Планирование затрат при проведении буровых работ методом ГНБ включает и вопрос выбора подходящего бурового зонда, устанавливаемого в буровой головке — «пионере». Вопрос касается не только требований к обеспечению необходимой глубины бурения, но и требования к энергопотреблению зонда. Комплекта батарей должно хватать на выполнение полного перехода. В данной работе предлагается несколько практических путей для выбора подходящего бурового зонда и увеличения длительности работы от одного комплекта батарей.
Начнем с того, что следует различать энергопотребление зондов в свободном пространстве и при установке в буровой головке — «пионере». На рис. 1 приведены примерные границы потребляемого тока от свежих батарей для наиболее распространенных буровых зондов торговых марок DigiTrak и DitchWitch.
Рис. 1. Потребление тока зондов от новых батареек
Первые три позиции соответствуют зондам для локатора SubSite 750, четвертая и пятая позиции — наиболее массовые зонды для локаторов MARK, шестая позиция — относительно редкий четырехбатарейный вариант зонда DXP, седьмая позиция — двухчастотный зонд только для MARK-V, восьмая и девятая позиции — это одночастотный и двухчастотный зонды для ECLIPSE. Границы тока потребления обусловлены построением электронных блоков зондов и определены на основе измерений тока почти у двухсот зондов в процессе восстановительного ремонта.
Широко распространенные зонды DT и DX («желтые» и «красные») для локаторов MARK имеют более восьми вариантов построения электронного блока, которые различаются, в том числе и по току потребления. На рисунке 1 для этих зондов приведены границы потребления в зависимости от вида маркировки (номера) на батарейном отсеке. Это или четырехзначный номер (также может быть буква «А» перед номером), или семизначный номер (относится к «промежуточному варианту» на рисунке 1), или шестизначный номер. Шестизначным номером обозначаются также зонды для MARK-V и ECLIPSE. К сожалению, нет достаточной статистики по зондам D4XP — всего два экземпляра были подвергнуты восстановительному ремонту. Прогнозируемая зона тока потребления для них, отмеченная на рисунке 1, основана на пересчете потребления для зондов DT и DX — снижение примерно в 1,5...1,7 раза. Зелеными прямоугольниками на рисунке 1 отмечены границы тока потребления зондов, прошедших восстановительный ремонт с модернизацией антенного блока.
Несмотря на высокие потребительские качества по своим возможностям, неприглядную картину представляют собой токи потребления зондов для ECLIPSE — это результат недостаточно продуманного построения электронного блока.
Пользователи — буровые мастера — сами могут сделать выбор в пользу того или иного зонда, пользуясь приведенным выше рисунком.
Отсек в «пионере», где устанавливается буровой зонд, в процессе работы подвергается мощнейшим переменным нагрузкам. Естественно, что он выполняется, в большинстве случаев, из инструментальной стали с термообработкой. Также несомненно, что зонд, помещенный в отсек, потребляет больше энергии из-за взаимодействия антенны с материалом «пионера», который является ферромагнетиком с дополнительными потерями на перемагничивание. Необходимая энергия на перемагничивание забирается у антенны, что и влияет на ток потребления. Особенно это заметно у резонансных антенн, которые используются в зондах под торговой маркой DitchWitch (86B, 86BH, 86BG) и в меньшей степени проявляется в не резонансных антеннах зондов для локаторов MARK и ECLIPSE.
Тем не менее, есть несколько правил, позволяющих снизить влияние «пионера» на параметры бурового зонда по энергопотреблению
Длина антенны для зондов DitchWitch равна 177 мм, для зондов DigiTrak, в зависимости от типа, длина антенны находится в пределах 102... 141 мм. В зондах DigiTrak один из концов антенны находится приблизительно в 35 мм от границы батарейного отсека, для зондов DitchWitch характерно симметричное расположение антенны относительно пластмассового корпуса.
Рис. 2. Отсек в пионере
Кроме повышенного энергопотребления, которое может увеличиваться в 2-3 раза по сравнению со «свободным» расположением зонда, уменьшение размера «D» чревато еще одной неприятностью. «Фирменная» буровая головка с открытыми продольными щелями работает как торсион при передаче усилия вращения и из-за продольных щелей происходит ее скручивание с уменьшением диаметра посадочного места под зонд. На рисунке 3 приведена схема явления и возможная форма «пионера» при приложении усилия вращения.
Рис. 3. Вохможная форма пионера при вращение
В итоге на корпусе зонда видны следы сжатия, что может привести к разрушению элементов электронного блока, в том числе и антенны. Это достаточно распространенная причина отказов при использовании «фирменной» буровой головки («пионера») с открытыми продольными щелями. Для надежной работы следует заполнить щели изоляционным абразивостойким материалом, типа стеклотекстолита, хорошо работающим на сжатие, использовать отверстие для зонда увеличенного диаметра. Центрировать при этом зонд в отверстии или штатными средствами (утолщения на концах зонда), или двумя резиновыми кольцами (можно подмотками из изоляционной ленты), расположенными на расстоянии 50-60 мм от концов зонда. Третья подмотка из изоленты посередине не допускается.
Борьба с множеством факторов, влияющих на энергопотребление зондов и, как следствие, на продолжительность непрерывной работы от одного комплекта батарей, может быть сведена к нескольким решениям. Во-первых, необходима ревизия конструкции используемой буровой головки («пионера»), во-вторых, наличие нескольких буровых зондов, отличающихся мощностью и, соответственно, током потребления дает свободу выбора в зависимости от типа трассы, глубины ее залегания. И наконец, существует ряд конструкционных решений для буровых зондов, дающих возможность увеличить количество одновременно используемых батарей питания в комплекте и, естественно, длительность непрерывной работы. Последнее следует делать с осторожностью, так как не всякий электронный блок зонда выдержит повышенное напряжение питания. Опыт такой модернизации есть в ООО «Подзембурстрой», Челябинск
Вместе с тем, можно смело утверждать, что вполне реально создать зонд, аналогичный по мощности сигнала, например, зонду DX, но с током потребления 20-25 мА, что более чем в два раза увеличит продолжительность непрерывной работы. В частности, в результате модернизации зондов DT и DX, проводимой в процессе восстановительного ремонта, стабильно получаются токи потребления 35-50 мА при уровне сигнала 620-630 единиц на расстоянии 3,05 м (калибровка). Такой восстановленный зонд является улучшенным аналогом зонда DX по току потребления и одновременно улучшенным вариантом зонда DT по мощности сигнала. Условно такой зонд называется «Малопотребляющий DX».
Материал можно копировать и использовать на своих сайтах.
Обязательно указывайте активную ссылку на страницу источник с нашего сайта.