Микротуннельдік қазғыш машинасында қиықшы басының майлануы қанша жиілікпен жаңартылуы керек?

Микротоннельдік бұрғылау машинасын пайдаланған кезде ең маңызды, бірақ жиі бағаланбаған техникалық қызмет көрсету жұмыстарының бірі — қиықшы құрылғының майлануын дәл белгіленген аралықтарда ұйымдастыру. Жер бетіндегі жабдықтардан айырмашылығы, мұнда майлауға қол жеткізу оңай, ал микротоннельдік бұрғылау машиналары (микроТБМ) тесік ішіндегі шектеулі, жоғары қысымды жерасты ортасында жұмыс істейді, сондықтан майлаудың толықтырылу циклдерін қателеспей есептеу қажет — бұл құрылғының тез тозуын, тығыздағыштардың зақымдануын және күтпеген тоқтап қалуын болдырмау үшін. Майлау аралығын дұрыс таңдамау — яғни, немесе тым жиі, немесе тым сирек майлау — тікелей тесіктің сапасына, құралдардың қызмет ету мерзіміне және жалпы жобаның құнына әсер етеді.

Кескіш басын майлауды қанша жиі жаңарту керектігіне жауап бір-ақ тұрақты сан емес. Бұл геологиялық жағдайларға, жүріс ұзындығына, машина диаметріне, айналу жылдамдығына және қолданыстағы майлау беру жүйесіне байланысты. Дегенмен, саладағы тәжірибе мен инженерлік логика операторлар мен жобалық инженерлерге сенімді, объектке арналған жоспарларды құруға мүмкіндік беретін анық негіздерді ұсынады. Бұл мақала осы негіздерді талдайды, олардың негізгі механизмдерін түсіндіреді және кез келген микроТБМ жобасында кескіш басын майлауды сенімді басқару үшін қажетті шешім қабылдау құралдарын ұсынады.

Кескіш басын майлаудың уақыт өте келе тозу себептерін түсіну

Кескіш басындағы механикалық кернеу ортасы

Микротуннельдік қазу машинасының кескіш басы өте үлкен механикалық кернеуде жұмыс істейді. Ол гидравликалық итеру күшімен бір уақытта алға қарай жылжып отырып, тасқа, сазға, құмға немесе аралас қабатты жерге үнемі айналады. Айналу үйкелісі мен осьтік жүктеменің осы қосындысы подшипник пен салынды аралығында қатты жылу бөледі, бұл негізгі себеп болып табылады майлағыштың ыдырауына.

Кескіш басын майлау жүйелерінде қолданылатын майлағыш май мен майлағыш май қоспалары қысым астында пленканың беріктігін сақтау үшін әзірленген, бірақ жылу олардың химиялық ыдырауын жеделдетеді. Егер майлағыш майда негізгі май қойылтқыштан бөлінсе немесе тотығу нәтижесінде майдың тұтқырлығы төмендесе, майлағыш металл-металл арасындағы қатынасты болдырмау қабілетін жоғалтады. Бұл ыдырау уақыты тек календарлық уақытпен емес, сонымен қатар жұмыс істеу сағаттары мен айналу циклдарымен өлшенеді.

Саз немесе шағын құм сияқты жұмсақ жер қабаттарында қиықшы басының майлануы тез арада тозуға ұшырайтын, подшипниктің ойыстарына еніп кететін ұсақ бөлшектермен ластанады. Қатты тасты қабаттарда алға жылжу бірлігіне шаққанда пайда болатын жылу көлемі жоғары болады, бұл ластанбаған кезде де майлағыштың тиімді қызмет ету мерзімін қысқартады. Сондықтан жердің құрылысы — майлағыштың қайта толтыру интервалын анықтағанда ең маңызды айнымалылардың бірі.

Туннельдік жұмыстар кезінде майлағыштың жоғалуы қалай орын алады

Қиықшы басының майлануы тек орнында ғана нашарламайды — ол сонымен қатар жұмыс істеу кезінде белсенді түрде ығысады. Қиықшы басы айналған кезде майлағыш центрифугалды күш пен айналатын бөлшектердің механикалық әсері арқылы подшипниктің жолақтары мен салыстырмалы тығыздағыштардың жанасу аймақтарынан біртіндеп сыртқа ығысады. Суға толы жерлерде тұтас қабаттағы су қысымы нашар қысымдалған майлағыш жүйелеріне енуі мүмкін, нәтижесінде майлағыш сумен араласып немесе толығымен шайылып кетеді.

Бұл орын ауысу әсері сыйымдылықтың химиялық түрде нашарлағанына қарамастан, уақыт өте келе маңызды жанасу беттерінде қолжетімді майлағыштың мөлшері азаятынын білдіреді. Қазіргі заманғы автоматтандырылған майлау жүйелері орын ауысу шығындарын компенсациялау үшін бағдарламаланған аралықтарда ұсақ, өлшенген майлағыш мөлшерлерін үздіксіз енгізу арқылы осы мәселеге шешім ұсынады. Дегенмен, автоматтандырылған жүйелер болса да, пайдаланылған, ластанған материалды тазартып, оның орнына жаңасын қою арқылы толық фреза басы майлауын жаңарту — белгіленген мерзім бойынша қажеттілік ретінде сақталады.

Бұл екі механизм — нашарлау мен орын ауысу — туралы түсінік фреза басы майлауының интервалдарын жоғары сапалы майлағыштарды қолдану арқылы шексіз ұзартуға болмайтынын түсіндіреді. Фреза басының геометриясы мен жұмыс істеу динамикасы өзіне тән тұтыну мен орын ауысу қарқынын туғызады, ол сәйкес толықтыру кестесімен сәйкестендірілуі тиіс.

Дұрыс жаңарту интервалын анықтайтын негізгі факторлар

Жетек ұзындығы және жинақталған жұмыс істеу сағаттары

Жүріс ұзындығы — басқару басының майлауын жаңарту кезінде қолданылатын ең сенімді көрсеткіштердің бірі. 100 метрден аз қашықтықтағы қысқа жүрістер кезінде толық тазалау мен қайта толтыру орындалмай, автоматтандырылған жүйеден орташа мөлшерде қосымша май құю арқылы жүрісті аяқтау мүмкін. 200 немесе 300 метрден асатын ұзын жүрістер кезінде жердің құрамы мен машина сипаттамаларына қарай кемінде бір немесе екі рет орташа толық жаңарту ұсынылады.

Жинақталған жұмыс істеу сағаттары да теңдей дәл көрсеткіш болып табылады. Көптеген микротоннельдік қондырғылар өндірушілері басқару басының майлауын негізгі подшипниктің айналу сағаттары бойынша белгілейді — толық жаңарту үшін әдетте 150–300 жұмыс істеу сағаты арасында, ал олардың арасында үздіксіз автоматтандырылған қосымша май құю орындалады. Бұл көрсеткіштер әрқашан бастапқы нүктелер ретінде қабылдануы тиіс және майлау берілетін сызықтардағы температура сенсорлары мен қысым кері байланысынан түскен нақты уақыттағы бақылау деректеріне қарай түзетілуі тиіс.

Жоба инженерлері нақты жұмыс істеу сағаттарын мұқият тіркеуі керек, бос уақытты өндірістік кесу уақытынан ажыратып. 300 күнтізбелік сағат жинаған, бірақ тек 200 өндірістік кесу сағатын өткізген машина мен толық кесу жүктемесінде 300 сағат жұмыс істеген машинаның майлау күйі маңызды деңгейде өзгеше болады. Дәл тіркеу міндетті — бұл қорғалатын техникалық қызмет көрсету графигінің негізі.

Жердің жағдайы мен кесілетін қабаттың әшекейлілігі

Кесілетін қабаттың әшекейлілігі резецтің басының майлауының қаншалықты тез бұзылуына тікелей және жақсы құжатталған әсер етеді. Жоғары кварц мазмұны бар қабаттар — мысалы, ірі құм, шаң-тозаң және кейбір құмтастар — тірек сақиналарының тығыздағыштарына енетін әшекейлік бөлшектерді жасайды және май қабаттарын тезірек тозықтырады. Мұндай қабаттарда майлаудың жаңартылу интервалдары негізгі ұсыныстарға қарағанда 20–40 пайызға қысқартылуы керек.

Жұмсақ біртекті топырақтар басқа бір қиындық туғызады. Саз және сазды-құмды топырақтар әдетте абразивті ластануды емес, сонымен қатар адгезиялық ластануды тудырады, бірақ олар тазарту жолдарын бітеп, маймен араласып қатты, майланбаған қоспа түзіп, қиыршықтағыш басының майлануының тұрақтылығын әлсіздетуі мүмкін. Қоспа-бетті жағдайларда (яғни бір ғана ілгерілеу кезінде жұмсақ және қатты материалдардың екеуі де кездесетін жағдайда) жұмыс істейтін инженерлер ең қатаң материалға қолданылатын ең сақтықты қамтитын интервалды қолдануы керек.

Жоғары су қысымы тағы бір айнымалыны қосады. Су кестесінің төменгі деңгейінде жұмыс істеген кезде майлау жүйесі су кіруін болдырмау үшін оң қысым айырымын сақтауы керек. Егер осы айырым тіпті қысқа уақытқа болса да жоғалса, су кіруі қиыршықтағыш басының майлану сапасын тез әлсіздетіп, жоспарланбаған авариялық тазартуды талап етеді. Бұл қауп су кестесінің жоғары деңгейінде жиірек жоспарланған тексерулер мен қысқа майлау қайта толтыру интервалдарын қолдануды қажет етеді.

Жұмыс істеу сценарийлері бойынша ұсынылатын жаңарту аралықтары

Стандартты жағдайлар: орташа жер беті, типтік жүру ұзындығы

Орташа жерде микротоннельдік бұрғылау қондырғыларын (микро ТБМ) пайдаланған кезде — төмен немесе орташа деңгейдегі су өткізгіштігі бар коэзиялық топырақтарда, 100–200 метр аралығындағы жүрістер кезінде — өнеркәсіптік жалпы бағдарламасы бойынша толық қиықтағыш басының майлануын негізгі подшипниктің айналуы бойынша 100–150 жұмыс сағатынан кейін жаңарту ұсынылады; ал толық жаңартулар арасында қысым мен май деңгейін сақтау үшін автоматтандырылған үздіксіз толықтыру жүргізіледі. Бұл жиілік техникалық қызмет көрсету көлемі мен ерте кезде тозуға қарсы қорғау арасында тиімді тепе-теңдік орнатады.

Әрбір жаңарту кезінде операторлар тек сорғылау жүйесін тазартып және қайта толтырып қоймайды, сонымен қатар шығарылған материалдың күйін де тексереді. Ескі майлағыштың түсі, құрамы мен металдық бөлшектердің немесе су мен араласқан көрінісі — бұл диагностикалық көрсеткіштер. Қараңғыланған, дәнекерленген немесе сулы шығарылған майлағыш алдыңғы интервалдың шегіне жеткенін немесе оны асып кеткенін көрсетеді. Аз ластанған, таза шығарылған майлағыш келесі жүрістерде интервалды сәл ұзартуға болатынын көрсетеді.

Бұл диагностикалық тәсіл — әрбір жаңартуды тек техникалық қызмет көрсету шарасы ретінде емес, сонымен қатар тексеру нүктесі ретінде қарастыру — жақсы басқарылатын микроТБМ жұмыстарын реактивті жұмыстардан ажыратады. Бұл қиыршық басының майлағышын басқаруды белгіленген күнтізбелік іс-шара ретінен әрбір жобада жақсарып отыратын деректерге негізделген, икемді процеске айналдырады.

Қатал жағдайлар: абразивті жер, ұзақ жүрістер, жоғары су қысымы

Аbrasivті таужыныстарда жұмыс істеген кезде, 300 метрден аса ұзын жетектерді толықтырған кезде немесе жоғары деңгейдегі жер асты суы ортасында жұмыс істеген кезде, қиғыш басының майлануы үшін қауіпсіз жаңарту аралығы әлдеқайда қысқарады. Мұндай жағдайларда толық сорып тазарту мен қайта толтыру үшін 60–80 жұмыс сағаты аралығы жиі кездеседі, ал автоматтандырылған жүйелер осы шаралар арасында шамамен үздіксіз микродозалау қамтамасыз етеді.

Ең ауыр жағдайларда — өте абразивті қоспа бетті жерлерде және үлкен көлемдегі жер асты суы келіп түскен кезде — кейбір операторлар қиғыш басының майлануын әр жоспарланған ортаңғы итеру станциясында немесе труба қосылысын орнатқан кезде тексеруге бағдарлайды; яғни осы жұмыс тоқтатылуларын жүйені тексеру мен майлау үшін пайдаланады. Бұл жоспарға уақыт қосады, бірақ жетектің ортасында катастрофалық тірек апатының қаупін айтарлықтай төмендетеді, өйткені мұндай апат уақыт пен ақша тұрғысынан әлдеқайда қымбатқа түседі.

Автоматтық цементтеу және майлау жүйесін қолдану осындай қатал жағдайларда тұрақтылықты қатты жақсартады. Автоматтандырылған жүйелер адам қатесін — техниктің қолмен инъекциялауды ұмытып кетуі немесе кешіктіруі — жояды және оларды нақты уақыттағы қысым немесе температура сигналдарына реакция беруге бағдарлануға болады, бұл қатаң уақыт циклын қатаң ұстануға қарағанда тиімдірек. Бұл реакциялық қабілет қиындығы әртүрлі жер асты жағдайларында, яғни қиындығы алдын ала болжанбайтын түрде өзгеретін қиындықтағы құралдың майлануына деген сұраныс кезінде ерекше маңызды.

Жаңарту кестесін басқаруда автоматтандырылған майлау жүйелерінің рөлі

Автоматтандыру жаңарту жиілігінің теңдеуін қалай өзгертеді

Автоматтандырылған майлау жеткізу жүйелерінің енгізілуі микроТБМ-дердің қазіргі заманғы жобаларында қиықшы басын майлауды басқару тәсілін түбегейлі өзгертті. Тұрақсыз болып келетін және адамның жоспарлау қателеріне ұшырайтын периодтық қолмен инъекцияларға сүйенбей, автоматтандырылған жүйелер бағдарламаланған аралықтарда дәл, өлшенген майлағыш мөлшерлерін жеткізеді, олар қиықшы циклы бойынша тіректер мен тығыздағыштар арасындағы қабат қалыңдығы мен қысымды тұрақты ұстайды.

Бұл үздіксіз жеткізу тәсілі толық периодтық жаңартулардың қажеттілігін жоюға әкелмейді, бірақ ластану жиналуын және орын ауысу шығындарын азайту арқылы олар арасындағы қауіпсіз аралықты ұзартады. Жоғары сапалы автоматтандырылған қиықшы басы майлау жүйесін қолданатын машина жағдайларға байланысты қолмен майланатын аналогымен салыстырғанда толық тазарту және қайта толтыру операциялары арасында 30–50 пайызға ұзағырақ жұмыс істей алады.

Көлемдік беруден аса, алдыңғы жүйелер жасанды майлау жолдарындағы кері қысымды бақылап, жүйенің жағдайын бағалайды. Кері қысымның қатты төмендеуі сорғыш жолдың жарылуын немесе сақтагыштың зақымдануын көрсетуі мүмкін. Тұрақты өсуі — тазарту жолының бітелуін немесе майлау затын қабылдай алмайтын тығыздалған саңылауды көрсетуі мүмкін; екі жағдай да келесі жоспарланған жаңартуға дейін күтпей-ақ терең тексеруге әкелуі тиіс. Бұл нақты уақыттағы кері байланыс циклы — негізгі операциялық артықшылық.

Майлау жоспарын жалпы жобалауға интеграциялау

Қиғыш басын майлау жоспарын жеке техникалық қызмет көрсету тапсырмасы ретінде қарастырмау керек. Ол алдын-ала қозғалыс сатысынан бастап жалпы жобаны іске асыру жоспарына интеграциялануы тиіс. Бұл — майлау тексерістері мен жаңартулары жалпы ілгерілеу қарқынын бұзбайтындай, әдетте трубаларды орнату циклдары немесе жоспарланған жылжыту тоқтатуларымен үйлесетін аралық техникалық қызмет көрсету терезелерін анықтауды білдіреді.

Қозғалысқа дейінгі жоспарлауға жер бетіндегі зерттеу деректеріне, таңдалған майлау құралының сипаттамасына, автоматтандырылған жүйе параметрлеріне және кез-келген уақытта қажет болатын араласулардың белгілеріне негізделген, нақты объектке арналған майлау жоспарын қамту керек. Бұл жоспарды қозғалыс кезінде нақты жер жағдайларын алдын ала жасалған геотехникалық деректермен салыстыру негізінде қайта қарау мен жаңарту қажет.

Микро ТБМ-нің қиғыш басын майлау жоспарын жалпы жоба жоспарына енгізу сонымен қатар құнын тиімді басқаруды қолдайды. Майлау құралының тұтынуы — болжанатын айнымалы шығын, ал күтілетін майлау жиілігін білу сатып алу тобына құрылыс алаңында жеткілікті қор болуын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді; осылайша, қозғалыс ортасында дұрыс майлау құралының белгіленген маркасы таусылып кетуі сияқты болашақта болуы мүмкін кешігулердің алдын алуға болады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Микро ТБМ-де қиғыш басын майлауға ұсынылатын ең аз қайта майлау аралығы қандай?

Стандарттық орташа жер жағдайларында толық кескіш басының майлауын жаңарту әдетте негізгі подшипиктің айналуы бойынша 100–150 жұмыс сағатынан кейін ұсынылады. Агрессивті жер жағдайларында — абразивті тұзілымдар, жоғары су деңгейі немесе ұзақ қозғалыс кезінде бұл аралық 60–80 сағатқа дейін қысқартылуы керек. Бұл көрсеткіштер бағыттаушы нүктелер болып табылады; нақты аралықтар шынайы уақытта бақыланатын деректер мен шығарылған майлау құрамының күйін тексеру негізінде реттелуі керек.

Автоматтандырылған майлау жүйелері кестелік толық жаңартуларды толығымен алмастыра ала ма?

Жоқ. Автоматтандырылған кескіш басының майлау жүйелері толық тазарту мен қайта толтыру оқиғалары арасында үздіксіз пленка қысымын сақтауға және орын ауыстыру шығындарын азайтуға өте тиімді, бірақ олар периодты толық тазарту мен қайта толтыру оқиғаларын алмастыра алмайды. Уақыт өте келе, үздіксіз инъекция болса да, ластану тірек қуыстарында жиналады және бұл ластанған материалды толық қорғауды қалпына келтіру үшін физикалық тазарту қажет. Автоматтандырылған жүйелер интервалдарды ұзартады және тұрақтылықты жақсартады — бірақ олар кестеленген толық қайта толтырудың қажеттілігін жоймайды.

Кескіш басының майлауы кестеленген қайта толтырулар арасында істен шыққанын қалай анықтауға болады?

Жоспарланған жаңартулар арасында қиықшы басының майлауының ақауының негізгі көрсеткіштеріне машина рамасы арқылы қабылданатын ерекше подшипник дыбысы немесе тербеліс, негізгі подшипник қорабындағы тым жоғары температура көтерілуі, автоматтандырылған жүйелердің дисплейлеріндегі майлау жолының кері қысымының төмендеуі және жердің жағдайында сәйкес өзгеріс болмаған кезде қию моментінің артуы жатады. Осы белгілердің кез келгені келесі жоспарланған аралыққа дейін қосымша (жоспарланбаған) тексеру мен, ықтимал, ерте жаңартуды қажет етеді.

Майлағыштың түрі қиықшы басының майлауын қанша жиі жаңарту керектігін әсер етеді ме?

Иә, майлау материалдарының сипаттамасы тікелей жаңарту аралығына әсер етеді. Жер астындағы ТБМ қолданысы үшін арнайы әзірленген жоғары сапалы ЭП майлары немесе биологиялық ыдырайтын майлау сұйықтықтары жалпы мақсаттағы алтернативтерге қарағанда әдетте ұзағырақ өз қызметін сақтайды, олай болса орташа жағдайларда жаңарту аралығын біраз ұзартуға мүмкіндік береді. Алайда, ең жақсы майлау материалы да негізінен жеткіліксіз жаңарту кестесін толықтай толтыра алмайды. Майлау материалының сипаттамасы мен жаңарту аралығы машина өндірушісі мен майлау жүйесінің тақырыптық қамтамасыз етушісімен бірлесіп, нақты жұмыс алаңының жағдайларына сүйене отырып анықталуы тиіс.