Оборудование устанавливается на автомобили КамАЗ, ЗИЛ и УРАЛ. Это универсальное и высокоэффективное оборудование, предназначенное для бурения скважин диаметром до 850 мм и значительной глубиной.
Обзор технологии шнекового бурения
В процессе добычи полезных ископаемых используются различные методики, которые наиболее эффективно подходят для определённых задач. Этот выбор всегда обуславливается экономическими факторами, поскольку стоимость добываемого ресурса должна значительно превышать затраты на его извлечение. Шнековое бурение скважин применяется в тех случаях, когда требуется поднимать разрушенные породы с пройденных участков при помощи специального механизма, вместо применения бурового раствора.
Данная методика имеет свои ограничения по глубине бурения, и чаще всего используется в рамках геологических исследований либо для бурения скважин на воду. Этот метод также применим, если требуется бурение отверстий для закладки взрывчатых веществ с целью последующего разрушения горных пород. Ещё одной областью применения данного метода является создание скважин под сваи, которые будут служить опорами для железнодорожных мостов или других технологических объектов.
Принцип проведения шнековой разработки
Для выполнения этой процедуры используется специализированное оборудование, которое конструктивно отличается от традиционных буровых установок. Обычно оно устанавливается на передвижной платформе, что позволяет оперативно менять местоположение в случае, если нужно перенести работы на несколько метров.
Самоходные установки справляются с этой задачей значительно быстрее, чем перенос стационарного оборудования. Удобство в организации рабочего процесса является основным преимуществом, благодаря которому метод завоевал популярность при проведении разведывательных операций. За одну рабочую смену возможно достичь глубины до трехсот метров, если геология местности позволяет с нормальной твердостью почвы.
Шнековое бурение скважин включает в себя следующие операции:
- • Доставка рабочего оборудования на место бурения и перевод установки из транспортного состояния в рабочее.
- • Запуск бура для сверления в землю. Увеличенный крутящий момент эффективно разрушает горную породу, а специальная стальная лента помогает поднимать отработанные элементы на поверхность.
- • По мере продвижения бура в глубину, будут активироваться новые шнеки, что значительно ускорит процесс.
При этом важно учитывать твердость породы, так как это влияет на положение резцов бура относительно рабочей плоскости. Неправильная установка может спровоцировать поломку буровой головки, что приведет к вынужденным простоям в работе и, как следствие, к дополнительным затратам. Шнек для бурения скважин представляет собой трубку, к которой по спирали приварены специальные винтообразные элементы.
Такой вид устройства наиболее подходит для работы, поскольку обеспечивает быстрое внедрение в горные породы и разрушение с минимальным сопротивлением. Для этого используются высокопрочные марки стали, чтобы предотвратить их деформацию в контакте с прочными слоями. Однако металл также должен обладать определенной степенью пластичности, чтобы не быть чрезмерно хрупким.
Шнековый метод бурения коренится в истории и считается одним из старейших. Эта технология оказалась настолько эффективной, что до сих пор применяется, но в более усовершенствованном виде. Промышленники высоко ценят скорость выполнения работ, и поэтому этот метод широко распространён. Единственное ограничение его использования — максимальная глубина, что обуславливает необходимость комбинирования с другими технологиями для ввода в эксплуатацию.
Особенности шнеков для бурения скважин на воду
Шнеки буровой установки охлаждаются грунтом, который поднимается по спирали режущего инструмента:
- Объем поднимаемого грунта при средней скорости не должен превышать 0,2-0,4 от общего. В таком случае количество оборотов сверла должно составлять 150-200 об/мин.
- Для режущих элементов с диаметром до 10 см скорость вращения не должна превышать 500 об/мин.
- При бурении скважин шнеками более эффективны режущие элементы с центральным каналом, что позволяет проводить воздух или воду с помощью гидравлической системы, снижающей трение.
Как правило, шнековое бурение осуществляется на глубине до 50 м. В исключительных случаях оборудование может достигать глубины до 120 м.
Этапы выполнения работ
Шнековое бурение используется для создания как вертикальных, так и горизонтальных скважин. В последнем случае предусматриваются следующие этапы работ:
- Подготовка оборудования и его установка на специальной устойчивой платформе.
- Выемка ямы для удаления рыхлой и рыхлой почвы.
- Определение направления сверления с помощью лазерных измерительных приборов.
- Установка всего необходимого оборудования и корпусов.
- Углубление сверла до достижения максимальной глубины.
- Извлечение рабочего инструмента на поверхность.
- Подключение к буровой установке новой секции, позволяющей достигнуть необходимой глубины.
Существуют и случаи вертикальной перфорации, однако этот метод не требует применения футеровки.
Инструменты для шнекового бурения
Инструменты для шнекового бурения скважин различаются по типу конструкции в зависимости от числа витков и геометрии режущей части. Для работы на твердых и полутвердых супесях и суглинках нередко используются буровые снаряды, кромка которых снабжена дополнительными резцами.
На практике для бурения водозаборных скважин часто используют только один стартовый шнек без каких-либо дополнительных элементов, поскольку бурить предстоит осадочные связные и несвязные породы. В процессе заглубления инструмент наращивается буровыми штангами.
Каждые 0,5-0,7 м снаряд из скважины извлекается для очистки самого бура и забоя от разрушенной породы. Этот метод является более экономичным, но и более трудоемким.
Для разрушения валунов и гальки, которые могут встретиться в осадочных грунтах, переходят на ударно-канатную методику. Обычно для этого используется долото, выполненное из инструментальной стали. Этот заостренный бур с нижним торцом применяется для воздействия на забой до разрушения твердой преграды.
После разрушения гальки или валуна осколки извлекаются на поверхность с помощью стакана (колонковой трубы) или желонки. После этого снова осуществляется переход на шнековый метод. Чаще всего для проходки выработки используется несколько буровых методов в сочетании.
При бурении рыхлых песков и мягких суглинков используются буровые шнековые снаряды с развёрнутыми к забою лопастями под углом 30-60º, а для бурения в связных глинистых породах применяются лопасти под углом 90º.
Конструкция шнека представляет собой трубу или длинный сплошной пруток/стержень с навитой спиралью.
Спираль изготавливается путём намотки высокопрочной стальной ленты диаметром 5-7 мм на винтовую оправку. Затем её растягивают на трубе или стержне и производят сварку.
Чем больше диаметр трубы-основы, тем меньше транспортирующая способность шнека. Однако диаметр длинномерного изделия ограничен механической прочностью шнека и технологией его производства.
На сегодня производят два вида шнеков:
- С центральным отверстием, то есть полые;
- Утяжелённые – без отверстия.
Для минимизации износа винтового транспортёра при бурении в абразивных породах на наружную кромку наворачивают стальную полосу или наплавляют слой металла на поверхность.
При высоких скоростях шнекового бурения над снарядом устанавливают специальный переходник с двухзаходной навивкой полосовой стали. В этом случае основное количество породы перемещается на винтовой транспортёр без тертого воздействия.
На конце трубы со спиралью обязательно должен быть специальные элементы для соединения. Существуют два типа соединений шнеков: безрезьбовые и резьбовые. В первом случае шнеки соединяются муфтовыми замками и крепятся с помощью металлических пальцев с фиксирующими элементами. Во втором же случае соединение осуществляется методом ввинчивания.
Резьбовое соединение шнеков в бурильной колонне даёт возможность механизировать их соединение и разъединение при выполнении спуско-подъёмных операций, а также при подаче жидкости на забой. Однако существенным недостатком является отсутствие возможности для обратного вращения шнеков. Поэтому безрезьбовое соединение стало более распространённым.
Специальные буровые установки обычно включают набор шнеков различных диаметров.
Обзор буровых станков
В шнековом бурении используются как ручные инструменты, так и механизированные установки. Самым простым по конструкции является ручной земляной бур, состоящий из стержня или трубы с винтообразным ножом и жестко зафиксированной T-образной ручкой.
Такой бур ввинчивается в грунт, подобно штопору. В процессе проходки выработки его наращивают штангами. Ручные земляные буры изготавливаются разборными, что делает их удобными для транспортировки в легковом автотранспорте. Кроме того, это позволяет регулировать длину шнековой буровой колонны.
С помощью ручного инструмента можно создавать отверстия глубиной до двух метров с диаметром не более 20 сантиметров. Существуют также мотобуры с бензиновым или электрическим приводом. В их конструкцию входит винтовой транспортёр, то есть шнек, и двигатель с редуктором. Вращение вала мотора обеспечивает движение шнека.
С использованием приводного инструмента и при наличии буровых штанг для наращивания возможно бурить скважины глубиной до 25 метров. С диаметром до 30 сантиметров они используются для установки уличных опор освещения, монтажа столбов ограждения, создания шурфов для осмотра фундаментов и грунтового основания.
Бурение скважин на воду на территории частных домов и создание отверстий большого диаметра под свайный фундамент осуществляются с помощью переносных малогабаритных станков либо буровых установок на передвижной технике.
Мобильные агрегаты представляют собой небольшие станки с электро- или бензомотором, что позволяет быстро и эффективно пробуривать скважины для дачного строительства и подготавливать множество ям для опор различного назначения.
Часто такие буровые установки изготавливаются в виде прицепного оборудования для легковых авто, что облегчает транспортировку к месту проведения работ.
В гражданском и промышленном строительстве для создания выработок большой глубины и диаметра используются шнековые специальные оборудование, установленное на грузовых автомобилях или тракторах.
Эти устройства применяются при монтаже опор для высоковольтных линий электропередач и уличного освещения, установке забора на стадионах, спорткомплексах, промышленных объектах и аэродромах. Кроме этого, с помощью шнековых буровых установок на передвижной технике создаются шпунтовые ограждения котлованов и устанавливаются винтовые сваи.
Достоинства и недостатки метода
Простота технологии шнекового бурения хорошо иллюстрируется на примере льдобура, который используют любители зимней рыбалки. Такой инструмент представляет собой стержень, обвитый лентой и дополненный резцами или долотом. Вращение может происходить ручным способом или с помощью механического, электрического или пневматического привода.
К преимуществам шнекового метода бурения скважин можно отнести:
- высокая скорость прохождения работ — до 300 м за смену;
- непрерывный отбор грунта от забоя ствола и его доставка на поверхность;
- отсутствие необходимости в подготовке бурового раствора для выноса шлама;
- возможность бурения скважин глубиной до 50 м и диаметром до 850 мм;
- проходка выработок с углом наклона от вертикального до горизонтального;
- бурение стволов различного назначения — как для геологоразведки, так и для водозабора или под сваи;
- доступность для самостоятельной работы с ручным инструментом.
Существуют и недостатки шнекового метода: попадание под резцы камня или валуна может привести к остановке бурения. Для эффективной работы шнека крайне важно создавать давление на трубную колонну.
Применение ручных установок
К этому типу оборудования относятся мобильные и компактные механизмы, позволяющие выполнять работу в ограниченных условиях, например, создавать скважины в подвалах.
Ручное бурение скважин на воду.
Существует множество ручных установок различной мощности и назначения:
- сверление льда при зимней рыбалке и грунта первой и второй категории возможно ручным мотобуром весом 15 кг;
- пробуривание скважин для строительных работ и водозаборных в породах I–III группы требует установки массой до 80 кг, управляемой одним или двумя операторами;
- гидробурение, создание выработок под сваи и разведки, где механизм может быть блочным из отдельных модулей;
Как и в случае с автономным движением от двигателя внутреннего сгорания, производятся установки с электромоторами. Ямобуры мощностью 2,2 кВт подключаются к сети 220 В, а мощностью 4 кВт — к сети 380 V и комплектуются бензиновыми двигателями. Глубина бурения у обеих моделей достигает 5 м, а диаметры скважин варьируются в зависимости от конструкции.
Преимущества шнекового бурения
К основным преимуществам шнекового бурения относятся:
- шнековое бурение это высокоскоростной процесс, обладая компактными габаритами и оснащаясь шнеками, устройство может достигать глубины до 300 метров в различных грунтовых условиях, выполняя дневную норму;
- метод довольно известен и популярен, так как стоимость его низка благодаря простой установке;
- буровой процесс может проходить без использования специальных промывок на глубоких скважинах (глубина может достигать до 10 м);
- конструкция может быть компактной по размерам, она позволяет обеспечить отличную мобильность и высокую транспортабельность, без привлечения крупногабаритной техники, что, в свою очередь, минимизирует негативное воздействие на окружающую среду и инфраструктуру.
Тем не менее, как и у всех конструкций, имеются свои недостатки. Главный недостаток данного метода заключается в невозможности работы с твердыми и сверхтвердыми породами; если шнек столкнется с валуном, они наклоняются или ломаются, что приводит к остановке бурения и дополнительным расходам для прокладывания пути под дорогой или другими препятствиями.
Горизонтально направленное бурение шнеком
Горизонтально направленное бурение шнеком применяется при бестраншейном прокладывании трубопроводов, где используется специальный шнекобуровой инструмент с вращающимися лопастями и домкратная тренога. При реализации горизонтального бурения шнеком требуется сооружение стартовых и приемных шахт, глубина которых соответствует планируемым уровням трубопровода или инженерных сетей. В стартовой шахте необходимо установить домкратную треногу, обеспечивающую поддержку бурового механизма и давление для прокола труб.
Контроль бурения осуществляется через систему лазерного наведения с сенсорным управлением на небольшом компьютере, где можно получить информацию о физико-механических свойствах скального грунта в зоне будущего расположения различных объектов. В процессе бурения удаляемая порода своевременно вывозится шнековым механизмом. Метод активно используется при строительстве газопроводов, теплоидных сетей и канализационных систем. Он зарекомендовал себя как надежный, эффективный, экономически выгодный и экологически безопасный, что делает его распространенным выбором для строительства различных типов скважин.
- Услуги
- Горизонтально-направленное бурение (ГНБ)
- Устранение аварий
- Земляные работы
- Монтаж оснований
- Строительство водопровода
- Строительство канализации
- Цены
- Документы
- Наши объекты
- Техника
- Новости
- О нас
