Изготовление деталей опытного образца пневмопробойника ПР-55. Сборка опытного образца пневмопробойника ПР-55. Экспериментальные исследования опытного образца пневмопробойника ПР-55. Доработка конструкции опытного образца пневмопробойника ПР-55. Пробные полевые испытания опытного образца пневмопробойника ПР-55. Разработка комплектов конструкторской документации опытного образца пневмопробойников ПР-80, ПР-100.

Цели: создание опытного образца пневмопробойника ПР-55, экспериментальное определение показателей его рабочих циклов в режимах работы “вперед” и “реверс”; проверка работоспособности пневмопробойника ПР-55 в полевых условиях при проходке горизонтальных и вертикальных скважин; установление его технических характеристик; разработка комплекта конструкторской документации на опытные образцы пневмопробойников ПР-80, ПР-100. Проведено сравнение результатов экспериментальных исследований с результатами имитационного моделирования. Основное назначение создаваемого продукта: проходка скважин в грунтах для реализации специальных строительных и горных технологий. Создан опытно-промышленный образец пневмопробойника ПР-55. На данную разработку подана заявка на изобретение (заявка на полезную модель № 2019123260) “Пневмоударное устройство для проходки скважин”, получено положительное решение. Экспериментально исследованы особенности его рабочих циклов, определены показатели рабочих циклов, и установлены технические характеристики. Проведенные экспериментальные исследования пневмопробойника ПР-55 показали, что созданный образец имеет следующие технические характеристики: массогабаритные характеристики - диаметр корпуса 58 мм, длина корпуса 1016 мм, масса машины 16,5 кг; технические характеристики при работе в режиме “вперед”: магистральное давление (изб.) 0,6 МПа, энергия единичного удара (вертикальная/горизонтальная работа) - 41/37 Дж, частота ударов - 10,5/12,9 Гц, расход сжатого воздуха - 0,81/0,78 м³/мин, ударная мощность - 430/477 Вт, удельный расход - 31,4х10⁻⁶/27,24х10⁻⁶м³/Дж, КПД - 32/37%; технические характеристики при работе в режиме “реверс”: магистраноель давление (изб.) - 0,6 МПа, энергия единичного удара - 17/20 Дж, частота - 7,9/7,1 Гц, расход воздуха - 0,52/0,46 м³/мин, ударная мощность - 134/142 Вт. Проведены полевые испытания опытно-промышленного образца пневмопробойника ПР-55; установлены стабильность его работы при проходке горизонтальных и вертикальных скважин. Измерен для некоторых типов грунта (суглинок, супесь) диапазон средней скорости проходки горизонтальных, вертикальных и наклонных скважин (0,25 - 0,94 м/мин). Выполнен сравнительный анализ результатов экспериментов с результатами имитационного моделирования, техническим заданием и техническими характеристиками промышленных отечественных и зарубежных аналогов. Разработана конструкторская документация на изготовление опытных образцов пневмопробойников ПР-80, ПР-100. Созданный опытный образец пневмопробойника ПР-55 соответствуют массогабаритным характеристикам, заданным в техническом задании, имеет надежный запуск и работу в режимах “вперед” и “реверс”. Показано, что значения его технических характеристик достигают уровня значений, определенных в техническом задании. Пневмопробойник имеет более низкий расход сжатого воздуха и более высокую ударную мощность в сравнении с аналогами, экспериментальный КПД пневмопробойника достигает 37%. Установлено, что модель пневмопробойника ПР-55 превосходит серийный пневмопробойник ИП-4610 по энергии удара в 2,4 раза, по ударной мощности в 4,8 раза, имеет в 1,7 раза меньший расход сжатого воздуха. Экспериментальный КПД опытного образца ПР-55 в 8 раз выше. Зарубежные аналоги имеют одинаковую конструктивную схему с отечественными серийными пневмопробойцниками. Полевые испытания при проходке вертикальных и горизонтальных скважин показали стабильную работу пневмопробойника в режимах “вперед” и “реверс”, а также высокую скорость проходки вертикальных и горизонтальных скважин - 0,25 - 0,94 м/мин. Проведенные экспериментальные исследования и испытания опытного образца позволяют заключить, что пневмопробойник ПР-55 имеет возможность стать конкурентоспособным при его внедрении.