Система оптического слежения
Инструкция по обслуживанию Системы Телеоптического Слежения TSP-01 для управляемых шнековых буровых установок с системой телеоптического слежения
Введение:
Данное руководство не является подробной инструкцией по подготовке котлованов, установке буровых установок, а также не содержит подробного описания технологии бурения.
Всю информацию по этим вопросам, содержащуюся в данном руководстве, следует рассматривать как дополнительную.
Это инструкция касается пользования системой телеоптического слежения Система оптического слежения JUMARPOL модель TSP-01.
Подробная информация о буровой установке, подготовке котлованов, технологии бурения и т.д., находится в инструкции к буровой установке.
Основой правильного выполнения прокола является, в частности, осуществление с соответствующей точностью пилотного бурения.
Его выполнение осуществляется с использованием телеоптической системы, предназначенной специально для этой цели.
Система TSP была запроектирована обществом с неограниченной ответственностью JUMARPOL Гливице.
Проект был создан на основе многолетнего опыта работы высококвалифицированных сотрудников компании, а также работников из сотрудничающих с ней фирм, занимающихся бурением.
Условием правильной работы телеоптической системы является использование только оригинальных запчастей.
Использование запчастей другого происхождения приведет к снижению качества ее работы, а также потере гарантии.
Параметры прокола, такие как ординаты дна стартового и приемного котлованов, уклон, приведены в проекте.
Перед началом работ следует внимательно его изучить. Следует проверить территорию, нет ли там элементов, которые могли бы стать препятствием на пути выполнения задачи.
Желательно провести георадарное исследование для выявления изменений в структуре почвы, таких как:
- остатки старых зданий,
- неиспользуемые трубопроводы,
- скопление больших камней,
- канализационные колодцы, люки которых иногда находятся под землей и т.д.
В проекте точно обозначено местонахождение трубопровода, отклонение от заданной траектории, в большинстве случаев, не может превышать нескольких миллиметров.
1. Подготовительные работы
Перед тем, как подготовить стартовый и приемный котлованы (подробная информация о строительстве котлованов находится в руководстве к буровой установке) следует обратить внимание на геодезическую разметку, обозначающую направление бурения, определенное геодезистом. Вехи обычно располагаются в месте, где согласно проекту должен находиться канализационный колодец. Подготовка котлованов связана с удалением вех. Однако прежде, чем это сделать следует перенести их за территорию котлована.
2.Перенос проектных координат в натуру
Вынос пунктов обозначающих направление задается с помощью теодолита.
«Можно использовать теодолит, входящий в состав телеоптической системы.»
*Для обслуживания теодолита необходим человек, имеющий соответствующие полномочия
Для этого поместите теодолит над одной из проектных отметок (предварительно закрепленные вехами для ориентира) (рис. 1) с помощью оптического или нитяного отвеса и точно определите центр отметки.
Проводите съемку выноса проектных координат на местность (рис. 1.1, рис. 1.2), обращая внимание на то, чтобы новые отметки должны быть надежно закреплены в безопасном месте, а также четко обозначены и защищены от случайного смещения.
3. Подготовительные работы перед установкой буровой установки в котловане
- установка бетонной плиты,
- определение направления.
После разработки стартового котлована на его дне поместить бетонную плиту, имеющую отверстие диаметром ок 40 см, в котором будет закреплен металлический трубчатый стержень, на который в дальнейшем будет установлена стойка теодолита. (Если бурение ведется из забетонированной скважины с готовым дном, отверстие не обязательно, стержень монтируются при помощи распорных дюбелей прямо в полу).
“Отверстие в плите, расположенной на дне котлована, дает возможность независимого монтажа стойки теодолита. Гарантируя при этом неизменное положение теодолита во время небольших движений буровой установки в котловане в процессе бурения.”
Плиту разместить таким образом, чтобы отверстие было на оси бурения в задней части котлована.
Для определения этой оси необходимо снова определить направление бурения с помощью теодолита, используя ранее перенесенные отметки.
Перед и за стартовым котлованом разместить металлические рамки, входящие в комплект.
“Рамки предназначены для крепления между ними веревки, к которой будут подвешены два отвеса, необходимых для переноса направления прокола сверху вниз котлована для установки буровой установки и теодолита.”
Их следует установить снаружи котлована, вбивая мин. 50см от краев выемки спереди и сзади, так чтобы они были стабильны и не съехали в котлован во время натягивания веревки (рис. 2)
3. Подготовительные работы перед установкой буровой установки в котловане
- установка бетонной плиты,
- определение направления.
После разработки стартового котлована на его дне поместить бетонную плиту, имеющую отверстие диаметром ок 40 см, в котором будет закреплен металлический трубчатый стержень, на который в дальнейшем будет установлена стойка теодолита. (Если бурение ведется из забетонированной скважины с готовым дном, отверстие не обязательно, стержень монтируются при помощи распорных дюбелей прямо в полу).
Отверстие в плите, расположенной на дне котлована, дает возможность независимого монтажа стойки теодолита. Гарантируя при этом неизменное положение теодолита во время небольших движений буровой установки в котловане в процессе бурения.
Плиту разместить таким образом, чтобы отверстие было на оси бурения в задней части котлована.
Для определения этой оси необходимо снова определить направление бурения с помощью теодолита, используя ранее перенесенные отметки.
Перед и за стартовым котлованом разместить металлические рамки, входящие в комплект.
Рамки предназначены для крепления между ними веревки, к которой будут подвешены два отвеса, необходимых для переноса направления прокола сверху вниз котлована для установки буровой установки и теодолита.
Их следует установить снаружи котлована, вбивая мин. 50см от краев выемки спереди и сзади, так чтобы они были стабильны и не съехали в котлован во время натягивания веревки (рис. 2)
Наблюдая в зрительную трубу теодолита поочередно обе рамки, необходимо четко обозначить точку пересечения креста нитей и рамки, лучше всего сделать в месте пересечения надрез ножовкой по металлу.
В месте надреза прикрепить веревку и сильно натянуть.
Такое обозначение дает впоследствии возможность снять веревку и еще раз прикрепить ее без необходимости использования теодолита.
Опуская отвес в задней части котлована установить бетонную плиту так, чтобы отверстие находилось точно под отвесом. (рис.2.1)
4. Монтаж металлического трубчатого стержня
На месте отверстие сделать выемку глубиной 70 см.
Опустить задний отвес так, чтобы он находился мин 15 см от задней стенки котлована.
Для буровых установок, работающих в колодце ø 2100 расстояние между осью теодолита и задней стенкой должно составлять мин. 15см, макс. 17 см, в противном случае может не хватить места для отвода буровой установки для замены штанг, или будет слишком мало места для установки миникамеры.
Под отвесом поместить стержень так, чтобы его высота позволила в дальнейшем установить стойку с теодолитом на высоте оси прокола (в зависимости от типа буровой установки, а точнее от расстояния оси смотрового отверстия от пола) (рис. 3)
Залить стержень бетонным раствором, следя за тем, чтобы бетон после застывания не соприкасалась с бетонной плитой (рис. 2)
Во время пилотного бурения, сопротивление, возникающее в результате вдавливания штанги, может привести к перемещению буровой установки в котловане вместе с бетонной плитой и слоем грунта под ней (в зависимости от влажности почвы). Это в свою очередь может стать причиной перемещения телеоптической системы и потери направления бурения, делая невозможным дальнейшее выполнение работ, поэтому очень важно, чтобы стержень был закреплен независимо от буровой установки и бетонной плиты.
Глубина установки стержня зависит от влажности грунта.
Приведенное в инструкции значение -70 см - касается достаточно сухих грунтов. Для влажных грунтов глубину следует увеличить.
Оставить для затвердевания.
5. Монтаж и установка направления бурового оборудования в котловане
Подробная информация об установке бурового оборудования находится в инструкции к буровой установке.
Для правильной работы телеоптической системы требуется точная установка бурового оборудования по направлению, высоте и с уклоном, соответствующим настройкам теодолита.
Чтобы установить буровую установку в соответствующем направлении, следует опустить два отвеса, прикрепленных к веревке, натянутой между рамками.
Отвесы следует прикрепить один в начале опорной рамы как можно ближе к ее краям, а другой в задней части над стержнем. (Рис. 4).
Отвесы опустить ниже рельс опорной рамы и с помощью меры отрегулировать положение буровой установки спереди и сзади, как можно точнее основываясь на отвесах.
Эти действия следует повторить несколько раз, допустимая погрешность 1 мм.
6. Установка стойки теодолита.
После монтажа буровой установки следует перейти к монтажу стойки теодолита.
Для этого необходимо:
Наложить винт, регулирующий высоту, на стержень ø 30 со стороны короткой фрезы (рис. 5) устанавливая гайку так, чтобы с ее помощью можно было регулировать высоту и зажать шестигранным ключом 4 мм на расстоянии 55 мм от края стержня.
Установить основание теодолита на стержень, обращая внимание на то, чтобы винт с шестигранным углублением под ключ, находящийся в отверстии попал на место фрезы.
Это препятствует обороту всей системы, находящейся выше накатанной гайки во время ее оборота.
Все вставить в отверстие металлического трубчатого стержня так, чтобы, регулирующий уровни перемещения основания, винт (3)(рис. 5) находился со стороны оператора буровой установки.
Заблокировать фиксатором (1) и (2)
На рисунке стойка теодолита
Stoliczek - основание
Element precyzyjnej regulacji wysokości – регулирующая гайка
Sztyca – металлический трубчатый стержень
Pręt – стержень
7. Установка теодолита в котловане
а) установка высоты оси прокола,
б) установка направления,
Следующим шагом является установка теодолита на стойке.
Если у вас есть еще один геодезический инструмент, то можно перенести теодолит в котлован. Однако, если такового нет, то следует в первую очередь провести теодолитный ход, от отметки репера до места в котловане, в котором будет находиться буровая установка (это место указанно в проектной документации, оно не должно быть подвержено колебаниям во время бурения), чтобы после установки в нем теодолита была возможность точно определить высоту оси прокола используя для этого уровень и нивелирную рейку.
Установка теодолита выглядит следующим образом:
- отсоединить трегер от теодолита (см. инстр. теодолита);
- трегер положить на основании, прикручивая сверху шестигранный винт М12 , так чтобы уровень был расположен в удобном для оператора месте;
- нивелировать трегер;
- установить теодолит на трегере, заблокировать трегер;
-нивелировать теодолит согласно уровню в двух точках поворота 90o (вдоль прокола и поперек).
"точная установка теодолита необходима для правильного выполнения прокола."
a) Установка оси прокола:
Установить высоту оси теодолита согласно проектной документации.
"рекомендуется использование дополнительного геодезического оборудования, т.к. это дает возможность переноса высоты с репера непосредственно на теодолит, гарантируя точность установки. "
"Допустимая погрешность при переносе репера 1 мм."
"Телеоптическая система фирмы JUMARPOL гарантирует точность указания направления и уклона до 2,3мм / 100м
Точное выполнение прокола обусловлено соблюдением всех рекомендации, содержащихся в инструкции к буровой установке, телеоптической системы, а также проектной документации.
Все погрешности, превышающие это значение, являются результатом неправильного хода работ на каком-либо из подготовительных этапов, неправильного проведения пилотного бурения или произошли по причинам независящим от оператора, как например преграды, находящиеся в грунте на пути прокола (камни, пустоты, подземные инсталляции, которые не позволяют управлять пилотной буровой головой)"
"Перемещение координаты высоты (не непосредственное) увеличивает вероятность ошибки при каждом измерении"
Высоту теодолита установить с точностью до 5 мм перемещая соответствующе весь комплект в месте соединения стойки с металлическим трубчатым стержнем, более точная установка (с точностью до 1 мм) происходит при помощи накатанной гайки.
После установки точной высоты оси, заблокировать, с помощью фиксатора, движение основания относительно стержня (4) рис. 5
После каждой переустановки какого-либо элемента стойки, обязательна повторная настройка уровней теодолита.
б) Установка направления
Опустить отвесы, прикрепляя их к уже натянутой между рамками веревке, один в передней части котлована, а второй точно над теодолитом.
На держателе теодолита находится центральный пункт его вертикальной оси.
Следует так перемещать основание, с помощью регулирующего винта (3) рис. 5, чтобы центральный пункт теодолита находился точно под висящим отвесом.
"Отвес не может в это время двигаться. Если погодные условия делают это невозможным, то следует установить зрительную трубу теодолита вертикально вверх, закрепить и смотря через нее установить положение теодолита точно под натянутой веревкой.
Чтобы это сделать, необходимо снять держатель теодолита и прикрепить угловую насадку, прилагаемую в комплекте к телеоптической системе, к зрительной трубе.
Чтобы зафиксировать отвес спереди следует поместить под ним небольшую емкость с маслом, так чтобы груз был погружен в него или приложить к веревке на пример уровень, ложа его на опорной раме и слегка прижимая к веревке"
Заблокировать фиксатором (5) рис. 5
Еще раз проверить настройку уровней теодолита.
Установить зрительную трубу в соответствии с уклоном, с которым должен быть выполнен прокол (направление зрительной трубы в вверх имеет положительное значение, вниз -отрицательное)
В проекте значение уклона обычно указано в %.
"Теодолит при включении не показывает значение вертикального угла. Поэтому следует развернуть зрительную трубу на 360o , после чего появиться значение угла (при условии, что настройка уровней теодолита было проведена правильно, в противном случае появиться сообщение "TILT%") Заданный угол будет показан в градусах (DEG 0-180o), для того, чтобы изменить на % следует нажать кнопку "V%"
Далее, с помощью винта горизонтального наведения теодолита, поворачивать его пока через смотровое отверстие буровой установки на кресте нитей в зрительной трубе не появится нить отвеса, находящегося в передней части котлована. С помощью винта точного наведения определить его середину.
Нажать кнопку "0SET" на теодолите.
Если сзади установки нет места, чтобы посмотреть через зрительную трубу следует использовать угловую насадку или установить миникамеру (см. установка телеоптики) и следить за изображением на жидкокристаллическом экране.
На этом этапе уже установлена высота буровой установки и теодолита, а также их направление согласно намеченным геодезистом пунктам.
Следует проверить положение буровой установки относительно теодолита, принимая во внимание, что пунктом соотнесения является теодолит, и что в случае возникновение каких-либо отклонений, положение буровой установки следует скорректировать относительно теодолита. Если разница составит более нескольких миллиметров, то можно предположить, что где-то была допущена ошибка. В таком случае, необходимо еще раз проверить расположение оси зрительной трубы теодолита по отношению к реперу, а также положение оси смотрового отверстия буровой установки и исправить ошибки.
8. Установка телеоптики
На буровой установке или на стене котлована не далее 1 м от оператора поместить жидкокристаллический монитор.
Подключите кабель питания (3-контактный) к монитору, второй конец подключить к источнику постоянного тока 12В, например аккумулятору 12В гидравлической станции, обращая внимание на правильную полярность красный "+" черный "-".
"Система защищена от неправильного подключения полюсов"
Рекомендуется установка постоянной розетки 3-пин, входящей в состав в доступном месте при гидростанции.
Подключите кабель видеосигнала и питания камеры (5пин) к монитору, второй его конец подключаем к миникамере.
Включить монитор (см. инстр. монитора).
Проверить есть ли изображение с камеры на мониторе (программа AV-Авто).
"Монитор в моменте доставки настроен производителем системы на оптимальные параметры показываемого изображения. Нет необходимости их регулировать".
"Изображение на мониторе может быть нечетким, если наблюдение за пунктом происходит через камеру, когда она не смотрит через зрительную трубу теодолита.
Как уже было сказано, телеоптическая система была запроектирована специально для позиционирования пилотной головки, поэтому все параметры установлены в соответствии с этими потребностями."
На камере установить объектив, имеющий фокусное расстояние 3-8 мм. Не регулировать резкость объектива!
"Объектив настраивается в моменте доставки производителем системы на оптимальные параметры, позволяющие получить хорошее изображение креста нитей зрительной трубы теодолита, видимого на мониторе и изображение диодной визирной цели в пилотной буровой головке. Не следует регулировать резкость объективов."
На кольце, служащем для регулировки резкости креста нитей находятся два знака, соединение которых гарантирует четкость изображения креста нитей для каждого объектива.
Если во время использования телеоптической системы произойдет сброс настроек объективов, перед тем как их корректировать, необходимо убедиться, что кольцо, служащее для регуляции резкости креста нитей, находится именно в этой позиции.
Миникамеру подсоединить к зрительной трубе теодолита, как показано на рис 6, так чтобы объектив находился как можно ближе к зрительной трубе, но не соприкасался с ней.
В комплект входят 3 объектива.
После прохождения этого участка следует установить объектив с фокусным расстоянием 25 мм. Благодаря этому возможно прохождение участка длиной 30 м с требуемой точностью.
После прохождения этого участка установить объектив с фокусным расстоянием 50 мм. Это позволяет пройти расстояние до 80 м.
Этот объектив позволяет пройти участок длиной 10 м от оси теодолита.
"Увеличение этого расстояния повлечет за собой уменьшение точности управления штангой"
После прохождения этого участка следует установить объектив с фокусным расстоянием 25 мм. Благодаря этому возможно прохождение участка длиной 30 м с требуемой точностью
После прохождения этого участка установить объектив с фокусным расстоянием 50 мм. Это позволяет пройти расстояние до 80 м.
Подсветка креста нитей в зрительной трубе теодолита.
В случаях, когда буровые работы проводятся из небольшого и глубокого котлована, и на камеру падает мало света, камера может не видеть крест нитей. То же происходит когда начинает темнеть. Чтобы предотвратить это явление используется подсветка креста нитей непосредственно в зрительной трубе теодолита.
Это решение позволяет производить пилотное бурение при любом освещении без опасений, что будет сбито направления хода буровой головы.
Для включения освещения используется регулятор, при помощи которого можно также регулировать интенсивности света рис.7.
Внимание! Подсветка работает только, если зрительная труба находится в положении "a".
Рис. 7
1. Включатель подсветки зрительной трубы. 2. Включатель подсветки зрительной трубы
Регулятор следует использовать в зависимости от потребностей.
Чем сильнее подсветка, тем лучше становиться изображение креста, зато изображение диодной визирной цели ухудшается.
Подсветка потребляет очень мало энергии, поэтому ее можно использовать во время всего пилотного бурения.
9. Метод осуществления пилотного бурения.
Заданием оператора является проведение пилотной буровой головы так, чтобы центральный диод диодной визирной цели в пилотной буровой головке все время находился с середине креста нитей на изображении. (Рис. 8 a)
Если центральный диод начинает отклоняться (b) следует соответствующе развернуть штангу, чтобы скос пилотной буровой головы был направлен в сторону креста.(c)
По мере увеличения расстояния между диодной визирной целью и камерой следует постепенно регулировать четкость зрительной трубы теодолита.
Прокол следует производить очень старательно с максимальной точностью.
Следует часто обращать внимание на настройку уровней теодолита.
В теодолите есть компенсатор вертикального угла. Если во время вдавливания штанги стойка передвинется относительно вертикальной оси, электронный компенсатор автоматически добавит значение отклонения к значению на экране, которое следует исправить до значения заданного уклона. Если отклонение будет слишком большим, то значение вертикального угла исчезнет - появится сообщение "TILLT%"
После первой штанги, длиной 1 м нельзя допустить отклонение центрального диода от креста нитей. Большие отклонения могут привести к образованию дуги на оси прокола (рис. 9).
Следует принимать во внимание, что все искривления буровой колоны уменьшают луч света, доходящий от диодной визирной цели до камеры, что приводит к исчезновению отдельных диод, а как результат, к полному их исчезновению, что делает невозможным продолжение работ.
10. Cистема телеоптического наведения пилотных буровых головок
Строение корпуса
Корпус устройства полностью изготовлен из нержавеющей стали. Состоит из пяти элементов и электронной микросхемы:
o главного корпуса,
o направляющего болта,
o завинчивающейся крышки отсека для батареи 1,5 В,
o защитного стекла,
o штампованной металлической завинчивающейся крышки отсека для электронной микросхемы.
Направляющий стержень является сменным элементом – можно использовать стержни разной длины, что делает возможным применение KSK-50 в различных шнековых буровых установках. Конструкция корпуса обеспечивает герметичность при максимальном давлении 3 бара, а использованное защитное стекло выдерживает давление 60 кг. Герметичность достигается благодаря использованию кольцевых прокладок (типа O-ring), находящихся под накатанной крышкой и в отсеке для батареи.
Описание электронной микросхемы
Электронная микросхема управляется микропроцессором и устанавливается на двусторонней печатной плате PCB. Микросхема питается от батареи 1,5 В и имеет собственную систему стабилизации напряжения на уровне 3В.
В устройстве предусмотрены следующие функции:
• датчик зарядки батареи – если батарея разряжена, то диоды, расположенные по периметру платы, мигают, начиная с левой стороны по часовой стрелке:
1.5 В – 1.1 В – все диоды светят равным светом,
1.1 В – 1.0 В – каждые 15 сек. два диода гаснут на 0.5 сек,
1.0 В – 0.9 В - каждые 15 сек. четыре диода гаснут на 0.5 сек,
0.9 В – 0.7 В - каждые 15 сек. шесть диод гаснут на 0.5 сек,
Меньше 0.7 В система работает нестабильно.
• датчик температуры – в случае чрезмерного повышения температуры буровой головки начинают мигать два центральных диода, сигнализируя о перегреве.
55°С до 65 °С – диоды светят равным светом,
65°С до 90°С – диоды мигают с частотой 0.7 Гц (интенсивность 50%), что означает угрозу перегрева;
Выше 90°С система вводится в чрезвычайное положение и, чтобы предотвратить дальнейшую работу, гаснут все диоды кроме одного, находящейся в правом нижнем углу.
• продление срока службы батареи – в случаях, если устройство находится без движения дольше 15 мин, она переходит в спящий режим, гаснут все диоды, мигает только правый нижний диод, каждые 15 сек. на 100 мс. Чтобы ввести буровую голову в спящий режим, следует повернуть ее так, чтобы правый нижний диод погас. Чтобы вывести систему из спящего режима следует повернуть голову на мин. 90 градусов и подождать около 10 сек.
Действия в случае поступления сигналов с оптической головки:
o Мигает только один диод; каждые 15 сек. на 100 мс – буровая пилотная голова находится в спящем режиме. Для выведения ее из спящего режима следует повернуть голову на мин. 90 градусов.
o Два диода мигают каждые 15 сек. – батарея начинает разряжаться. В зависимости от качества батареи, грунтовых условий и этапа работ следует рассмотреть возможность приостановления работ и извлечения буровой головы для замены батареи.
o Четыре или шесть диодов мигают каждые 15 сек. – степени разрядки батареи. Следует иметь в виду, что диоды погаснут через несколько часов.
o Диоды мигают хаотично - следует незамедлительно заменить батарею. Функция измерения температуры не работает, что может привести к перегреву и, в последствии, повреждению электронной микропроцессора и оборудования.
o Два центральных диода мигают каждые 1,5 секунды – температура буровой головки выше нормы. Следует подать буровой раствор для охлаждения или приостановить работу до тех пор, пока температура головки не понизится до безопасного уровня.
o Один диод светится постоянно, остальные не горят – аварийное состояние. Микропроцессор может быть поврежден в связи с превышением максимальной допустимой температуры. Следует незамедлительно приостановить работу и подать буровой раствор для охлаждения.
o Не горит ни один диод – батарея полностью разряжена либо повреждена электронная микросхема. Следует проверить уровень заряда батареи и очистить контакты. Если эти действия не принесли результата, устройство следует вернуть производителю.
Список элементов, входящих в состав полного комплекта телеоптической системы слежения:
- Электронный уровень.
- Теодолит NEDO + штатив + рейка 5м + угловая насадка.
- Головка с диодной визирной целью.
- Металлический трубчатый стержень.
- Металлический трубчатый стержень, устанавливаемый с помощью распорных дюбелей.
- Болт для вбивания металлического трубчатого стержня.
- Короткий стержень fi 30.
- Длинный стержень fi 30.
- Винт для точной регулировки высоты.
- Основание.
- Шестигранный винт трегера M12.
- Винт 5/8” латунный.
- Шестигранный ключ 10.
- Шестигранный ключ 4.
Телеоптический комплект
- Жидкокристалический монитор в герметичном корпусе + кабеля.
- Миникамера.
- Объектив с фокусным расстоянием 3-8мм.
- Объектив с фокусным расстоянием 25мм.
- Объектив с фокусным расстоянием 50мм.
- Транспортный ящик.
В формате PDF — Технология управляемого шнекового бурения
