Екатеринбург (343) 368-75-77·383-64-73

Оборудование для прессиометрических испытаний

Краткий обзор оборудования

Предприятие Геотест выпускает две модификации радиальных электровоздушных прессиометров, предназначенных для испытания грунтов в скважинах боковым давлением в соответствии с ГОСТ 20276–2012.

Прессиометр ПЭВ-89МК

Выпускается с 2006 года, предназначен для проведения испытаний в полуавтоматическом режиме. С момента разработки в конструкции прессиометра мало что изменилось. Он показал себя простым в использовании и надёжным прибором.
Основные проблемы, с которыми обращаются к нам для ремонта наши Заказчики, это разрыв оболочки и поломка штоков датчиков перемещений.
На наш взгляд, это связано с ошибками исполнителей при работе с прессиометром. Часто при установке прессиометра на отметку испытания, зонд прессиометра, посредством буровой установки вдавливают в оплывшую скважину, что и приводит к разрыву оболочки. То же самое происходит и при извлечении зонда прессиометра из оплывшей или осыпавшейся скважины, а иногда пытаются извлечь и раздутый зонд.
При выполнении обсадки скважины и аккуратной установке зонда на отметку испытаний, что мы всегда и рекомендуем, этих проблем можно избежать.
Поломка штоков датчиков происходит при проведении испытаний в скважинах с начальным диаметром большее 100 мм, что является нарушением требований ГОСТ 20276–2012 к подготовке скважины для прессиометрических испытаний.

В состав комплекта ПЭВ-89МК входят следующие основные узлы: зонд прессиометра с пневмомагистралью, манометрическая головка с редуктором, ресивер и измерительный прибор контроллер ТЕСТ-ПРК.
В зонде прессиометра установлено шесть индуктивных датчиков для измерения перемещений оболочки.
Пневмагистраль длиной от 20 до 50 метров служит для подачи в зонд воздуха и коммутации датчиков перемещений с измерительным прибором.
Манометрическая головка с редуктором служат для регулирования и поддержания постоянного давления воздуха на ступени.
В ресивере хранится запас сжатого воздуха для проведения опыта, который может быть пополнен в любой момент посредством автомобильного насоса.
Контроллер ТЕСТ-ПРК выполняет функции измерительного прибора, который позволяет проводить опыт в полуавтоматическом режиме. В процессе опыта он оцифровывает и нормирует сигналы датчиков, показывает опытные данные на цифровом дисплее, сохраняет отсчёты с заданным интервалом времени и при подключении к ПК передаёт их в программу обработки.

Для проведения опыта зонд прессиометра посредством троса или буровых штанг, устанавливают, на отметку испытания. До отметки испытания, независимо от вида грунтов, скважина должна быть обсажена трубой большего диаметра, например 127,146 мм, а участок для испытания бурится коронкой 89 мм ниже забоя скважины на 1.0–1.2 метра, причём диаметр этого участка скважины не должен превышать 100 мм. Прессиометр на отметку испытания устанавливается сразу после бурения, при этом тщательно контролируется его положение в скважине можно посредством миниатюрной видеокамеры. Зонд прессиометра должен полностью находиться в пределах участка скважины диаметром менее 100 мм, подготовленного для испытаний. Ресивер с воздухом присоединяют к манометрической головке, к ней подключают также пневмомагистраль и измерительный прибор ТЕСТ-ПРК.

Оператор в процессе проведения опыта может находиться вблизи скважины или на расстоянии нескольких метров от неё, в зависимости от длины пневмомагистрали. Например, в КУНГе или в салоне автомашины. Рядом с оператором, для контроля и управления опытом, располагаются манометрическая головка с ресивером и измерительный прибор ТЕСТ-ПРК.

В контроллер ТЕСТ-ПРК вводятся Исходные Данные, которые включают: номер опыта, глубину испытания, вид грунта (пески, суглинки или глины), режим испытания (быстрый или медленный), и схему нагружения (нагрузка или нагрузка- разгрузка).
На основании Исходных Данных, контроллер, в соответствии с ГОСТ 20276–2012, во внутреннем СПО, выбирает Программу испытаний для заданного вида грунта и назначает нагрузочно-временные параметры опыта (величина первой и последующих ступеней нагрузки, интервал снятия отсчётов и время для проверки критерия стабилизации).

На дисплее высвечивается величина давления для первой ступени нагрузки. Оператор посредством редуктора задаёт нужное давление, контролируя его величину на дисплее, глубина и запускает выполнение опыта.
Контроллер начинает сохранение опытных данных с заданным интервалом времени и проверку критерия стабилизации. При его выполнении, контроллер подаёт звуковой сигнал и предлагает задать следующую степень нагрузки, величина которой показана на дисплее контроллера и опыт продолжается.
Вся текущая информация во время проведения опыта, а именно: № ступени, время, величина давления в зонде и текущий диаметр зонда отображается на дисплее контроллера.
Завершение опыта происходит по команде оператора, или при выборе схемы нагружения, «нагрузка-разгрузка» испытания продолжаются в режиме разгрузки.

Такой пользовательский интерфейс позволяет проводить опыты специалистам невысокой квалификации и избежать ошибок при назначении нагрузочно-временных параметров испытания и протоколировании результатов. При задании Исходных Данных все параметры испытания назначаются контроллером автоматически в соответствии с ГОСТ 20276–2012 по формальным признакам: глубина испытания, вид и состояние грунта, а в процессе проведения опыта Оператору даются подсказки для назначения давления для ступеней.

Объём опытных данных, сохранённый в контроллере и переданный в ПК для обработки, позволяет объективно оценить корректность проведения опыта. До обработки в контроллере ТЕСТ-ПРК можно сохранять от 10 до 30 полноценных опытов.

Тарировка прессиометра выполняются при его изготовлении, результаты сохраняются в памяти контроллера и передаются в Программу обработки наряду с опытными данными.
В процессе эксплуатации прессиометра, для проверки состояния измерительной системы, требуется лишь выполнение простых тестов по измерению диаметра контрольной трубы, входящей в состав комплекта.

Некоторые детали.
Прессиометр ПЭВ 89МК поддерживает методики испытаний грунтов по медленному (0.1) и быстрому (0.1) режиму, в соответствии с ГОСТ 20276–2012, с Критерием стабилизации 0.1 мм.
Учитывая, что реальное цифровое разрешение прессиометра составляет 30мм/2500 делений = 0.012 мм, в соответствии с Примечанием 2 к Таблице 6.2 ГОСТ 20276–2012, формально можно принять более жёсткий Критерий Стабилизации, например в два раза меньше 0.05 мм и пропорционально сократить время условной стабилизации.
При этом появляются ещё два, вполне корректных режима для проведения испытаний: медленный (0.05) и быстрый (0.05), которые реально сокращают время проведения опыта на 20–30%.

Техническое описание прессиометра ПЭВ-89МК можно посмотреть на сайте и в Информационном листке.

Прессиометр ПЭВ-89МК + Блок П

Предназначен для проведения прессиометрических испытаний в полуавтоматическом режиме с трансляцией данных на удалённый компьютер.
Его основное отличия от ПЭВ-89МК состоит в том, что в состав комплекта дополнительно входит беспроводной терминал передачи данных Блок П.

Блок П размещается на штативе рядом с местом испытания, он имеет автономное питание и подключается к пневмомагистрали прессиометра. Терминал обеспечивает питание индуктивных датчиков перемещений, установленных в зонде прессиометра, выполняет аналогово-цифровое преобразование сигналов, анализ и передачу опытных данных на удалённый компьютер через радиоинтерфейс ZigBee.

Подготовку опыта выполняют аналогично прессиометру ПЭВ-89МК, но вместо контроллера ТЕСТ-ПРК, к разъёму пневмомагистрали подключают Блок П. При работе, оператор с манометрической головкой и компьютером, располагается в удобном месте на расстоянии до 30 метров от скважины.

Посредством ПО компьютера, выбирают вариант исходных данных, соответствующий конкретным условиям опыта. В соответствии с исходными данными и требованиями ГОСТ 20276–2012, назначаются нагрузочно-временные параметры для проведения испытания, включается таймер и начинается трансляция отсчётов датчиков перемещения и давления в ПК с заданным интервалом времени. При этом проверяется критерий стабилизации и при его выполнении на мониторе ПК появляется сообщение о величине следующей ступени нагрузки. Оператор управляя давлением посредством редуктора, задаёт следующую ступень и так до завершения опыта.

Все опытные данные сохраняются в программе обработки результатов испытаний Pneumator и в процессе проведения опыта представлены на мониторе в графическом и цифровом виде. Посредством ПО, установленного на компьютере, оператор может одновременно проводить несколько опытов с разными прессиометрами.
Контроллер ТЕСТ-ПРК, выполняет функции «Резервного прибора» и штатно используется при выходе из строя основного оборудования (компьютер или Блок П).

Прессиометр ПЭВ-89МК + комплект КАП2

Предназначен для проведения прессиометрических испытаний в автоматическом режиме.

В комплект автоматизации КАП2 входит пневмоблок CAP2 и ПО Pneumator. Использование комплектов автоматизации позволяет существенно снизить трудоёмкость испытаний и повысить достоверность результатов, т.к после ввода Исходных Данных и запуска программы, опыт проводится автоматически без участия Оператора.

Подготовку опыта выполняют аналогично, но в данном случае, к пневмомагистрали, вместо контроллера ТЕСТ-ПРК, подключают пневмоблок CAP2. К специальным портам Пневмоблока подключают ресивер, автомобильный электрический компресор и пневмомагистраль прессиометра. Пневмоблок устанавливают вблизи скважины на штативе, а его автономное питание осуществляется от аккумуляторной батареи. На удалённом компьютере запускают ПО Pneumator и устанавливают двусторонний радиообмен с Пневмоблоком CAP2 на расстоянии до 100 метров.

Посредством ПО компьютера, оператор выбирает во внутренней памяти Пневмоблока CAP2 вариант Исходных Данных, соответствующий конкретным условиям данного опыта и запускает программу его выполнения. При необходимости Оператор может назначить свои оригинальные Исходные Данные и сохранить их во внутренней памяти Пневмоблока для дальнейшего многократного использования.
В соответствии с принятым вариантом Исходных Данных внутреннее СПО Пневмоблока CAP2, назначает нагрузочно-временные параметры для проведения опыта и включает таймер. Пневмоблок устанавливает давление в зонде, соответствующее первой ступени нагрузки и начинает сохранение отсчётов с заданным интервалом, проверяя критерий стабилизации.

При выполнении критерия стабилизации, пневмоблок увеличивает давление до величины следующей ступени и автоматически поддерживает его, и так до последней ступени нагрузки.После достижения максимального давления, Пневмоблок CAP2 завершает опыт и снижает давление в зонде прессиометра до нуля. Во время проведения опыта Пневмоблок поддерживает оптимальное давление воздуха в ресивере посредством электрического автокомпрессора.
Возможны варианты испытаний в режиме «нагрузка — разгрузка», «повторное нагружение — разгрузка» и другие. Все испытания выполняются автоматически, а ход опыта транслируется на удалённый ПК и сохраняется в Базе программы Pneumator, причём оператор может в любой момент внести корректировки в программу проведения опыта.

Возможен и вариант полностью автономной работы комплекта КАП2, когда испытание проводится по заданной программе только под управлением СПО Пневмоблока CAP2.
В этом случае оператор задаёт Исходные Данные, запускает программу выполнения опыта, и… выключает ПК.
Пневмоблок CAP2 проводит и завершает опыт по выбранной программе и сохраняет опытные данные во внутренней памяти. Они могут быть переданы в ПК по запросу Программы обработки результатов испытаний. В памяти пневмоблока сохраняются результаты 10–15 полноценных опытов.

В ПО Пневмоблока CAP2 и ПО Pneumator заложены все методики испытаний, предусмотренные ГОСТ 20276–2012, а также методики с использованием более жёсткого критерия стабилизации КС=0.05мм. Для упрощения ввода Исходных Данных в ПО предусмотрены стандартные варианты испытаний для различных видов и состояний грунтов.
При форсмажорных обстоятельствах и выходе оборудования из строя (пневмоблок CAP2 или компьютер), испытания могут быть продолжены с использованием контроллера ТЕСТ-ПРК.

В статье приведена краткая информация по прессиометрам, выпускаемым предприятием Геотест, и рассмотрены особенности их работы. Надеюсь, что эта информация поможет нашим Заказчикам с пониманием подойти к выбору оборудования и выбрать комплект наиболее полно соответствующий их требованиям и квалификации.

С уважением, Е. Л. Пылаев
10.08.2015.

Электровоздушный радиальный прессиометр ПЭВ-89МК

Предназначен для определения деформационных характеристик грунтов в буровых скважинах.

510 000 руб.

Прессиометр ПЭВ-89МК с комплектом автоматизации КАП2

Предназначен для использования с прессиометрами ПЭВ-89МК. Комплект КАП2 позволяет полностью автоматизировать процесс выполнения полевых испытаний грунтов прессиометрами, сохранить и обработать результаты испытаний.

885 000 руб.

Комплектующие

Наименование Цена
Комплект автоматизации полевых испытаний грунтов КАП2 375 000 руб.
Стакан буровой Ø89х600 8 800 руб.

НДС — не предусмотрен. Упрощенная система налогообложения (Глава 26.2 Налогового кодекса РФ).