Уравнение траектории коррекции движения головки в грунте и его экспериментальная проверка

Abstract

RU: Статический прокол грунта рабочим органом с конусным наконечником является наиболее эффективным для разработки горизонтальной скважины при бестраншейной прокладке распределительных коммуникаций. Одним M3 существенных недостатков метода является высокая вероятность отклонения головки от проектной траектории. Причиной этого может быть разная плотность грунта по высоте, каменистые включения, не точное позиционирование рабочего органа в начальной стадии процесса. Этот недостаток существенно сокращает сферу применения метода прокола на коротких дистанциях в пределах 15...20 м. Увеличить эту дистанцию возможно путём оперативной коррекции траектории движения рабочего органа в грунте. В работе раскрывается возможность управления траекторией движения рабочего органа с помощью адаптации формы его наконечника и определяются условия коррекции движения при непрерывности процесса прокола грунта. В случае отклонения движения рабочего органа от заданной траектории ‚ традиционная конусная форма наконечника сменяется на ассиметричную, на которую действует поперечная сила от реакции грунта. С учётом этих обстоятельств можно управлять траекторией движения головки при создании скважины. В роботе предлагается вывод уравнения траектории коррекции движения головки в грунте при его статическом проколе с учётом типа грунта и угла скоса наконечника. Установлено и экспериментально подтверждено, что максимальное отклонение достигается при меньших углах наклона площадки, а наименьшая величина отклонения происходит в глине. Tak, при длине дистанции прокола 10 м для угла наклона 25° B супеси головка отклонится на 40 мм, а в глине на 20 мм. В тоже время при угле 55° отклонение головки в тех же условиях составило 14 и 13 мм соответственно. При угле 70° влияние скоса лобовой поверхности наконечника на процесс теряется. Расхождение между экспериментальными данными и теоретическими значениями не превышает 15%, что можно считать достаточной величиной для практического применения при управлении процессом траектории прокола грунта.

UK: Статистичний прокол грунту робочим органом 3 конусним наконечником єнайбільш ефективним для розробки горизонтальної свердловини при безтраншейного прокладання розподільних комунікацій. Одним 3 суттевих недоліків методу є висока в1рогідність в1дхилення головки від проектной траскторй. Причиною цього може бути різна щільність TPYHTY, кам’ян!ст! включення та неточне позиціювання робочого органу на початково? стадії процесу. Цей Hemonik суттево скорочуе сферу використання методу проколу в межах 15...20 м. Збльшити цю дистанцію можливе шляхом оперативной корекцй TpackTopii руху робочого органу грунт!. В робот! розкриваеться можлив!сть керування рухом робочого органу за допомогою. даптації форми Його наконечника з конусной на асиметричну. 3 урахуванням цих обставин можливо управляти трасктор!ею руху головки при створенн! свердловини. В робот! запропоновано отримання р1вняння траскторй при корекцй руху головки B грунт! при його статичному прокол! 3 урахуванням типу грунту та куту скосу наконечника. Встановлено та експериментально підтверджено, що максимальне в1дхилення досягасться при менших кутах нахилу площини, @ найменша величина відхилення в!дбуваеться в глин!. Так, при довжин! дистанцй проколу 10 M для куту нахилу 25° B супес! головка відхилиться на 40 мм, а в глині на 20 мм. В той же час при куті 55° відхилення головки в цих же умовах склало 14 и 13 мм відповідно. При kyTi 70° вплив скосу лобової поверхні наконечника на процес втрачається. Розходження між експериментальними даними та теоретичними значеннями не перевищує 15%, mo можна рахувати He значною величиною, яка не заважитиме їх використання при практичному керування траєкторії проколу грунту.

EN: Abstract. — айс puncture the soil working body with conical tip is Ше most effective for the development of horizontal wells in trenchless laying of distribution оЁ communications. One оё the most effective methods ог the formation of horizontal wells for trenchless laying of underground utilities 15 the puncture of the soil with a cone-cylindrical tip. One of the major drawbacks of the method is the high probability of its deviation from the project trajectory. The reason for this may be different soil density in height, stony inclusions, not accurate positioning оё Ше working body in the initial stage of Ше process. This disadvantage significantly reduces the scope of application of the puncture method at short distances within 15 ... 20 m. It is possible to increase this distance by promptly correcting е trajectory of the working body in the ground. The paper reveals the possibility of controlling the trajectory оЁ the working body movement by adapting the shape of й$ tip, апа determines the conditions for motion correction when the soil puncture process is continuous. The originality of фе solution includes the following. In case of deviation of фе working body movement from a given trajectory, the traditional conical shape of Ше tip is replaced by ап asymmetrical one, which 15 acted upon by the transverse force from the soil reaction. Given these circumstances, you can control е trajectory оё the well in the ргосез оЁ its formation. In the proposed finding equations of the trajectory correction Movement heads in the soil when it is static puncture with taking into account the type оё soil and the angle bevel tip. Determined and experimentally confirmed that the maximum deviation is achieved at lower angles and minimum deflection occurs in clay. So, when the length of the distance 10 т for puncture angle 25° in sandy оат head swing at 40 mm, and 20 тт оп the clay. At the same time аг an angle of 55° deflection head in the same circumstances amounted to 14 ап 13 mm, respectively. At an angle of 70° bevel effect to the frontal process is lost. The discrepancy between е experimental data and theoretical values does not exceed 15%, which can be considered а5 the basis for practical use in controlling the process of the soil puncture path.