Конструкции российских скважинных мониторов
Принципиальное отличие конструкции российских мониторов от мониторов европейских и японских компаний заключается в том, что, вследствие характеристик российского серийного оборудования, в первую очередь гибких бронированных рукавов, значения предельного давления, используемого и струйной геотехнологии, ограничено, примерно, 10 МПа. В то же время, при таких давлениях соответствующие значения производительности российских поршневых насосов существенно выше, чем у используемых европейскими и японскими компаниями насосов со сверхвысокими давлениями.
Так, российский насос НБ-80 при давлении 10 МПа имеет производительность 19,8 м3/час. Верхние значения используемых расходов жидкости при размыве грунтов в струйной геотехнологии ограничиваются условиями минимального размыва грунтовых стенок неукрепленной рабочей скважины изливающимся потоком пульпы размытого грунта. Кроме того, с увеличением используемых расходов жидкости резко возрастают гидравлические сопротивления. Это, в свою очередь, ведет к увеличению потерь давления в системе - при том, что указанное давление ограничено верхним пределом, как указано выше.
Поэтому при конструировании российских мониторов необходимо принимать достаточно большие проходные сечения, и в то же время стремиться не допускать чрезмерного увеличения диаметра корпуса монитора, так как стоимость бурения рабочих скважин нелинейно возрастает с увеличением их диаметра, а устойчивость грунтовых стенок скважин находится в обратной зависимости от диаметра.
Поскольку длина размывающей насадки, как показано выше, зависит от ее диаметра, а диаметр определяется используемыми давлениями и расходами жидкости, в российских мониторах, где диаметры насадок больше, чем в конструкциях, рассчитанных на сверхвысокие давления, это обстоятельство также влияет на значение минимального диаметра корпуса монитора.
В конструкциях российских мониторов необходимо также учитывать следующее дополнительное обстоятельство. При сооружении плоских конструкций (например, для устройства тонких противофильтрационных завес) необходимо обеспечить фиксацию направления размыва в течение процесса рабочего подъема монитора. При небольших глубинах сооружаемых конструкций, когда подъем монитора можно осуществлять буровым станком, указанная фиксация направления насадки осуществляется за счет инерционности механизма вращения станка. Однако при достаточно больших глубинах сооружаемой конструкции, превышающих высоту стрелы бурового станка, подъем монитора осуществляется подъемным краном. В этом случае конструкция монитора должна иметь элементы, позволяющие фиксировать его плановую ориентацию во время подъема.
Однокомпонентные скважинные струйные мониторы для закрепления грунта
На рис. 1.15 показана конструкция головки однокомпонентного монитора для закрепления грунта. Диаметр корпуса 100 мм, что обеспечивает проходной диаметр 30 мм и достаточную длину размывающей насадки. Корпус монитора крепится на резьбе к штанге бурового станка. Для подачи размывающей жидкости по гибкому рукаву используется собственный вертлюг бурового станка. Для обеспечения процесса закрепления грунта требуется рабочая скважина диаметром 112-118 мм.
Двухкомпонентные струйные мониторы
На рис. 1.17 показана конструкция двухкомпонентного струйного монитора с соосными каналами для подвода рабочих компонентов. Особенностью данной конструкции является наличие резьбы на внешней, подводящей воздушной трубе. Внутренняя, растворная труба, жестко связанная с внешней, имеет в соединении уплотнение в виде кольца из отожженной меди, к которому она прижимается усилием, возникающим при завинчивании резьбы внешней трубы.
Трехкомпонентный струйный монитор
На рис. 1.19 показана конструкция двустороннего трехкомпонентного монитора установки «Струя-30» для сооружения плоских конструкций. Конструкция включает корпус диаметром 112 мм с поворотными относительно вертикальной оси насадками, которые фиксируются в заданном направлении. Монитор имеет параллельные подводящие трубы диаметром 50 мм, скомпонованные в горизонтальном разрезе по треугольной схеме в виде отдельных секций. Указанные секции соединяются на болтах с помощью фигурных фланцев.
