Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ ПРИ ВРАЩЕНИИ И ‘РАСХАЖИВАНИИ ОБСАДНЫХ ТРУБ (В РЫХЛЫХ ПОРОДАХ)

На основе результатов, полученных в разделах 4.4 и 5.11, можно! определить мощность, необходимую для привода механизма рас-[ хаживания и вращения при погружении труб.

Мгновенная потребляемая мощность при расхаживании труб будет | определяться выражением

(8.31)

где Dr—наружный диаметр труб; FTp—суммарная сила трения по} боковой поверхности труб; Q—вес труб, или общая осевая нагрузка;] со—мгновенная угловая скорость поворота труб.

Подставив выражение (5.92), определяющее о, в (8.31), получим!

jFr~-Q2 2пп а0 cos 2лnt.

Проинтегрировав выражение (8.32) в пределах от 0 до Т/4 (где Т—период) и разделив полученный результат на четверть периода, определим среднюю мощность

N* = 2FTP/; a 0DT cos р,

где р—угол, составленный полным вектором скорости точки на наружной поверхности трубы и вектором горизонтальной (окружной) составляющей скорости,

P = arcsin(e/FTp).

Если погружение труб производится методом вращения, то потребляемую мощность можно вычислить с помощью формулы

NBP=FTpnDTnBcos$, (8.35)

где п — частота вращения труб, об/с.

Приведенные выше формулы позволяют устанавливать расчетным путем все необходимые параметры процесса погружения труб.

По величине выхода колонны (интервалу контакта колонны с грунтом), диаметру труб, требуемой конечной скорости погружения можно рассчитать необходимую мощность двигателя. Если мощность двигателя задана, можно вычислять скорость погружения труб, параметры расхаживания и т. д.

Пример. Предположим, на буровом станке установлен двигатель мощ­ностью 35 кВт. Определить среднюю скорость погружения колонны труб диаметром 0,273 м, длиной 20 м в песчаный водонасыщенный грунт с углом внутреннего трения <р = 35 , объемным весом 20 000 И м 3. Коэффициент трения стали о грунт принять равным 0,25, наличием муфт пренебречь.

Вес 1 м труб составляет 586 Н. Определяем число крутильных колебаний инструмента при амплитудном значении угла поворота а0=15 (0.262 рад).

■I одну сторону (во избежание развинчивания труб); КПД механизмов принять Иуавным 0,7.

t Определяем силу трения по боковой поверхности труб по формуле (5.88)

tc учетом (4.29) FTp — 231 449 Н. Если принять, что погружение труб вообще

[отсутствует, cos р = 1, тогда

я=Л’*г)/2/’‘,рао£>,. (8.36)

I* Средняя скорость погружения труб может быть рассчитана по формуле

и* = TV*Ql{F, p — Q2) — 0,028 м-с_1 = 17 см-мин-1. (8.37)

Наконец, усилие, которое необходимо приложить к рычагу длиной 1,5 м,

будет составлять

%=C„DT/(2 1,5). (8.38)

Представленные выше расчеты показывают, что существующие буровые установки, оснащенные механизмами расхаживания, могут обеспечить погружение труб в песчаные грунты с выходами колонн не более 15—40 м; (в зависимости от диаметра труб и проходимых грунтов).

Комментарии запрещены.