автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Обоснование параметров и создание технических средств для гарантированного удаления грунтового керна из скважины

На правах рукописи

003457479

Кондратенко Андрей Сергеевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И СОЗДАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ГАРАНТИРОВАННОГО УДАЛЕНИЯ ГРУНТОВОГО КЕРНА ИЗ СКВАЖИНЫ

Специальность 05.05.04 - "Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕН 2008

Новосибирск - 2008

003457479

Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Смоляницкий Борис Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гилета Владимир Павлович

кандидат технических наук, доцент Гольчанский Михаил Алексеевич

Ведущее предприятие: Новосибирский государственный архи-

тектурно-строительный университет (Сибсгрин)

Защита состоится 29 декабря 2008 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета ВАК РФ Д 212.250.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» по адресу: 644080, Россия, г. Омск, проспект Мира, 5, зал заседаний.

Телефон для справок: (3812) 65-01-45, факс (3812) 65-03-23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)».

Автореферат разослан 27 ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор В Н. Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Общеизвестно, что бестраншейный (закрытый) метод сооружения подземных инженерных коммуникаций является наиболее прогрессивным и экологичным. При прокладке коммуникаций под транспортным магистралями, особенно на небольшой глубине заложения, практически безальтернативным является метод , основанный на погружении в грунт трубы с открытым передним торцом, поскольку он в наибольшей степени исключает возможность вспучивания или просадки дорожного полотна. Важной завершающей операцией в этой технологии является удаление из трубы грунтового керна. Производительность очистки трубы от грунта в значительной мере определяет эффективность данной технологии в целом. Применяемые способы очистки имеют недостатки, существенно ограничивающие производительность. Поэтому изыскание и развитие прогрессивных способов удаления керна является актуальным.

Цель работы. Определить влияние основных параметров системы «труба с керном в грунтовом массиве» на производительность нового способа удаления керна, основанного на одновременном статическом воздействии на керн и виброударном воздействии на трубу, оценить производительность такого комбинированного способа и разработать обоснованные рекомендации но его практическому применению.

Объект исследования:_система «труба с керном в грунтовом массиве» в условиях виброударного воздействия на трубу и одновременного противоположно направленного статического давления на керн.

Предмет исследования:, закономерности, определяющие влияние основных параметров исследуемой системы на производительность процесса очистки, оцениваемую по скорости продвижения керна в трубе.

Задачи исследований:

1. Разработать экспериментальный стенд, позволяющий достаточно полно воспроизвести реальную систему «труба с керном в грунтовом массиве».

2. На физической модели исследовать процесс удаления керна при комбинированном воздействии и оценить степень влияния основных параметров исследуемой системы на интенсивность процесса очистки.

3. Разработать расчетную модель, позволяющую определить производительность процесса очистки при заданных условиях ведения работ.

4. Выработать практические рекомендации, направленные на повышение эффективности очистки трубы от фунтового керна.

Методы исследовании: стендовые эксперименты на физической модели, анализ результатов, расчеты с использованием построенной математической модели, полевые испытания комбинированного способа очистки.

Основные научные положения, защищаемые автором: 1. Основными параметрами, определяющими интенсивность процесса очистки, являются влажность грунтового керна и энергия ударов пнев-

момолота, причем относительное влияние первого фактора в 3 раза более существенно, чем второго.

2. В основной фазе процесса очистки трубы выход грунтового керна, т.е. его видимое перемещение относительно трубы, имеет равноускоренный характер. Завершающая фаза процесса характеризуется резким возрастанием скорости керна, происходит выброс его оставшейся в трубе части керна, длина которой зависит от исходных значений основных параметров системы и продолжительности комбинированного воздействия на систему «труба с керном в грунтовом массиве».

3. Совместное воздействие ударной нагрузки на трубу и напорного давления на керн может приводить к постепенному перераспределению влаги в поперечном сечении керна с увеличением влажности пристеночного слоя, что влечет за собой соответствующее уменьшение коэффициента трения в паре «труба - керн». Учитывающая этот фактор расчетная модель, построенная с использованием уравнений динамики твердого тела, обеспечивает достаточное для практики соответствие расчетных и экспериментальных данных.

Достоверность научных результатов. Достоверность научных положений подтверждена необходимым объемом экспериментальных исследований на физической модели, сопоставимостью полученных результатов с данными испытаний в производственных условиях.

Новизиа научных положений:

1. Впервые получены данные об основных фазах процесса выхода грунтового керна при комбинированном способе очистки трубы, забитой без промежуточных очисток с выходом переднего торца в приемный приямок.

2. Получены результаты, позволяющие дать сравнительную оценку чувствительности процесса выхода керна к изменению основных параметров исследуемой системы.

3. Построена расчетная модель, позволяющая оценить производительность процесса очистки комбинированным способом.

Личный вклад автора заключается: в разработке технологической схемы очистки скважин комбинированным способом и проектировании функциональных узлов комплекта оборудования; в постановке и проведении стендовых экспериментов по исследованию процессов, протекающих в системе во время очистки; в обработке экспериментальных данных и их интерпретации; в разработке алгоритма расчета производительности процесса удаления грунтового керна из трубы комбинированным способом.

Практическая ценность. Обоснована рациональная технологическая схема выполнения операции удаления керна комбинированным способом. Разработана методика расчета производительности процесса очистки трубы. Доказана перспективность комбинированного способа удаления керна,

как наиболее производительного и экономичного, особенно для достаточно протяженных (>20м) переходов, пройденных на всю длину.

Реализация работы в промышленности. Комбинированный способ удаления фунтового керна принят к применению и освоен на объектах ЗАО «Монтажстройэлектро» (г. Новосибирск) для очистки труб диаметром 273мм с использованием пневмомолота «Тайфун -70».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на международных конференциях «Проблемы механики современных машин», (г. Улан-Удэ, 2006), «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (г. Новосибирск, 2006); «Неделя горняка-2007», (г. Москва, 2007); «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2008); «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (г. Новосибирск, 2008), обсуждались и получили одобрение на семинарах лаборатории «Механизации горных работ» ИГД СО РАМ.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах.

Объем н структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Содержит 114 страниц машинописного текста, включая 52 рисунка, 6 таблиц и список литературы из 101 наименования.

Автор выражает искреннюю признательность за помощь в работе к.т.н. Анатолию Михайловичу Петрееву. Автор также благодарен сотрудникам ИГД СО РАН к.т.н. В. В. Червову, вед. инж. В. В. Трубицину, к.т.н. И.В. Тшценко и И. Э. Веберу за полезные советы и обсуждение на стадии проведения экспериментов; и практическую помощь по созданию экспериментального оборудования, а также всем сотрудникам лаборатории «Механизации горных работ» за оказанную всестороннюю поддержку.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен обзор основных методов образования приповерхностных скважин для прокладки подземных коммуникаций. Показано, что при бестраншейной прокладке коммуникаций особые требования предъявляются пересечениям с железнодорожными и автомобильными магистралями. Здесь должна быть полностью исключена возможность просадки или вспучивания грунта. В этом отношении наибольшую гарантию обеспечивает метод, основанный на забивании стальной трубы - кожуха с открытым передним торцом. Наряду с процессом непосредственно забивания трубы ключевой операцией в этой технологии является очистка забитой трубы от грунтового керна. Вопросы удаления грунтового керна рассматривались в работах Н.Я. Кершенбаума, В. И. Минаева, В.А. Григо-ращенко, А.Л. Исакова, В.П. Гилеты, Д.С. Воронцова, И.В. Тищенко и др.

В работе выполнен анализ основных способов очистки трубы от керна, рассмотрены их достоинства и недостатки. Определены условия, в ко-

6*г>пп< Тъул керн

(лысине ' .--г-—-I-' ■ у , "эрше. 4

о/'П I ; / ;

торых наиболее эффективен тот или иной способ. Показано, что существующие технологии удаления керна не в полной мере соответствуют достигнутым возможностям, которые обеспечивают современные средства для забивки кожуха. Циклическое удаление керна эффективно для переходов дойной до 20-25 м. При большей длине начинает существенно сказываться органический недостаток любого циклического процесса - наличие холостого хода. Технология гидроразмыва связана с обводнением рабочих приямков, что далеко не всегда приемлемо. Бурение со шнековым транспортером связано с применением громоздких и энергоемких механизмов, которые подвержены интенсивному износу. Недостатком способа статического выдавливания керна является ненадежность очистки с увеличением длины трубы, поскольку увеличивается суммарная сила трения «труба -керн». При увеличении давления на поршень вследствие бокового распора фунта образуется грунтовая пробка. Способ вибротранспортироБания основан на перемещении керна при действии на трубу ударной или вибрационной нагрузки. Как показывают исследования, в чистом виде этот процесс малопроизводителен, весьма неустойчив и не обеспечивает полную очистку трубы.

В ИГД СО РАН предложен новый способ удаления грунтового керна (рис.1), который основан на комбинации

п , _ , , двух воздействий: со

Рис. 1 - Очистка внутренней полости трубы комбинированным способом. стороны переднего

торца трубы на грунтовый керн воздействует статическая выталкивающая сила Ё, создаваемая давлением воздуха на поршень; со стороны другого торца на трубу осуществляют виброударное воздействие пневмомолотом, с помощью которого была забита труба.

Общеизвестно, что применение вибрации позволяет ускорить многие технологические процессы. В данном случае можно ожидать, что дополнение статического выдавливания керна виброударным воздействием на трубу повысит интенсивность и управляемость выхода керна. При этом не потребуется дополнительного энергопотребляющего оборудования, достигается непрерывность процесса, исключается обводнение приямков. Однако, неизвестно, в какой мере и при каких условиях эти потенциальные возможности могут быть реализованы на практике.

Для оценки условий успешного практического применения комбинированного способа была проведена серия экспериментов, направленных на определение влияния основных параметров системы на производительность процесса.

Г -

Вторая глава посвящена вопросам проектирования физической модели и определению условий проведения экспериментальных исследований. Постановка опытов осуществлялась в лабораторных условиях с применением методов физического моделирования. Экспериментальный стенд (рис. 2) представляет собой модель реального объекта, основой которого является грунтовый блок 4x1,5x1,5м. Энергетические параметры пневмо-молота и геометрические параметры трубы приняты из условия, что

удельная энергия ударов Е (энергия, приходящаяся на единицу массы забиваемой трубы) находится в диапазоне, соответствующем реальным технологиям с применением существующих пневмомолотов. При этом учитывалось, что нижняя граница диапазона удельных энергий соответствует наиболее тяжелым условиям работы системы. Главные элементы стенда и его основные параметры представлены на рисунке 2.

™*А! ЮГОЖР

Рис.2 - Экспериментальный стенд

Основой стендового грунта являлась естественная супесь, имеющая следующие характеристики: влажность - 5,6%, плотность 1770 кг/м3, число ударов плотномера ДорНИИ - 5. В качестве источника ударного воздействия использовался пневмомолот с массой ударника 1,1 кг и частотой ударов 10 Гц. Статическая нагрузка на грунтовый керн обеспечивалась, подачей в напорную камеру сжатого воздуха, создающего давление через поршень на керн. Для осуществления процесса комбинированной очистки

должно быть предусмотрено ог-огрттчнтт. р раничение перемещения трубы Уп „ вперед под ударами пневмомоло-__! Та. Общая схема ограничения изо" '' ~ бражена на рисунке 3. Подпор Рис. 3 - Общая схема ограничения трубы обеспечивается СИЛОЙ ,

которая способна преодолеть силу трения Рг и вернуть трубу после удара в исходное положение с посадкой на жесткий ограничитель. В частном случае, когда сила Р„ создается упругим элементом, возможна работа без жесткого ограничителя с остановкой обратного движения трубы силой трения. При создании стенда реализована общая схема ограничения.

На стенде исследовалось влияние на выход керна следующих параметров: влажности керна, энергии удара пневмомолота, давления в напорной и подпорной камерах. Влажность грунтового керна изменялась в диапазоне 11 - 20%. Изменение энергии удара в диапазоне 4,1...6,9 Дж осуществлялось регулированием давления сжатого воздуха, подаваемого на пневмомолот. Давление в напорной и подпорной камерах изменялось от 0,2 до 0,6 МПа с помощью редукторов.

Ход процесса очистки фиксировался по продвижению напорного поршня. Регистрировалось время прохождения равных отрезков пути (100мм) с момента включения пневмомолота и напорного давления до полного выхода керна. Каждый полный цикл очистки повторялся при одинаковых условиях не менее 3-х раз. По средним для каждого отрезка значениям времени строился график выхода керна при заданных условиях эксперимента.

В третьей главе приведен анализ экспериментальных данных. На рисунке 3 представлены экспериментальные графики выхода керна. Здесь же приведены значения параметров, отражающих условия соответствующего эксперимента.

В результате проведенных опытов установлено, что с момента подачи давления в напорную камеру и в пневмомолот выход керна происходит с переменной скоростью и имеет три явно выраженные фазы. Границы фаз отмечены на рисунке 3 знаком «О».

I в =04 МПа р - 0 6 \Ша Г Р

1 ' 1 1

!

.У - ' 1 .л*^

г*

1 к - 5%

! > - 6 Ч Лж --!— 1 - 4 м -и .. 1 .....

р- 0 2 МПа

О 5 10 15 2и ->ч

Время, мим

Рис. 4 - Экспериментальные кривые перемещения выдавливающего поршня при различных значениях' а — влажности; б — энергии ударов; в — напорного давления; £ — исходная длина керна в трубе, м

Особенности процесса очистки, характерные для начальной фазы, проявляются на участке перемещения грунтового кериа в пределах 0,]-0,9м в зависимости от значений параметров системы. После подачи сжатого воздуха в пневмомолот и на напорный поршень, последний начинает прессовать грунт в трубе и перемещаться в направлении разгрузочного окна. После нескольких минут комбинированного воздействия из разгрузочного окна начинается медленный, неустойчивый выход керна. Зрительно скорость движения поршня еще некоторое время остается выше скорости выхода керна. Окончанием начальной фазы является начало устойчивого выхода керна из разгрузочного окна.

Основная фаза наиболее продолжительна и составляла около 70% от общего времени процесса очистки. В этой фазе наиболее четко отражалось влияние основных параметров системы. На рисунке 4 представлены экспериментальные графики «перемещение - время» для основной фазы очистки при различных условиях проведения эксперимента. Графики хорошо

аппроксимируется полиномом второй степени (рис.5): ^(0 = А-12 ± В -I. Это означает, что внешне наблюдается псевдоравноускоренное транспортирование керна при убывающей массе и постоянном ускорении. Такое движение является лишь видимым результатом быстротекущих процессов, перемещений и остановок элементов трубы и керна, происходящих в малых интервалах времени от очередного удара по трубе до следующего удара. Вместе с тем именно этот видимый результат представляет практический интерес.

зоо-

0 ю 2" 30 40 50 60 70

Время, мин

Рис. 5 - Аппроксимации экспериментальных графиков в основной фазе

В исследованной области увеличение любого из варьируемых параметров IV, Е, р приводит к росту ускорения а* (рис. 6). Однако степень влияния каждого из них существенно различна. Если в качестве условного показателя степени влияния у/ принять отношение относительного приращения ускорения Да* = соответствующему относительному

приращению изменяемого параметра, то по результатам экспериментов имеем угр =0.32, ц/, =43, ц/„ =150, т. е. изменение влажности керна влияет

на основную фазу очистки многократно больше, чем изменение любого другого параметра. Следует отметить, что в области р > 0.4 МПа (кривая а*(р)) эффективность повышения р резко сходит на

0.3 04 0.5 Напорное давление р, МПа

Рис. 6 - Влияние основных параметров системы на ускорение а« усредненного движения керна в основной фазе процесса

Завершающая фаза характеризуется резким возрастанием скорости керна. Фактически происходит выброс его оставшейся части /*. На рисунке 4 - это вертикальные участки графиков. Физически, начало завершающей фазы и длина /* соответствуют моменту, когда сумма сил сопротивления передвижению становится меньше напорной силы. Результаты экспериментов показывают, что остаточная длина 1* возрастает при увеличении начальной влажности керна, энергии ударов и напорного давления.

Кроме этого, в рамках проведенных экспериментов установлено, что:

-увеличение силы поджатия упора к переднему торцу обсадной трубы выше 1 кН не влечет за собой значительного изменения времени ее отчистки;

- область значений параметров, за пределами которых уже невозможна реализация комбинированного метода, ограничена удельной энергией ударов 0,12 Дж, напорным давлением 0,1 МПа и влажностью 10% . При достижении любым из параметров своего граничного значения разгрузка трубы не наблюдается;

- выход керна происходит только при одновременном статическом давлении на керн и виброударном воздействии на трубу, отключение любого из них приводит к остановке керна.

В четвертой главе предложена расчетная модель процесса комбинированной очистки. Очевидно, что специфика процессов происходящих при

комбинированной очистке, связана в первую очередь с наличием ударных воздействий. Учитывая прикладной характер исследований на первом этапе целесообразно ограничится упрощенной схемой, построенной на том, что энергия продольной волны сжатия, создаваемой в трубе при каждом ударе ударника, трансформируется в кинетическую энергию К поступательного движения центра масс трубы и внутреннюю энергию Н упругих колебаний, распространяющихся по ее стенкам. При достаточно длинной (но сравнению с ударником) трубе имеем:

2 '■ J=\Fm' (l) о о

где F(t) — сила, действующая в начальном сечении трубы за время удара ty\J— импульс силы F(t); Ет — модуль упругости; с — скорость распространения волны; S — площадь поперечного сечения стенок трубы; т — масса трубы. Поскольку длительность удара мала по сравнению с длительностью следующих за ним процессов перемещения трубы и керна, то в качестве исходной картины можно принять, что после каждого удара мы

имеем дело с двигающейся с начальной скоростью У0 = л/2 К/т вибрирующей трубой, на которую воздействуют силы трения со стороны грунта и керна, сила отдачи пневмомолота, а также сила подпора. При этом важно, что вибрация способна существенно уменьшить сопротивление, создаваемое трением. Поэтому фактор вибровозбужденности поступательно движущейся трубы должен быть учтен корректировкой действующего значения коэффициента трения «труба - керн» на основе полученных экспериментальных данных. Такую возможность предоставляет информация о длинах Г выбрасываемой части керна. При выполнении экспериментов формирование керна в трубе осуществлялось последовательным уплотнением заправляемых в трубу порций грунта. Равномерное послойное уплотнение дает основание считать, что до включения выдавливающей силы F давление на стенки трубы по всей ее длине было практически одинаковым, равным pt. После включения силы F давление на переднем торце керна имеет значение р и на некоторой длине Г плавно снижается до рк. Спад давления от р до рк обусловлен трением грунта о стенки трубы. Общая эпюра распределения давления керна на стенки трубы в этом случае имеет вид, представленный на рис. 7. Здесь:

p.(x) = pe ' , /,>*>/,-/*, (2)

где fj — коэффициент трения в паре "труба-керн"; (/-диаметр обсадной трубы; х — координата сжатого силой F слоя керна; Г — участок, на котором силы трения керна о стенки трубы уравновешивают выдавливающую силу F.

По мере выхода керна его длина /, сокращается и участок Г постепенно приближается к выпускному окну. Переход от основной к заключительной фазе происходит в момент, когда сила трения, удерживающая в трубе оставшийся "хвост" керна, становится меньше выдавливающей силы /•', т. е. когда 1„ < /'. Учитывая это условие, из (2) получаем выражение для вычисления действующего в момент выброса коэффициента трения:

Ш

-у-

-7777~~777?--7777-7777-

т

Ограничитель

Рис. 7 - Расчетная схема системы "ударная машина-труба в грунте-керн"

Расчетная схема, соответствующая изложенному подходу, представлена на рис. 7. Соответствующая ей система основных уравнений, описывающая процесс между очередными ударами имеет вид:

л

= -F-Fr,

dx, п. —г dl

'F + FIK+fm+F„+Fr

Fn =2xr,fi

sign

dt ~ dt

F = pi;, Fn = p„sn

dx. ,, dx, при , = 0. -^-0.

Здесь Р'т — сила отдачи пневмоударной машины; — сила, выталкивающая керн из трубы; — сила подпора трубы к жесткому упору; Р1 — сила трения трубы о грунт; РТК — сила трения, действующая между керном и трубой; т,, т1 — массы трубы и керна, которые находятся под действием внешних сил; р„ ,р, р„ — магистральное, выдавливающее и подпорное давления и .?„, , 5(1Л, 5,, — площади обратного и рабочего ходов ударника,

внутреннего сечения трубы и глухого фланца; /,,г — время обратного хода ударника; //, — коэффициент трения между наружной поверхностью трубы и грунтовым массивом; г, — радиус обсадной трубы; р — плотность грунга; /, — длина керна, оставшаяся в трубе; рх — давление фунтового массива на трубу; I — длина обсадной трубы; У10 — начальная скорость движения трубы.

В реальной системе после каждого удара из трубы удаляется часть керна, т. е. его длина /, и масса т^ являются величинами переменными. Кроме того, используемые в реальных условиях пневмомолоты имеют достаточно низкую частоту ударов и к началу каждого цикла все элементы системы "труба в грунте-керн" имеют нулевую скорость. Поэтому решение ищется для серии последовательных циклов. Соответственно масса керна т, в каждом /-м цикле определяется с учетом результатов, полученных на предшествующем цикле, т. е.

т, =т,_, - 4,.,/Тл,2/?, (5)

где и Д,_, — соответственно масса и перемещение керна на предыдущем цикле.

Аналогичная ситуация и с силой трения поскольку она также зависит от длины керна.

Процесс очистки трубы складывается из суммирования продвижений керна относительно трубы за каждый удар иневмомолота. Нарастание этой суммы от удара к удару формирует общую картину протекания основной фазы. С помощью составленной в пространстве МаЛСАО расчетной программы смоделирована основная фаза процесса выхода керна для условий, идентичных условиям эксперимента. Действующий коэффициент трения определялся на основе полученных экспериментальных данных. При этом опробовано два подхода: в первом коэффициент трения в паре "труба-керн" вычислялся по длине /* выбрасываемой части = /;„), во втором коэффициент трения в паре "труба-керн" подбирался таким образом, чтобы экспериментальные и расчетные кривые соответствовали друг дру1у на начальной стадии основной фазы процесса (ц - ¡л0). Результаты расчетов показаны на рис. 8.

Видно, что, несмотря на заложенное в модель дискретное уменьшение массы керна и, соот-

Рис. 8 - Расчетные графики выхода керна при различных значениях ц

ветственно, уменьшение силы сопротивления его перемещению, наклон расчетных графиков, т. е. скорость выхода керна, остается практически постоянной, тогда как крутизна экспериментального графика по мере очистки нарастает. Ясно, что в таком виде модель не учитывает какой-то существенный фактор, действующий в реальной системе.

Из проведенного в третьей главе анализа экспериментальных данных видно, что наиболее существенным фактором, от которого зависит скорость выхода керна, является влажность фунта. Очевидно, что это связано с воздействием влажности на коэффициент трения в паре "труба-керн". В этой связи естественно предположить, что в процессе транспортирования керна в условиях постоянного подцавливания его силой /■' и виброударного воздействия на ограничивающую керн трубу в керне может происходить постепенное перераспределение влаги и увеличение влажности в пристеночном слое. В пользу этого свидетельствовала увлажненность поверхности трубы, наблюдавшаяся после выхода керна. Кроме того, следует обратить внимание, что длина Г "хвоста" керна, выбрасываемого из трубы в заключительной фазе, зависит от длительности комбинированного воздействия на систему "труба-керн". Это следует из экспериментальных фафи-ков на рис. 4, где квадратами выделены заключительные фазы двух экспериментов, условия которых отличаются только исходной длиной керна I. Во всем остальном полная идентичность. На кривой рис. 46, отмеченной квадратом, при £ = 4 м имеем Г = 1.5 ми время воздействия до выброса 13.6 мин. На аналогичной, кривой рис. 4а, где I = 2 м, Г = 0.4 м и продолжительность воздействия 5.8 мин. При этом согласно (3) разнятся и расчетные значения коэффициентов трения. Таким образом, в результате более длительного воздействия получаем более длинный "хвост" и соответственно более низкое значение коэффициента трения к началу выброса, т. е. по ходу процесса коэффициент трения может уменьшаться от некоторого исходного значения ца, соответствующего исходной влажности керна, до //„, зависящей при прочих равных условиях от продолжительности комбинированного воздействия. Это может быть связано с постепенным повышением влажности пристеночного слоя.

Для проверки возможности существования эффекта перераспределения влаги сделаны контрольные измерения влажности после 4-х минутного ком-

Экран

Тм.-ьи Резиновая

гЬи6!*",

Пнсвмомолот >

' 1 ~ /с

Щ

1Г= н 8 % /

Поршень ', >('= 17 5 %

Рис. 9 - Схема определения влажности в различных точках сечения трубы

бинированного воздействия на систему: упруго закрепленная на жестком основании 2-х метровая труба с керном, ограниченным экраном и находящимся под давлением поршня 0.4 МПа при виброударном воздействии пневмомолога 6.9 Дж (рис. 9).

Установлено, что при исходной влажности фунта IV = 15.3 % у выхода в осевой зоне керна она 14.8%, а пристеночного слоя 17.5%. Разница значимая. Это может служить свидетельством в пользу гипотезы о зависимости коэффициента трения между грунтом и трубой от времени комбинированного воздействия.

В рамках этих экспериментов установлено, что выход керна может наблюдаться не только при приложении к трубе продольной ударной нагрузки, но и при поперечной. В последнем случае эффект "вибрационной смазки" или аномально низкого трения проявляется в чистом виде, поскольку при таких радиально направленных ударах никакого дополнительного осевого воздействия на керн, кроме давления поршня, не оказывается. Перемещение керна здесь может начаться только за счет снижения силы трения керна о стенки трубы. Следует заметить, что радиальная вибрация распространяется по трубе и в случае продольного удара, поскольку осевое сжатие кольцевого сечения трубы приводит к увеличению его диаметра. Снижению ц может способствовать также уменьшение затухания волн деформации в трубе по мере освобождения ее от керна.

Исходя из изложенного, в расчетную модель введена зависимость, учитывающая возможность снижения коэффициента трения с затухающей интенсивностью

рШ)=Ле-* + С, / = иГс. (6)

Здесь Л + С «/г0, С ™ \ В - коэффициент интенсивности уменьшения ц; п и Тс — соответственно, число нанесенных ударов к моменту г и длительность рабочего цикла пневмомолота.

Кроме того, согласно (4), от удара к удару теперь растет Г. Значения параметров Л, В, С определяются по графикам на рис. 10, построенным на основе опытных данных в предположении, что при отклонении условий от базовых (IV = 15%, Е = 6.9Дж) характер изменения этих параметров остается подобным.

02

1 о 0 15 5 о'

г - 01

-О-о = ^ 005

—-«-9 в

\

\._

--------1А

015 0 17 0 19 0.21

Уде 1ьная энергия. Дж/м

14 16 18 20 Влажность грунга %

Рис. 10 - Эмпирические зависимости А(1У,Е), 13(1?, Е), С(1У,£)

Результат моделирования основной и заключительной фазы иллюстрируют кривые на рис. 11.

Видно, что расчетный процесс выхода керна достаточно хорошо соответствует экспериментальным графикам. Адекватность достигается сразу по нескольким показателям: по характеру кривой перемещения керна; по продолжительности основной фазы г0 и моменту перехода в фазу выброса; по значению коэффициента трения при переходе к заключительной фазе; по длине керна, вышедшего за время основной фазы и длине выбрасываемого "хвоста".

Расчетная программа позволяет оценить общую длительность процесса Т, поскольку согласно экспериментам Т = 1.5Т0.

Рассмотренная дискретная модель является упрощенным отражением реальной системы, поскольку влияние множества параметров (упругие и дис-сипагивные свойства грунта, особенности деформаций и взаимодействий, обусловленные волновым характером распространения ударного импульса по трубе и т.д.) учитывается здесь не на прямую, а опосредованно. Тем не менее, эта модель с достаточной для практики достоверностью позволяет оценить время, необходимое дня очистки трубы комбинированным способом, с учетом наиболее существенных факторов, таких как влажность грунта, параметры пневмомолога, размеры забиваемой трубы.

Практическая проверка расчетной оценки осуществлена на примере выполнения перехода через ул. Д. Бедного в г. Новосибирске (труба диаметром 273мм и длиной 20м, пневмомолот с энергией удара 700Дж). По прогнозному расчету длительность выхода керна Т=32 мин. Реальное время комбинированного воздействия составило 25мин. Наилучший прогнозный результат для сухой очистки с помощью самотранспортирующейся желонки составляет в этих условиях 200мин. Этот пример служит иллюстрацией эффективности комбинированного способа удаления грунтового керна. Кроме того, экономические расчеты показали, что эффективность капиталовложений у комбинированного способа в 2 раза выше, чем у способа, основанного на применении самотранспоргирующейся желонки.

Рис.11 - Графики выхода керна с учетом функции/¡(Я Т)

Рис. 12 - Комплект оборудования для очистки комбинированным способом

В результате проведенных экспериментов и моделирования определились практические вьюоды, которые необходимо учесть при разработке оснастки, обеспечивающей реализацию комбинированного способа очистки, и проведении работ:

1. Конструкция оснастки должна иметь упругий силовой элемент, размещаемый между трубой и массивом. Его можно выполнить в виде тарельчатой или лепестковой пружины, или в виде пневмокамеры (рис.12). Сила упругости этого элемента должна быть больше силы трения в паре «труба - грунтовый массив» после «раскачки» системы в начальной фазе процесса. Упор непосредственно в фунтовый массив сопряжен с большими потерями, делающими процесс малоэффективным.

2. Установка жесткого офаничителя возврата трубы позволяет увеличить скорость очистки до 30%. Однако монтаж офаничителя требует затрат времени. В связи с этим применение офаничителя становится ощутимым при длине перехода более 20м.

3. Желательно предусмотреть возможность увлажнения керна. Это можно выполнять как в процессе забивки трубы, так и в процессе ее очистки, подавая жидкость в полость между поршнем и керном (рис.12).

4. Для безопасного завершения процесса очистки, т.е. без резкого выброса заключительной части керна, необходимо при визуальном ускорении выхода керна отключить пневмомолот, сбросить давление в напорной камере, а затем возобновить процесс на минимальном значении напорного давления, при котором движется керн.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

РАБОТЫ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны, заключающиеся в обосновании нового способа удаления фунтового керна (из трубы) при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Наиболее важные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Анализ современных технологий, используемых в мировой практике подземного строительства, показал актуальность создания простых и

производительных способов удаления грунтового керна из трубы, забитой с открытым передним торцом на всю длину перехода.

2. Для проведения экспериментальных исследований создан стенд, имитирующий реальные условия и позволяющий изучать процесс очистки трубы err грунтового керна комбинированным способом, т.е. с одновременным приложением ударной нагрузки на трубу и статической на керн. Экспериментально исследовано влияние основных параметров (исходная влажность керна, энергия ударов пневмомолота, напорная и подпорная силы) на интенсивность выхода керна.

3. Установлено, что наибольшее влияние на процесс очистки оказывают влажность грунтового керна и энергия ударов пневмомолота, причем относительное влияние первого фактора в 3 раза более существенно, чем второго. Определена нижняя граница значений параметров, за пределами которой уже невозможна реализация комбинированного способа: удельная энергия ударов 0,12 Дж/кг, напорное давление 0,1 МПа и исходная влажность керна - 10% . При достижении любым из параметров своего граничного значения разгрузка трубы не наблюдается.

4. Установлено, что процесс выхода грунтового керна складывается из трех последовательно следующих во времени фаз - начальной, основной и заключительной. Интенсивность выход фунтового керна в основной фазе во всех случаях хорошо аппроксимируется полиномом второй степени, что свидетельствует о близком к равноускоренному характеру этого движения. Завершающая фаза процесса характеризуется резким возрастанием скорости, происходит выброс оставшейся в трубе части керна, при этом установлено, что его длина зависит не только от исходных значений основных параметров процесса, но и возрастает с увеличением продолжительности комбинированного воздействия на систему <сгруба в фунте - керн».

5. Создана расчетная модель системы «труба с керном в грунтовом массиве». Установлено, что в рамках принятой расчетной схемы качественное соответствие расчетных и экспериментальных результатов может достигаться при введении в алгоритм зависимости коэффициента трения в паре «труба - керн» от продолжительности комбинированного воздействия.

6. Экспериментально установлено, что совместное воздействие ударной нафузки на трубу и напорного давления на керн может приводить к постепенному перераспределению влаги в поперечном сечении керна с увеличением влажности пристеночного слоя, что влечет за собой соответствующее уменьшение коэффициента трения в паре «труба - керн».

7. Разработана методика расчета, представленная в виде расчетной про-фаммы, позволяющая оценить продолжительность процесса очистки при промышленном применении комбинированного способа.

8. По результатам исследований разработан комплект технологического оборудования для удаления керна комбинированным способом. Экономический эффект от применения такого комплекта в 2 раза выше, чем при очистке желонкой.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Кондратенко A.C. Влияние статической нагрузки на процесс очистки обсадной трубы от грунтового керна // Проблемы механики современных машин. Материалы III международной конференции Т 2. - Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. - 295с. С. 121 -125

2. Кондратенко A.C., Червов В.В. Пневмомолот «Тайфун-70» и новый метод очистки трубы от грунтового керна // Механизация строительства -2006-№8. С.8-12

3. Кондратенко A.C. Определение параметров, влияющих на производительность разгрузки трубы-кожуха от грунтового керна / Труды конференции с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной среды» Т2. - Новосибирск: ИГД СО РАН,

2007.-291с. С. 151 - 156

4. Кондратенко A.C. Особенности очистки обсадной трубы от грунтового керна // Горный информационно-аналитический бюллетень - 2008 - №7. С.326 - 331

5. Кондратенко A.C. Исследование на физической модели процесса удаления грунтового керна из трубы комбинированным способом/ Горняцкая смена. Сборник трудов молодых ученых Т1. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2008. - 188 с. С.140 - 144

6. Кондратенко A.C., Петреев А.М. Особенности процесса удаления грунтового керна при виброударном воздействии на трубу и статическом воздействии на керн// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых - 2008-№6. С. 36 - 46

7. Кондратенко A.C. Комбинированный способ очистки трубы от грунтового керна/ Проблемы геологии и освоения недр. Труды XII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых посвященного 100-летию первого выпуска горных инженеров в Сибири и 90-летию создания Сибгеолкома в России. - Томск: ТПУ,

2008. -942с. С. 597 -599

Подписано к печати 21.11.2008 г.

Формат 60x84/16 Печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ №1

Институт горного дела СО РАН 630091, Новосибирск, Красный проспект, 54

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Устройства, образующие скважины путем вдавливания грунта в стенки, 9 образуемой скважины

1.2 Устройства, образующие скважины путем удаления грунта из сечения об- 13 разуемой скважины

1.3 Классификация способов удаления грунтового керна из трубы

1.4 Выбор и обоснование способа очистки 31 ВЫВОДЫ

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО 34 СПОСОБА ОЧИСТКИ

2.1 Цели и задачи экспериментального исследования

2.2 Выбор основных параметров

2.3 Конструкция экспериментального стенда 38 2.4. Порядок и условия проведения экспериментальных исследований

2.5 Оценка точности лабораторных исследований 46 ВЫВОДЫ

3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 5О 3.1. Результаты экспериментальных исследований в лабораторных условиях

3.2 Начальная фаза процесса

3.3 Основная фаза процесса

3.4 Завершающая фаза процесса 58 ВЫВОДЫ

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОМБИНИРОВАННОЙ ОЧИСТКИ 61 ТРУБЫ

4.1 Расчетная схема

4.2 Исходные уравнения

4.3 Движение трубы и керна с проскальзыванием

4.4 Движение трубы и керна без проскальзывания

4.5 Совместное движение в обратном направлении

4.6 Движение керна после контакта трубы с упором

4.7 Моделирование процессов, следующих за ударом пневмомолота

4.8 Моделирование выхода керна в основной фазе очистки трубы

4.9 Перераспределение влаги по сечению грунта в процессе комбинированного воздействия

4.10 Модифицированная модель процесса очистки

4.11 Определение производительности очистки в промышленных условиях с 83 помощью расчетной модели

4.12 Реализация комбинированного способа удаления керна на практике

4.13 Расчет экономической эффективности комбинированного способа 89 ВЫВОДЫ 93 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 97 Приложение1 108 Приложение

Актуальность темы. Общеизвестно, что бестраншейный (закрытый) метод сооружения подземных инженерных коммуникаций является наиболее прогрессивным и экологичным. При прокладке коммуникаций под транспортным магистралями, особенно на небольшой глубине заложения, практически безальтернативным является метод , основанный на погружении в грунт трубы с открытым передним торцом, поскольку он в наибольшей степени исключает возможность вспучивания или просадки дорожного полотна. Важной завершающей операцией в этой технологии является удаление из трубы грунтового керна. Производительность очистки трубы от грунта в значительной мере определяет эффективность данной технологии в целом. Применяемые способы очистки имеют недостатки, существенно ограничивающие производительность. Поэтому изыскание и развитие прогрессивных способов удаления керна является актуальным.

Цель работы. Определить влияние основных параметров системы «труба с керном в грунтовом массиве» на производительность нового способа удаления керна, основанного на одновременном статическом воздействии на керн и виброударном воздействии на трубу, оценить производительность такого комбинированного способа и разработать обоснованные рекомендации по его практическому применению.

Объект исследования: система «труба с керном в грунтовом массиве» в условиях виброударного воздействия на трубу и одновременного противоположно направленного статического давления на керн.

Предмет исследования: закономерности, определяющие влияние основных параметров исследуемой системы на производительность процесса очистки, оцениваемую по скорости продвижения керна в трубе.

Задачи исследований: 1. Разработать экспериментальный стенд, позволяющий достаточно полно воспроизвести реальную систему «труба с керном в грунтовом массиве».

2. На физической модели исследовать процесс удаления керна при комбинированном воздействии и оценить степень влияния основных параметров исследуемой системы на интенсивность процесса очистки.

3. Разработать расчетную модель, позволяющую определить производительность процесса очистки при заданных условиях ведения работ.

4. Выработать практические рекомендации, направленные на повышение эффективности очистки трубы от грунтового керна.

Методы исследований: стендовые эксперименты на физической модели, анализ результатов, расчеты с использованием построенной математической модели, полевые испытания комбинированного способа очистки.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1. Основными параметрами, определяющими интенсивность процесса очистки, являются влажность грунтового керна и энергия ударов пневмомолота, причем относительное влияние первого фактора в 3 раза более существенно, чем второго.

2. В основной фазе процесса очистки трубы выход грунтового керна, т.е. его видимое перемещение относительно трубы, имеет равноускоренный характер. Завершающая фаза процесса характеризуется резким возрастанием скорости керна, происходит выброс его оставшейся в трубе части керна, длина которой зависит от исходных значений основных параметров системы и продолжительности комбинированного воздействия на систему «труба с керном в грунтовом массиве».

3. Совместное воздействие ударной нагрузки на трубу и напорного давления на керн может приводить к постепенному перераспределению влаги в поперечном сечении керна с увеличением влажности пристеночного слоя, что влечет за собой соответствующее уменьшение коэффициента трения в паре «труба -керн». Учитывающая этот фактор расчетная модель, построенная с использованием уравнений динамики твердого тела, обеспечивает достаточное для практики соответствие расчетных и экспериментальных данных.

Достоверность научных результатов. Достоверность научных положений подтверждена необходимым объемом экспериментальных исследований на физической модели, сопоставимостью полученных результатов с данными испытаний в производственных условиях.

Новизна научных положений:

1. Впервые получены данные об основных фазах процесса выхода грунтового керна при комбинированном способе очистки трубы, забитой без промежуточных очисток с выходом переднего торца в приемный приямок.

2. Получены результаты, позволяющие дать сравнительную оценку чувствительности процесса выхода керна к изменению основных параметров исследуемой системы.

3. Построена расчетная модель, позволяющая оценить производительность процесса очистки комбинированным способом.

Личный вклад автора заключается: в разработке технологической схемы очистки скважин комбинированным способом и проектировании функциональных узлов комплекта оборудования; в постановке и проведении стендовых экспериментов по исследованию процессов, протекающих в системе во время очистки; в обработке экспериментальных данных и их интерпретации; в разработке алгоритма расчета производительности процесса удаления грунтового керна из трубы комбинированным способом.

Практическая ценность. Обоснована рациональная технологическая схема выполнения операции удаления керна комбинированным способом. Разработана методика расчета производительности процесса очистки трубы. Доказана перспективность комбинированного способа удаления керна, как наиболее производительного и экономичного, особенно для достаточно протяженных (>20м) переходов, пройденных на всю длину.

Реализация работы в промышленности. Комбинированный способ удаления грунтового керна принят к применению и освоен на объектах ЗАО "Монтажстройэлектро" (г. Новосибирск) для очистки труб диаметром 273мм с использованием пневмомолота «Тайфун -70».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на международных конференциях «Проблемы механики современных машин», (г. Улан-Удэ, 2006), «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (г. Новосибирск, 2006); «Неделя горняка-2007», (г. Москва, 2007); «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2008); «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (г. Новосибирск, 2008), обсуждались и получили одобрение на семинарах лаборатории «Механизации горных работ» ИГД СО РАН.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Содержит 113 страниц машинописного текста, включая 52 рисунка, 6 таблиц и список литературы из 101 наименования.

ВЫВОДЫ

1. Для оценки выхода керна при очистке трубы комбинированным способом может быть использована упрощенная дискретная модель, в которой возбужденная ударом вибрирующая труба, имеющая начальную скорость, соответствующую переданной ей от молота кинетической энергии, находится под действием сил сопротивления грунта и керна, а также силы подпора. При этом фактор возбужденности, т.е. наличие помимо кинетической также и внутренней энергии упругих колебаний трубы, учитывается опосредованно как эффект «вибрационной смазки» или «аномально низкого трения» с действующим значением коэффициента трения, определенным по результатам экспериментов.

2. При постоянном значении коэффициента трения в паре «труба - керн» расчетные графики выхода керна практически соответствуют движению с постоянной скоростью, тогда как экспериментальные кривые близки к закону равноускоренного движения.

3. Хорошее совпадение экспериментальных и расчетных кривых имеет место только при введении в алгоритм зависимости коэффициента трения от времени в виде убывающей экспоненты.

4. Причиной изменения коэффициента трения в паре «труба — керн» может служить перераспределение влажности грунтового керна с повышением влажности его пристеночного слоя.

5. Испытания на экспериментальном стенде показали, что после 4-х минутного воздействия влажность пристеночного слоя керна повышается с 15,3% до 17,5%. При этом влажность в центральной части керна снижается до 14,8%.

6. Использование расчетной модели позволяет оценить продолжительность процесса очистки при промышленном применении комбинированного способа.

7. При прочих равных условиях продолжительность очистки трубы комбинированным способом не менее чем в 6 раз меньше, чем в случае применения самотранспортирующейся желонки.

8. По результатам исследований разработан комплект технологического оборудования для удаления керна комбинированным способом.

9. Годовой экономический эффект капиталовложений комбинированного способа почти в 2 раза выше, чем способа основанного на применении самотранспортирующейся желонки, а срок окупаемости комплекта оборудования равен 7,5 месяцев.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны, заключающиеся в обосновании нового способа удаления грунтового керна (из трубы) при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Наиболее важные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Анализ современных технологий, используемых в мировой практике подземного строительства, показал актуальность создания простых и производительных способов удаления грунтового керна из трубы, забитой с открытым передним торцом на всю длину перехода.

2. Для проведения экспериментальных исследований создан стенд, имитирующий реальные условия и позволяющий изучать процесс очистки трубы от грунтового керна комбинированным способом, т.е. с одновременным приложением ударной нагрузки на трубу и статической на керн. Экспериментально исследовано влияние основных параметров (исходная влажность керна, энергия ударов пневмомолота, напорная и подпорная силы) на интенсивность выхода керна.

3. Установлено, что наибольшее влияние на процесс очистки оказывают влажность грунтового керна и энергия ударов пневмомолота, причем относительное влияние первого фактора в 3 раза более существенно, чем второго. Определена нижняя граница значений параметров, за пределами которой уже невозможна реализация комбинированного способа: удельная энергия ударов 0,12 Дж/кг, напорное давление 0,1 МПа и исходная влажность керна - 10% . При достижении любым из параметров своего граничного значения разгрузка трубы не наблюдается.

4. Установлено, что процесс выхода грунтового керна складывается из трех последовательно следующих во времени фаз — начальной, основной и заключительной. Выход грунтового керна в основной фазе во всех случаях хорошо аппроксимируется полиномом второй степени, что свидетельствует о близком к равноускоренному характера этого движения. Завершающая фаза процесса характеризуется резким возрастанием скорости выхода керна. Длина выбрасываемой части зависит не только от исходных значений основных параметров процесса, но и от длительности комбинированного воздействия на систему «труба с керном в грунтовом массиве».

5. Создана расчетная модель системы «труба с керном в грунтовом массиве». Установлено, что в рамках принятой расчетной схемы качественное соответствие расчетных и экспериментальных результатов может достигаться при введении в алгоритм зависимости коэффициента трения в паре «труба - керн» от продолжительности комбинированного воздействия.

6. Экспериментально установлено, что совместное воздействие ударной нагрузки на трубу и напорного давления на керн может приводить к постепенному перераспределению влаги в поперечном сечении керна с увеличением влажности пристеночного слоя, что влечет за собой соответствующее уменьшение коэффициента трения в паре «труба - керн».

7. По результатам моделирования разработана методика расчета, позволяющая оценить продолжительность процесса очистки при промышленном применении комбинированного способа.

1. Кюн Г. Закрытая прокладка непроходных трубопроводов Текст. / Г. Кюн, Л. Шойбле, X. Шлик. - М.: Стройиздат, 1993.- 168 с.

2. Хейборт П. Обзор выставки «NO-DIG LIVE' 96» в Абингдоне Текст. / П. Хейборт // РОБТ. 1996 - № 2. С. 2 - 5.

3. Кершенбаум Н. Я. Прокладка горизонтальных и вертикальных скважин ударным способом Текст. / Н. Я. Кершенбаум, В. И. Минаев. М.: Недра, 1984.-245 с.

4. Воронцов Д. С. Обоснование принципиальной схемы и конструктивных параметров грунтопроходчика Текст. : дис. .канд. техн. наук / Д. С. Воронцов. — Новосибирск, 2005. 123 с.

5. Григоращенко В. А. Прокладка металлических труб пневмопробойника-ми Текст. / В. А. Григоращенко. Новосибирск: Изд. ИГД СО АН СССР. Препринт №38, 1990. - 32 с.

6. Быков В. И. Оборудование для пробивки скважин в грунте Текст. / В. И. Быков, В. П. Потемкин // Механизация строительства. — 1990 — №2. С. 9-11.

7. Тупицин К. К. Управляемые пневмопробойники Текст. / К. К. Тупицин, А. Д. Костылев, Е. Н. Чередников, А. Т. Караваев // Строительные и дорожные машины. 1998 -№3. С. 16-19.

8. Бобылев Л. М. Установка для бестраншейной прокладки коммуникаций Текст. // Л. М. Бобылев, А. Л. Бобылев, Г. К. Прохоренко, О. А. Мурашов // Строительные и дорожные машины. 1999 - №10. С.7-8.

9. Балаховский М. С. На Российском рынке американская фирма "Ver-meer" Текст. / М. С. Балаховский // Механизация строительства. - 2000 -№10. С. 2-7.

10. Новая управляемая буровая установка фирмы Tracto-Technik Текст. // Строительные и дорожные машины. — 1994 -№12. С. 13-14.

11. Баркан Д. Д. Виброударная установка горизонтального бурения Текст. / Д. Д. Баркан, Н. Я. Кершенбаум, В. И. Минаев // Труды МИНХиГП им. И. М. Губкина. Недра, М., 1964. С. 127 139.

12. Минаев В. И. Обоснование метода виброударного прокола грунтовых препятствий Текст. / В. И. Минаев // Строительство трубопроводов — 1964- №7. С. 17-22.

13. Менее И. М. Прокладка труб методом прокола. Текст. //Жилищное коммунальное хозяйство. —1961.-№5. С. 24-28.

14. Воронцов Д. С. Обоснование принципиальной схемы и конструктивных параметров грунтопроходчика Текст. // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск: СГУПС, 2005. - 22 с.

15. Николаев В. А. Фирма "Горизонталь" микротоннельное буровое оборудование. Текст. //Строительные и дорожные машины. - 2001 - №10. С.6-11.

16. Минаев В. И. Обоснование метода виброударного прокола грунтовых препятствий. Текст. //Строительство трубопроводов 1964 - №7. С.30 -35

17. Бобылев JI. М. Рабочий орган для раскатки скважин в грунте. Текст. / A. JI. Бобылев //Механизация строительства. 1996 - №10. С. 23 - 26

18. Тупицин К. К. Управляемые пневмопробойники. Текст. / К. К. Тупицин А. Д.Костылев, Е. Н. Чередников, А. Т. Караваев //Строительные и дорожные машины. 1998 - №3 С. 14-18.

19. Смоляницкий Б. Н. Новые пневмоударные машины «Тайфун» для специальных строительных работ Текст. / Б. Н. Смоляницкий, Червов В. В., Трубицын В. В., Тищенко И. В., Вебер И. Э // Механизация строительства. -1997-№7. С. 12-16.

20. Смоляницкий Б. Н. Новые пневмоударные машины Института горного дела Текст. / Б. Н. Смоляницкий; В. В. Червов, К. Б. Скачков // Механизация строительства. 2001 - № 12. С. 6 - 8.

21. Пат. 2105881 Российская Федерация. Устройство ударного действия Текст. / Смоляницкий Б. Н., Червов В. В., Трубицын В. В., Вебер И. Э.; опубл. 20.08.1998, Бюл. №6.-4 с.

22. Лавров Г. Е. Механизация строительства магистральных трубопроводов под автомобильными и железными дорогами Текст. / Е. Г. Лавров, Т. X. Сатаров. -М.: Недра, 1978. 135 с.

23. Руководство по проходке горизонтальных скважин при бестраншейной прокладке инженерных коммуникаций Текст. / ЦНИИОМТП Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1982. - 96 с.

24. Гурков К.С. Пневмопробойники Текст. / К.С. Гурков, В.В. Климашко, А.Д. Костылев, В. Д. Плавских, Е.П. Русин, Б.Н. Смоляницкий, К.К. Тупи-цын, Н.П. Чепурной. Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 1990. - 217с.

25. Цаплин С.А. Виброударные машины Текст. / С.А. Цаплин М.: Авто-трансиздат, 1953. - 134 с.

26. Кершенбаум Н. Я. Виброметод в проходке горизонтальных скважин Текст. / Н. Я. Кершенбаум, В. И. Минаев. М.: Недра, 1968. - 155 с.

27. Бауман В.Л. Вибрационные машины и процессы в строительстве Текст. / В.Л. Бауман, М.: Высшая школа, 1977. - 23 1с.

28. Баркан Д.Д. Виброметод в строительстве Текст. / Д.Д. Баркан — М.: Госстроййздат, 1959. 220 с.

29. Корнилов Н. И. Буровой инструмент для геологоразведочных работ. Справочник Текст. / Н. И. Корнилов и др. М.:Недра, 1990. - 395 с.

30. Васильев С. Г. Подземное строительство неглубокого заложения Текст. / С. Г. Васильев. Львов: Изд-во Львовского университета, 1980. - 144 с.

31. Блехман И. И. Исследование процесса виброударной забивки свай и шпунтов Текст. / И. И. Блехман // Инж. сборник АН СССР. 1964 - № 19. С. 56-61.

32. Спектор М. Б. Исследование процесса виброударной проходки горизонтальных скважин в грунте Текст. : дис. . .канд. техн. наук / М. Б. Спектор. -Киев, 1968.-236 с.

33. Ешуткин Д. Н. Высокопроизводительные гидропневматические ударные машины для прокладки инженерных коммуникаций Текст. / Д. Н. Ешуткин, Ю. М. Смирнов, В. И. Цой. М.: Стройиздат, 1990. - 173 с.

34. Свирщевский В. К. Проходка скважин в грунте способом раскатки Текст. / В. К. Свирщевский. Новосибирск: Наука, 1982 - 120 с.

35. Вазетдинов А. С. Прокладка горизонтальных скважин под кабелепрово-ды вибропроколом и гидромеханизированным способом Текст. / А. С. Вазетдинов. М.: Госстройиздат, 1961. - 26 с.

36. Свирщевский В. К. Основы теории и создания машин для проходки скважин в грунте способом раскатки Текст. : дис. .докт. техн. наук / В. К. Свирщевский. — Новосибирск, 1988. 325 с.

37. Пестов Г. Н. Закрытая прокладка трубопроводов Текст. / Г. Н. Пестов. — М.: Стройиздат, 1964. 188 с.

38. Минаев В. И. Машины для строительства магистральных трубопроводов Текст. / В. И. Минаев. М.: Недра, 1973. - 432 с.

39. Донской В. М. Механизация земляных работ малых объемов Текст. / В. М. Донской. JL: Стройиздат, 1976. - 160 с.

40. Лавров Г. Е. Способы производства работ и оборудование при бестраншейной прокладке труб Текст. / Г. Е. Лавров // Монтажные и специализированные работы в строительстве. 1960 - № 3. С. 10-15.

41. Баландинский Е. Д. Бестраншейная прокладка инженерных коммуникаций: развитие и внедрение Текст. / Е. Д. Баландинский, Б. Н. Ладыженский, В. И. Минаев // Механизация строительства. 1987 - №8. С. 10 - 11.

42. Черниховский Ю. Ф. Машины для бестраншейной прокладки труб Текст. / Ю. Ф. Черниховский // Механизация строительства. 1977 - № 6. С. 19-21.

43. Рыбаков А. П. Основы бестраншейных технологий Текст. / А. П. Рыбаков — М.: Пресс Бюро, 2005 176 с.

44. Тернецкий JI. Н. Экспериментальное исследование горизонтального виброударного продавливания труб Текст. / JI. Н. Тернецкий // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1967. - №1. С.31-35.

45. Авдеев В. В. Прокладка трубопроводов под путями железных дорог способом пробивания Текст. / В. В. Авдеев // Сб. материалов по обмену опытом. Вып. №4 (25). Госстройиздат, 1957. С.220 227.

46. Гилета В. П. Исследование и создание пневмоударного самодвижущегося грунтозаборного устройства для очистки кожухов от грунта при бестраншейной прокладке коммуникаций Текст. / Кандидатская диссертация. Новосибирск: ИГДСО АН СССР, 1981.-143 с.

47. Петреев А. М., Показатели экономичности и совершенствование пнев-момолотов Текст. / А. М. Петреев, Б. Н. Смоляницкий // Известия высших учебных заведений. 2001. - №8. С. 111-115.

48. А. с. 1041646 СССР. Способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций и устройство для его осуществления Текст. / А.Д. Костылев, В.П. Гилета, и др.; опубл. 16.08.1983, Бюл. №34. -6 с.

49. Пат. 2066246 Российская Федерация. Устройство для очистки труб, забитых вертикально открытым торцом в грунт Текст. / X. Б. Ткач, А. Д. Костылев, В.В. Червов, В.В. Трубицын., опубл. 10.09.1996, Бюл. №25. -Юс.

50. Пат. 2184191 Российская Федерация. Способ и устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций Текст. / X. Б. Ткач, Б.Н. Смоляницкий, В.В. Трубицын, В.В. Червов., опубл. 27.06.2002, Бюл. №18. 18с.

51. Пат. 2009310 Российская Федерация. Способ очистки трубы, забитой вертикально в грунт и устройство для его реализации Текст. / X. Б. Ткач,

52. С. В. Шалунов, В.В. Червов, В.В. Трубицын, В. М. Терин, А. Т. Караваев, П. Н. Свита, А. Д. Филонов., опубл. 15.03.1994, Бюл. №5. Юс.

53. Horizontal-Erdbohrgerat. Export-Mark-Machine und Industriansrust Текст. 1963 -№42. С. 43.

54. Profit From Our Experience. Advertisement manual Allied Steel & Tractor Products Текст. 1979 - № 1. С. 12 - 18.

55. Метод SH бестраншейной прокладки труб Текст. // Строительные и дорожные машины. 2001 - № 3. С. 8 - 10.

56. Herrenlcneeht AVN-Simply the best Текст. // TIS. 1993 - № 3. С. 128.

57. Лавров Г. Е. Современные машины горизонтального бурения Текст. / Е. Г. Лавров. М.: Гостопиздат, 1961. - 87 с.

58. Маметьев Л. Е. Обоснование и разработка способов горизонтального бурения и оборудования бурошнековых машин Текст. : дис. .докт. техн. наук. Кемерово, 1992. - 492 с.

59. Лавров Г. Е. Зарубежные машины горизонтального бурения для бестраншейной прокладки труб Текст. / Г. Е. Лавров // Строительство трубопроводов. 1961 -№ 1. С. 31 -32.

60. Бессолов П. П. Внедрение щитов малого диаметра одно из рациональных направлений закрытой прокладки полупроходных трубопроводов в России Текст. / П. П. Бессолов, А. Ю. Синицин // Механизация строительства. - 2000 - №6. С. 11-16.

61. Обзор установок направленного бурения Текст. //РОБТ. 1998 - №1. С. 38-40.

62. Кноте Т. Новые тенденции на рынке ГНБ в России Текст. / Т. Конте // РОБТ. 2004 - №7. С. 8 -9.

63. A mole in the military Текст. // No Dig international 1997 - № 4. C.19.

64. A. c. 1270233 СССР. Грунтозаборное устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций Текст. / А.Д. Костылев, В.А. Козлов, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 25.12.1986, Бюл. №42. -5 с.

65. А. с. 1263767 СССР. Способ бестраншейной прокладки трубопроводов Текст. / А. Д. Костылев, А .Я. Тишков, В. А. Григоращенко и др.; опубл. 15.08.1986, Бюл. №38. -7 с.

66. А. с. 1118746 СССР. Самоходное устройство для забора грунта Текст. / А.Д. Костылев, В.А. Бакунин, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 20.09.1984, Бюл. №38.-5 с.

67. А. с. 1368391 СССР.Устройство для бестраншейной прокладки труб большого диаметра Текст. / А.Д. Костылев, В.А. Козлов, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 30.01.1988, Бюл. №3. -9 с.

68. А. с. 1120069 СССР. Способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций Текст. / А.Д. Костылев, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 13.09.1984, Бюл. №39.-6 с.

69. А. с. 1058647 СССР. Самоходное грунтозаборное устройство Текст. / А.Д. Костылев, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 07.11.1983, Бюл. №45. -4с.

70. А. с. 1270233 СССР. Грунтозаборное устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций Текст. / А.Д. Костылев, В.А. Козлов, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 25.12.1986, Бюл. №45. -8 с

71. А. с. 1326710 СССР. Способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций Текст. / А.Д. Костылев, А.Л. Исаков, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 23.11.1986, Бюл. №28. -7 с.

72. А. с. 802464 СССР. Способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций Текст. / А.Д. Костылев, А.В. Сухушин, В.А. Григоращенко и др.; опубл. 03.02.1981, Бюл. №5. -8 с. 4

73. Хлудеев В. И. Гидромеханизированная бестраншейная прокладка трубопроводов Текст. / В. И. Хлудеев. М.: Госстройиздат, 1952. - 96 с.

74. Жарнинский Е.П. Землесосные снаряды с погружными грунтовыми насосами Текст. / Е.П. Жарнинский М.: Недра, 1988. - 145 с.

75. Лучшее решение сложных проблем Текст. // Специальный выпуск с инновационными примерами применения динамического способа забивки труб. М.: Тракто - Техник, 2003 — 24 с.

76. Патент РФ №3120997 Способ очистки трубы от грунтового керна и устройство для его осуществления. Текст. / Смоляницкий Б. Н., Червов В.

77. B., Трубицын В. В., Тищенко И. В., Вебер И. Э. .; опубл. 8. 05. 1999, Бюл. № 15-8 с.

78. Червов В. В. Новый способ очистки труб от грунтового керна при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций Текст. /В.В. Червов // Механизация строительства. 2003. - №1. С.17 - 20.

79. Блехман И.И. Что может вибрация? Текст. / И.И. Блехман М.: Наука, 1988.-207 с.

80. Галицкий В. Г. Исследование метода глубинного уплотнения просадоч-ных грунтов Текст. / В. Г. Галицкий // Труды НИИОСП. Вып. 66. 1962.1. C. 87-92.

81. Лебедев А. Ф. Уплотнение грунтов при различной влажности Текст. / А. Ф. Лебедев. -М.: Стройвоенмориздат, 1959. 255 с.

82. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик Текст. Введ. 24 - 10 - 84. - М.: Изд-во стандартов, 1993. -19 с.

83. Вилисов Г.И. Элементы математической статистики в приложении к решению задач горного дела Текст. / Г.И. Вилисов Свердловск: СГИ, 1970.-234 с.

84. Шпаков П.С. Статистическая обработка экспериментальных данных Текст. / П.С. Шпаков, В.Н. Попов М.: МГТУ,2003. - 268 с.

85. Кондратенко А.С. Влияние статической нагрузки на процесс очистки обсадной трубы от грунтового керна Текст. /А.С. Кондратенко // Проблемы механики современных машин. Материалы III международной конференции Т 2. Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. С. 121 - 125

86. Червов В.В. Пневмомолот «Тайфун-70» и новый метод очистки трубы от грунтового керна Текст. / В.В. Червов, А.С. Кондратенко // Механизация строительства 2006 - №8. С.8 - 12.

87. Кондратенко А.С. Особенности очистки обсадной трубы от грунтового керна Текст. / А.С. Кондратенко // Горный информационно-аналитический бюллетень 2008 - №7. С.326 -331.

88. Кондратенко А.С. Исследование на физической модели процесса удаления грунтового керна из трубы комбинированным способом Текст. /А.С. Кондратенко // Горняцкая смена. Сборник трудов молодых ученых Т1. -Новосибирск: ИГД СО РАН, 2008. С.326 331

89. Александров Е.В. Прикладная теория и расчеты ударных систем Текст. / Е.В. Александров, В.Б. Соколинский. -М: Наука, 1969. 199 с.

90. Тамбовцев П.Н. Направленный разрыв природного камня ударным воздействием через пластичное вещество в шпуре Текст. / Кандидатская диссертация. Новосибирск: ИГД СО РАН, 2006. - 103 с.

91. Петреев A.M. Ударное нагружение твердой породы через пластическое вещество Текст. / A.M. Петреев, П.Н. Тамбовцев // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2006-№6. С. 79 - 86.

92. Пономарев С. Д. Расчеты на прочность в машиноведении Текст. в 3 т./ B.JI. Бидерман, К.К. Лихарев, В.М. Макушин, Н.Н. Малинин, В. И. Фео-досьев М.: МАШГИЗ, 1959. - 1123 с.

93. Стахановский Б.Н. Механика удара Текст. / Б.Н. Стахановский Омск: ОмГТУ, 2002 - 200 с.

94. Алимов О.Д. Распространение волн деформаций в ударных системах Текст. / О.Д. Алимов, В.К. Манжосов, В.Э. Еремьянц Фрунзе: ИЛИМ, 1978.- 199 с.

95. Никонова И.П. Влияние формы импульса на передачу удара в системе боек-штанга-среда Текст. / И.П.Никонова, Г.Н. Покровский, Б.Н. Серпе-нинов// Передача удара и машины ударного действия. Сборник научных трудов Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1976. - 166 с.

96. Ядрошникова Г.Г. Экономическая эффективность внедрения новой (модернизированной) техники: Методические указания по выполнению контрольной работы Текст. / Г.Г. Ядрошникова, О.Ю. Хекало, О.А. Шаламо-ва, Е.О.Юркова. Новосибирск: СГУПС, 2004. - 11 с.

97. Каргин В.А. Техническая эксплуатация парка машин: Метод, указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Монтаж, эксплуатация и ремонт ПТМ» Текст. / В.А. Каргин, A.JT. Манаков, Г.Г. Ядрошникова. -Новосибирск: СГУПС, 1996. 28 с.

98. Строков Б.Ф. Экономика, организация и планирование эксплуатации и ремонта дорожных машин Текст. / Б.Ф. Строков. М.: Транспорт, 1984. -254 с.