanza la profundidad requerida para colocar la tubería utilizando el método HDD, la perforación se realiza en el plano horizontal. Mientras se perfora, se permite realizar ajustes en el movimiento de la broca. La corrección del movimiento del taladro se lleva a cabo si se desvía de la trayectoria especificada. La determinación de la desviación de la ruta deseada se lleva a cabo utilizando el sistema de posicionamiento.
El método de punción consiste en comprobar la posición de la broca mediante un sistema de geolocalización cada 3 m, tras pasar un determinado punto, la cabeza de la broca comienza a moverse hacia arriba, lo que le permite llegar al punto de salida. La salida del suelo (así como la entrada) debe calcularse de antemano y realizarse en un ángulo estrictamente definido.
El pozo piloto debe ampliarse, esto se hace utilizando un dispositivo especial: una llanta
El siguiente paso para colocar tuberías debajo de la carretera es expandir el canal piloto. Para esto, la cabeza del taladro se desmonta y se instala un dispositivo especial en su lugar: una llanta. Rimmer es un elemento estructural utilizado en el tendido de tuberías HDD, que realiza la función de expandir el canal piloto. Cabe señalar que el rimmer es un expansor de acción inversa (se extiende desde la salida del canal hasta su entrada).
Teniendo en cuenta la tecnología de perforación HDD, para lograr los indicadores de diámetro requeridos, la expansión se realiza de una a varias veces. El número de extensiones depende del diámetro que deba tener el futuro pozo.
La perforación horizontal también se puede realizar en condiciones difíciles (suelo pobre, abundancia de obstáculos en el camino de la perforadora, etc.). En este caso, los trabajos de expansión del pozo se realizan antes de que se coloquen las comunicaciones necesarias en el canal. Además, debe tenerse en cuenta que todo el trabajo debe realizarse con refrigerante. Esto se debe a que los equipos de geolocalización son muy sensibles a las altas temperaturas. Un pinchazo en la carretera es un hecho grave que hay que pensar de principio a fin.
Hay otro factor importante que anticipar: el desprendimiento del suelo. Una perforación debajo de la carretera con el método HDD también debe tener en cuenta el hecho de que antes de comenzar a tirar de tuberías de plástico o metal en el pozo, deben estar conectadas. La estructura debe estar conectada de forma segura, de lo contrario pueden surgir problemas.Además, con el equipo de perforación apagado, el escariador anular se acopla con las varillas. Luego, a través de un eslabón giratorio, se conecta la comunicación necesaria. El acoplamiento requerirá un adaptador especial u otro dispositivo posible.
¡Informacion util! El método HDD tiene en cuenta la selección de una parte de expansión de acuerdo con este cálculo: el canal debe ser un 25% más grande que la tubería extraída. Si la comunicación se establece con aislamiento térmico, entonces el canal debe ser un 50% más grande.
El canal terminado debe ser aproximadamente un cuarto más ancho que la tubería.
Si los indicadores de presión dentro del canal son grandes, entonces la solución de bentonita llena uniformemente el espacio entre la pared exterior de la tubería y la pared interior del pozo. Una vez que la solución de bentonita se endurece, se excluye el hundimiento del suelo.
Primero se realiza un pinchazo debajo de una vía férrea o una carretera. Además, el pozo se expande hasta el diámetro deseado. En la tercera etapa, las tuberías se colocan utilizando el método HDD.
Esto se hace de manera bastante simple: la tubería se aprieta junto con el último borde de expansión. La comunicación se fija al expansor mediante soportes de conexión especiales o un pivote.
El conductor se tira previamente a través del canal terminado. Esto es necesario al organizar el cableado en las comunicaciones. En este caso, la estructura de la tubería servirá como una carcasa protectora que protege el cableado en el suelo de daños.
Esta tecnología permite tirar de la tubería a través del suelo de manera rápida, confiable y económica sin la organización de zanjas, que, por regla general, se llevan a cabo a mano. Después de colocar la tubería, HDD se puede considerar completo. Finalmente, la perforación y otros equipos deben ser evacuados del sitio de trabajo.
