Сондажно оборудване

иновации и технологични разработки

Новите технологии при сондажното оборудване се развиват повече от всякога. Вниманието е насочено към различни предизвикателства, като увеличаване на интервалите за поддръжка, намаляване на експлоатационните разходи и опазване на околната среда, особено в градските райони. Нови идеи се разработват непрекъснато.
Настоящата статия представя най-новите технологии в сектора, давайки примери от практиката на водещи компании-производителки на сондажно оборудване.

Едно ново име в сферата на производството на оборудване за сондажния сектор Wassara. Производителят идва на пазара с върхови технологии, като разработва технология за сондаж с чиста вода, за която твърди, че е по–икономична от останалите методи, с по-нисък разход на енергия и значително по–слабо въздействие върху околната среда.

Шведската минна компания LKAB създава сондажното оборудване с марка Wassara, след като осъзнава, че ефективността може да бъде повишена с направата на по–дълги и много по–прави сондажни отвори с използването на вода за задвижване на сондажните (DTH) чукове. По-дългите и правилни сондажни отвори осигуряват по–голям добив на желязна руда за един удар, важно условие за намаляване на производствените разходи. В допълнение се подобряват условията на работната площадка с намаляване количеството на маслените изпарения и прах във въздуха, което е дългогодишен проблем. При новата технология се използва вода, вместо въздух едновременно за захранване и смазване на оборудването. С новия метод за сондаж с използване на вода вече е доказано, че се работи с по-голяма точност и на по-голяма дълбочина в рудното тяло. LKAB увеличи дълбочината на сондиране на 56m, срещу 28m преди, като всеки сондаж осигурява осем пъти повече руда. Wassara представя технологията на пазара, като се насочва към области като инженерна геология, язовирно строителство и проучвателни сондажи.

Рехабилитация на язовири
Технологията на Wassara е използвана при изпълнението на проект за рехабилитация на язовира Vojmsjön в Лапландия, Швеция. Рехабилитацията се състои в монтажа на стена от стоманени пилоти, чиято цел е да предотврати изтичане, когато водата достигне високо ниво. Рискът от преуплътняване на земната основа винаги е ключов фактор, когато се изпълнява сондаж с конвенционално DTH оборудване, задвижвано с въздух. Поради тази причина, консултантът Sweco препоръчва сондаж с водна технология. Поръчката за укрепване на дългия 335m бряг, посредством изпълнението на 1680m² стена от стоманени сондажни пилоти с взаимнозаключваща система на максимална дълбочина от 13,5m е възложена на изпълнителя Lemminkäinen. Според Wassara, използването на вода за задвижване на сондажните чукове тип DTH е оптимално, тъй като с този вид технология не може да се получи преуплътняване. Количеството вода, което излиза от чука, е същото, с което е била захранена системата. Минимална загуба на налягане означава, че няма промяна в мощността, независимо на каква дълбочина се изпълнява сондажът. За сравнение, при този метод налягането на водата е 180 бара, а при използване на въздух налягането е 30 бара. Сондажните чукове на Wassara имат капацитет от 3600 удара в минута (60Hz), докато пневматичните чукове могат да правят между 2000 и 2700 удара в минута (35 до 45Hz). Благодарение на сондажните хидро чукове на Wassara става възможно използването на стоманени RD пилоти с взаимнозаключваща система. Решението осигурява много добра защита на язовира. Водно задвижваната система е използвана дори при наличието на големи скални късове и при температури от -20°C.

При изпълнение на сондаж с воднозадвижвано оборудване, за захранване на сондажния чук са необходими около 300 литра вода в минута. За захранване на въздушно задвижван DTH пневматичен чук със същите размери за една минута ще са необходими 24,000 литра въздух (400 литра на всяка секунда), компресирани до 30 бара. При сондиране в градски райони, сградите и останалите конструкции могат да се окажат застрашени при преуплътняване на земната основа. Поради тази причина методът воден сондаж вече се препоръчва в много градски райони и други населени места. Редица опити показват, че отклонението при сондажни отвори, изпълнени със сондажен хидро чук е от порядъка на 1% до 2% за 200 метров сондаж, докато при технологията с използване на въздух отклонението е от 15% до 20%.

Технологии за сух сондаж
В същото време Atlas Copco разработи нова система за напълно сух сондаж, под формата на сондажната стендова машина с три работни стрели - Boomer XE3 C. Системата използва компресиран въздух за предотвратяване на срутвания в сондажния отвор и разполага със смукателен накрайник за елиминиране на запрашаването. Смукателният накрайник насочва праха към филтър и затворен контейнер, с който събраното замърсявне се пренася. Сондажната система е идеална за проекти, при които наличието на вода е оскъдно или не е възможно да бъде използван воден сондаж, поради геоложките условия или атмосферните температури.

По данни на Atlas Copco, навсякъде по света в сондажния сектор с бързи темпове навлизат и се налагат изисквания за оформяне на документацията и последващ контрол. Това подтиква компанията да разработи нов хардуер и софтуер, който да подпомогне увеличаването на производителността и точността. Новата гама сондажни машини на Atlas Copco са оборудвани със система за контрол Rig Control System – нова версия на усъвършенствания фирмен софтуер от вида Underground Manager System. Обновената система за контрол разполага с удобен за използване от потребителите интерфейс, разширен сензорен дисплей – 381mm и е оборудван не с четири, а с два мултифункционални джойстика. Всички функции са обособени в девет менюта с нова структура за по–лесна навигация в системата. Операциите, наред с новия сензорен дисплей, са опростени и времето за обучение на операторите е намалено.

Междувременно, системата Underground Manager е предназначена да изведе дейностите по планиране и оценка на по–високо ниво. Системата може да генерира график за изпълнение на сондажа, позволява пълна триизмерна визуализация на сондажния отвор, интелигентно интерполиране на контурите и разполага с подобрени функции при вписване и отчет. Според Göran Manell, обектов мениджър за сондажни дейности към NCC, новата сондажна машина заедно с подобрената система за контрол Rig Control System предлага много по–добър интерфейс, по–удобен за работа дисплей и намалено време за работа на операторите, в сравнение с предшественика си.

Новата RHS (Rod Handling System) също притежава големи предимства, като осигурява по–плавно протичане на работния процес и много по–безопасна работна среда. С помощта на хидравличната си ходова част и двата захващащи накрайника, RHS позволява да бъдат добавяни нови звена.

Тунелните платформи от вида jumbos на Sandvik предлагат система за контрол на достъпа Access Detection System, която прекъсва сондажния процес при навлизане на хора в работния обхват на машината, както и намалява нуждата от ръчно удължаване на звената. В някои страни строгите правила за безопасност не позволяват работници да извършват дейности на ръка на работните платформи докато се извършват сондажни операции. Това означава, че с машините, оборудвани с RHS, могат да се монтират механизирано прътови звена, докато в същото време сондажът се извършва с друга стрела.

Atlas Copco представи най–новия си продукт – накрайник за сондаж в скала, разработен за новата гама машини Boomer E. Предназначен за работа в условия на твърда скала, COP 4038 е най–бързото и най–мощно приспособление на пазара – с между 20% и 30% по–бързо от най–близкия си конкурент. Машината е с мощност 40kW и се предлага със споразумение за услуги COP Care Pro, с което се цели запазване на сигурността, достъпността и продуктивността. Приспособлението може да изпълнява сондажни отвори с размери 43 до 64mm, като използва високочестотната технология на Atlas Copco заедно с двойно демпферна система за погасяване на рефлексните ударни вълни. Тази технология позволява изключителна бърза работа, без да се увеличава износването на материала на машината.

Нововъведения при сондажните чукове
Rockmore International също обнови продуктовата си DTH линия с представянето на чуковете с модели ROK 600A и 650A. Сондажните чукове са 6 инчови (152mm) и са първите от новата гама A Class, оборудвани с нов дизайн на компонентите. Машините демонстрират по–добро представяне и степен на навлизане при по–малък компресор. Производителят уверява, че по–ефективното използване на компресирания въздух води до намален разход на въздух, което намалява стойността на сондажните работи.

Компанията е посветена на разработването на нови технологични решения при DTH серията сондажни чукове, които целят да повишат производителността и да намалят разходите. Новата продуктова гама A Series включва технологични постижения, които позволяват съвместимост на чуковете с широка гама компресори. Това е постигнато с намаляване разхода на въздух и постоянен стремеж към повишаване на ефективността. Буталото и предпазните му компоненти са препроектирани за увеличаване ефективността на въздушния поток при по–малки въздушни обеми за работния цикъл на чука. Тази модификация води до намаляване разхода на въздух до 26.5m3/мин при 24.1 бара, като позволява използването на по–малки компресори и същевременно увеличава степента на навлизане, повишава продуктивността и цялостното представяне. Новите сондажни DTH чукове 600A и 650A са предназначени за отвори от 155mm до 178mm.

Технологията при тунелните сондажни платформи на Sandvik е под формата на система, наречена DTi, използвана за първи път през 2008 г. Оттогава са добавени функции като безжична интернет връзка (WLAN), дистанционно управление и заключващата система за управление iBolt. Сред последните допълнения е система за управление на достъпа Access Detection System, която спира захранването и ротацията, ако някой навлезе в работния обсег на стрелата, като самите съоръжения се предлагат и с високочестотните сондажни приспособления на Sandvik, предназначени за работа в скала – новата серия RD5. Системата за контрол на достъпа е важна за повишаване на безопасността, състои се от сензори, поставени отстрани на платформите. В случай, че те отчетат движение в опасната зона около стрелите, ротацията и захранването автоматично спират. По този начин се предотвратява навлизането в работния обсег на машината, докато машините са в работен режим, като преди сондажа да може да продължи е необходимо допълнително рестартиране.

Новите високочестотни сондажни приспособления на RD5 разполгат с нископрофилна конструкция и патентован стабилизатор с интелигентна система за контрол, която погасява опасните ударни вълни. Простото устройство на сондажните накрайници, заедно с модулната им конструкция и визуалните индикатори за износване позволяват по–лесна употреба и поддръжка. По данни на Sandvik, звената осигуряват 15% до 20% по–високи нива на навлизане и значително по–дълъг експлоатационен срок, в сравнение с предишната гама HLX5.

Пазар за производители на оригинално оборудване
Според TEI Rock Drills, на пазара за производители на оригинално оборудване в сферата на механизация, предназначена за изпълнение на подземни анкери, от много години има нужда от предлагане на по–къса пробивна машина, както и от пробивна машина за работа при ограничен достъп, като инсталиране на кухотели микропилоти при ремонта на стари сгради и мостове. Пробивните машини за работа в скала от вида Drifter rock drills, се монтират в горната част на захранваща машина, която се придвижва заедно с пробивната машина. Новата TE160 осигурява повече мощност за работа в много по–малък размер от предишния модел. Машината е много къса (420mm) и осигурява висока честота на удара (7,400bpm) с висок въртящ момент (135daNm). Тази комбинация прави TE160 особено подходяща за работа на места с намалена строителна височина или в тесни пространства. Машината е снабдена с вътрешната погасяваща система на фирма TEI Rock Drills, която позволява пълна ударна мощност единствено при пълно включване на стебления адаптер. TE160 се предлага с един или два ротационни мотора и ударна част с мощност 7kW. Независимо дали е монтирана като приспособление към багер на TEI Rock Drill или машина на друг производител, машината запълва празнина, която според компанията е налице при производството на хидравлични пробивни машини.

Друга пробивна машина с малки размери на фирма Minnich Manufacturing е предназначена за приложение при пробивни дейности в бетон в сферата на комуналните услуги. A-1 Utility може да пробива както във вертикално положение, така и хоризонтално и се предлага в две разновидности – моделите A-1-24 UTL и A-1-30 UTL. Първият – A-1-24 UTL има оперативно тегло от 34 кг и може да достига до дълбочина от 177mm, с ширина на отвора 609mm. Другият модел A-1- 30 UTL тежи 46 кг и може да пробива на дълбочина от 254mm с ширина на отвора от 762mm.