Технология шнекового бурения скважин станками

Бурение скважины на воду ручным шнеком

Подходит для бурения скважин до 20 метров в грунте не содержащем скальный включений.

Принцип работы:

• − для начала работы потребуются: бур для земляных работ, штанги для увеличения длины бура, обсадные трубы, лебёдка и вышка;
• − в месте бурения скважины устанавливаем вышку;
• − на 40 — 50 сантиметров углубляем грунт в месте бурения;
• − устанавливаем бур и начинаем вращательное движение, сначала с этим справится один человек, потом нужна помощь второго, можно использовать механический привод от электродвигателя;
• − через 40 — 50 см, бур достаём и очищаем от грунта;
• − если грунт твёрдый — можно добавлять воды.

Преимущества:

• − минимальный дополнительные расходы;
• − работу могут выполнить 2-3 человека без опыта работы.

Недостатки:

• − небольшая глубина будущей скважины;
• − низкое качество воды;
• − небольшая производительность скважины.

Ударно-канатный метод самостоятельного бурения скважины на воду

Подходит для бурения неглубоких скважин до верховодки или первого водоносного слоя, если грунт не содержит крупных камней.

Принцип работы:

• − для начала работы потребуются: крепкая тренога или вышка из металлической трубы или брёвен, забивной стакан (заострённая с одной стороны труба), груз для удара стакана;
• − тренога выставляется так, чтобы вершина была над местом расположения скважины;
• − стакан поднимается на треноге с помощью стального троса, трос отпускается, стакан падает и углубляется в грунт;
• − для дальнейшего заглубления используется дополнительный груз, который ударяют о стакан;
• − грунт периодически выбивается из забивного стакана.

Преимущества:

• − минимальный дополнительные расходы;
• − аккуратное вскрытие водоносного пласта;
• − работу могут выполнить 2-3 человека без опыта работы.

Недостатки:

• − небольшая глубина будущей скважины;
• − низкое качество воды;
• − минимальная скорость бурения;
• − небольшая производительность скважины.

Ручные методы бурения скважин на воду обладают одними недостатками: небольшая глубина скважины и как следствие низкое качество воды. Решить эту проблему можно скважиной глубиной более 50 метров. Подобное бурение можно выполнить только механическим методом.

Шнековый метод бурения скважин

Шнековое бурение наиболее часто используемый способ бурения скважин на воду в сыпучих грунтах. Вращение шнека осуществляется механическим приводом от бензинового или электрического двигателя.

Принцип работы:

• − в необходимое место устанавливается комплекс для шнекового бурения, он может быть на колёсном, гусеничном ходу или стационарная;
• − во время бурения шнек периодически поднимается наружу и место вокруг скважины и шнек очищают от земли;
• − по достижению водоносного слоя выполняется обустройство скважины для дальнейшего использования.

Преимущества:

• − возможно пробурить скважину глубиной от 60 до 100 метров;
• − вода добывается хорошего качества.

Недостатки:

• − механическое шнековое бурения скважины дороже ручных методов;
• − установки могут повредить окружающий газон и строения;
• − для бурения глубоких скважин требуется хорошая квалификация рабочих.

Роторный способ бурения скважины на воду

Универсальный метод бурения скважин на воду, позволяет сделать скважину практически в любом грунте, глубиной до 500 метров.

Принцип работы:

• − бурение происходит с помощью вращающегося долота;
• − измельчённый грунт удаляется промывочной водой.

Преимущества:

• − возможно пробурить скважину достаточной глубины;
• − максимальная скорость бурения из всех перечисленных;
• − вода добывается хорошего качества.

Недостатки:

• − механическое роторное бурения скважины дороже остальных методов;
• − установки могут повредить окружающий газон и строения;
• − сложность бурения при отрицательной температуре;
• − водоносный пласт загрязняется промывочным раствором;
• − для бурения глубоких скважин требуется хорошая квалификация рабочих.

С чего начать бурение скважины на воду?

Получить бесплатную консультацию у специалиста РОСВОДРЕСУРС о вариантах бурения скважины на воду можно по телефону 8 (938) 53 888 48 звоните с 8:00 до 18:00 или электронной почте direktor@kvresurs.ru

Мы работаем по всей России, в том числе: Московской, Ростовской, Волгоградской, Костромской, Ярославской, Ивановской, Владимирской, Рязанской, Тульской, Калужской, Смоленской, Тамбовской, Курской, Липецкой, Брянской, Белгородской, Воронежской, Орловской, Тверской, Ярославской, Нижегородской областях. Краснодарском крае, Республике Адыгея, Ставропольском крае, Башкирии, Удмуртии и Татарстане.

Технология производства работ по лидерному бурению

Весь процесс предварительного бурения скважин под забивку (свай, столбов, шпунтов) условно можно разбить на четыре основных этапа. Это:

• установка оборудования на проектные оси и выверка соосности шнека;
• непосредственно шнековое бурение шурфов;
• забивка (погружение) шпунтов или железобетонных свай (набивка бетоном буронабивных свай в подготовленных скважинах);
• освидетельствование готовой скважины.

бурением скважины Важно: в процессе бурения выработанный грунт из скважины поднимается по винтовым лопастям колонны на поверхность, и после проходки шурфа удаляется с помощью экскаватора либо грейдера. Рис: Поднятие грунта по лопастям шнековой колонны. Познакомиться с процессом вы можете, просмотрев представленный ниже видеоролик отснятый непосредственно на строительной площадке.

Познакомиться с процессом вы можете, просмотрев представленный ниже видеоролик отснятый непосредственно на строительной площадке.

Производительность шнекового бурения скважин.

Производительность шнекового транспортера должна быть не меньше производительности долота с учетом разбуривания ствола (1,0—1,3) и разрыхления породы (1,3-1,6). Обычно минимальная частота вращения при диаметре шнеков 70—100 мм составляет 160-200 мин, а максимальная — 500-700 мин. С увеличением
диаметра шнека минимальная и максимальная частоты уменьшаются.

Мощность, расходуемая на трение колонны шнеков о стенки скважины, колеблется в пределах 0,2-0,8 кВт, а на транспортировку породы — 0,16—0,43 кВт.

Затраты мощности при постоянном числе оборотов и прочих равных условиях зависят от скорости подачи и углубления долота в породу за оборот. По мере увеличения скорости подачи снаряда коэффициент заполнения шнеков возрастает и в сыпучих или обильно увлажненных породах может достигать 1. При этом резко возрастают силы трения породы о поверхность шнека, разрушается нормальный вынос ее на поверхность, что резко увеличивает непроизводительные затраты
мощности и нагрузку на привод.

Одной из мер снижения мощности, расходуемой на шнековое бурение, является подача на забой при бурении сухих и вязких пород некоторого количества воды (2—5 л/мин или 8-20 л на 1 метр углубки). Вода может заливаться в затрубное пространство или закачиваться через шнеки. При этом скорость бурения увеличивается до 30%, а расходуемая мощность уменьшается до 20%. Шнековое бурение в большинстве случаев может осуществляться без приложения к долоту
дополнительной осевой нагрузки.

Внедрение лезвий долота в мягкую породу происходит под действием веса шнека, а также реактивного усилия, возникающего при транспортировке разрушенной породы. Величина его равна усилию проталкивания породной массы по шнековому полотну и составляет 8,0—120 кН на каждый метр длины шнековой колонны. Нередко возникает необходимость разгрузки долота от чрезмерного реактивного усилия шнека во избежание его поломки. Эта операция осуществляется лебедкой
бурового станка или механизмом подачи. Дополнительная осевая нагрузка прикладывается к долоту при забуривании скважины, а также при бурении по мерзлым породам, сухим плотным глинам и пескам. В этом случае она может достигать 15—30 кН.

При бурении по гравийно-галечниковым отложениям применяется обычный режим бурения, если размер отдельных галек (кусков щебня) не превышает 80 мм. Крупные твердые включения и валуны отбиваются в сторону или разрушаются ударами при расходке с вращением.

Наиболее существенным недостатком шнекового бурения является трудность определения глубины, с которой поднята породная масса, являющаяся в этом виде бурения пробой минерального вещества. Это происходит из-за того, что при транспортировке породы шнеком она непрерывно перемешивается из-за разных скоростей движения частиц породы, находящихся на различном удалении от оси вращения. Во многих случаях при бурении скважины глубиной 20 м не фиксируются
пропластки мощностью до 1 м. Этот недостаток частично может быть устранен следующим технологическим приемом. Через равные промежутки углубки (например, через 1 м) подача инструмента прекращается до полного подъема всей породы по данному интервалу опробования.

Шнековое бурение скважин реализуется установками различной мощности: от ручных мотобуров и легких переносных установок с бензиновым двигателем мощностью 4 л. с. (глубина скважин 7—15 м), легких передвижных установок УПБ-25, ПБУ-25, УКБ-12/25 и других с подвижным вращателем мощностью 6—10 л. с, обеспечивающим бурение скважин глубиной 18—20 м, до самоходных установок ПБУ-2, УКБ-12/25С, УРБ-1С, УРБ-1В, УШ-2Т4, УГБ-50А, обеспечивающих
предельные глубины
бурения скважин диаметром 120-230 мм.

Особенности технологии

В отличие от иных вариантов бурения, предназначенных для крепких пород, при шнековой проходке не требуется выдувание сжатым воздухом или вымывание водой разрушенной мелочи из забоя. Шлам удаляется шнеком одновременно с резанием грунта.

Прежде чем воспользоваться бурением, полезно ознакомиться с его особенностями:

1. Влияние свойств и обводненности почвы — при сочетании этих факторов применить такой метод в глинистых породах невозможно: налипание шлама на шнек не даст углубиться буровому снаряду. Сыпучие и рыхлые почвы позволяют использовать шнековую установку даже в ручном варианте.
2. Режим вращения режущей насадки в зависимости от ее диаметра влияет на отвод тепла от инструмента. Чтобы не допустить перегрева, рекомендуется не превышать число оборотов снаряда: 100-150 об/мин для Ø100-200 мм, и 500 при диаметре <100.
3. Закрепление выработки в процессе бурения происходит самопроизвольно, обусловлено технологией. Разница между диаметрами долота в призабойной зоне и скважины 5-20 мм. При транспортировке шлама лопастями шнека мелочь втирается в стенки выработки и укрепляет их. Эта особенность ценится при бурении в гравийно-галечных отложениях, когда другие методы для применения затруднительны.
4. Возможность левого вращения шнековых секций позволяет легко и быстро устранить осложнения при бурении в виде прихватов, расклинивания валунами, налипания на лопасти комьев почвы. Таким же маневром, в сочетании с небыстрым подъемом колонны, осуществляют ликвидационный тампонаж скважины: заполнение выработанного пространства разрушенным грунтом.

Буровая установка выполняет разрыхление породы.

Возможности шнековой технологии дополнены устройством центрального канала в буровом снаряде. Через него подают воду для снижения трения породы об ленту. Проход используется также для опускания грунтоноса, керноприемника при геологоразведочных работах. Чтобы перекрыть канал, нужно установить долото на забойную часть бура.

Что такое шнековое бурение

Суть процесса заключается в разрушении долотом породы, с последующей доставкой ее на поверхность с помощью винта шнека, который вращается с большой частотой. Такой метод используется при наличии породы невысокой твердости и без промывки скважины. Особенности процесса:

• При шнековом бурении обеспечивается большая скорость работ без перемалывания и истирания уже отделенной от забоя породы.
• Забой очищается непрерывно, одновременно с разрушением породы.
• При отделении от забоя порода поступает на винт-шнек, который вращается с большой скоростью. Возникающие при этом центробежные силы прижимают ее к стенкам, а постоянно движущаяся винтовая лента поднимает породу вверх. При этом часть породы ребордой ленты втирается в стенки.
• При таком процессе забой хорошо очищается от разрушенной породы. Это обеспечивает большие скорости бурения до IV категории пород по буримости.
• Большая механическая скорость обеспечивается при прохождении слабых цементированных отложений мелкой гальки и щебня. Связано это с тем, что последние не разрушаются, а выносятся на поверхность целиком.
• Шнековый транспортёр плохо работает в вязких глинах, налипающих на шнеки и препятствующих транспортировке выбуренной породы.
• Долото и шнеки охлаждаются за счет их быстрого заглубления в мягкие породы с постоянно изменяющейся температурой.
• Шнековое бурение можно производить на глубину от 1,5 до 80 метров.
• Используется такой процесс для проходки поисковых и инженерно-геологических скважин, при гидрогеологических исследованиях в сочетании с другими методами.

В конструкцию инструмента для бурения шнеками входят:

Наибольшей популярностью пользуются двух- и трехлопастные долота. У трехлопастного долота корпус выполнен методом литья из стали с зубчатыми лопастями, имеющими наклон по винтовой линии. Твердосплавные восьмигранные резцы армируют лопасти.

Станки для шнековых установок

Вращение рабочего инструмента на шнековой установке осуществляется специальными станками. Так, шнековое бурение скважин станками типа ЛБУ 50 обеспечивается подвижным вращателем, что исключает применение в нем устройств шпиндельного и роторного типов. Это необходимо для обеспечения большого крутящего момента и осуществления поступательного осевого перемещения шнеков. Для обеспечения высокой скорости, станки должны быть мощными, высокопроизводительными и обладать достаточной мобильностью. Для этого их часто устанавливают на шасси тракторов или автомобилей, как показано на фото.

Шнековое бурение скважин станками типа СО 2 осуществляется навесным рабочим органом. Установка СО 2 стоит на машине-экскаваторе типа Э-1252. На нем:

• С помощью шарнирного устройства, крепится стойка, с которой подвижно связан навесной рабочий орган, включающий в себя каретку с электроприводом.
• На валу устройства устанавливается телескопическая шнековая буровая колонна с инструментом для бурения и очистителем.
• Колонна состоит из телескопических секций в количестве двух штук, на нижней монтируются шнековые лопасти.
• Расширитель или шнек с буровой коронкой крепится с помощью пальцев к нижней секции колонны.

Назначение буровой коронки, имеющей форму трехперого долота, осуществляющего вращение – разрушение в забое грунта и подача его на шнек буровой колонны. Для разных грунтов прикладываются к установке комплект коронок.

Таким устройством можно бурить на глубину до 70 метров, а использование расширительного инструмента позволяет увеличить ее диаметр до двух метров.

Шнековые насосы для скважин

Широкое распространение получили насосы для скважин шнековые, работающие по такому же принципу, как и установки для бурения – подача воды на поверхность с помощью шнека.

Насос скважинный шнековый в отличие от других может перекачивать жидкости с содержанием абразивных частиц и агрессивных химических элементов. Одинаково хорошо работают в вертикальном и горизонтальном положениях. Отличаются надежностью и простотой конструкция, цена агрегатов приемлемая для использования на любом участке. Шнековые погружные насосы для скважин обладают несколькими важными особенностями:

• Удобной конструкцией. Прилагаемая инструкция позволяет без проблем эксплуатировать устройство и при необходимости осуществлять ремонт.
• При ремонте можно легко осуществить демонтаж насоса, все быстроизнашиваемые детали легко меняются новыми.
• Конструкция изделия тщательно проработана. На корпусе всасывания нет возможности возникновения отложений, а всасывающий патрубок может поворачиваться на 90 градусов.
• Нет вибрации, что приводит к увеличению срока службы.

Классификация и общая характеристика способов бурения

Процесс бурения состоит из разрушения породы на забое шпура (скважины) буровым инструментом и удаления продуктов разрушения (буровой мелочи) из него.

При всех способах бурения выполняются следующие основные операции: подготовка и установка бурильной машины для начала работ, бурение (разрушение породы) с очисткой забоя скважины от продуктов разрушения, наращивание бурового става для достижения требуемой глубины бурения и его разборка после окончания работ, смена изношенного бурового инструмента и передвижение машины на новую точку бурения шпура или скважины.

В настоящее время применяются вращательный, ударно-поворотный, ударно-вращательный и вращательно-ударный способы бурения шпуров и скважин (механические способы бурения), а также огневое и комбинированное бурение. Исследуется эффективность применения энергии ВВ при взрывном бурении скважин, а также высоковольтных электрических разрядов при электроимпульсном бурении.

При вращательном бурении инструмент вращается вокруг оси, совпадающей с осью шпура или скважины и одновременно с определенным усилием подается на забой. Величина усилия задается из условия превышения предела прочности породы на вдавливание на площади контакта режущих лезвий инструмента с породой. При этом происходит последовательное разрушение от вдавливания и скалывание частиц породы с забоя. Продукты разрушения удаляют с помощью витых штанг (при бурении шпуров), шнеков (при бурении скважин), промывкой забоя водой или продувкой воздухом.

На горных предприятиях применяют: вращательное бурение шпуров резцами с помощью ручных и колонковых сверл; вращательное (шнековое) бурение скважин резцами и алмазным инструментом с помощью буровых станков.

При ударном способе бурения инструмент (долото или коронка) наносит удар по забою и разрушает породу под лезвием. После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается последовательное разрушение всей площади забоя и получение круглого сечения шпура или скважины.

При ударно-поворотном бурении обычным и погружными бурильными молотками (перфораторами) инструмент поворачивается прерывисто только в промежутках между ударами вмонтированным в молоток поворотным устройством. В некоторых конструкциях бурильных молотков поворот инструмента происходит в период нанесения удара поршнем по инструменту.

При ударно-вращательном бурении погружными пневмоударниками и бурильными молотками с независимым вращением удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту. Разрушение породы при этих способах бурения происходит только в результате внедрения буровой коронки при ударах.

При вращательно-ударном бурении удары наносятся по непрерывно вращающемуся под большим осевым усилием инструменту. Разрушение происходит как в результате внедрения инструмента при ударах, так и вследствие скола породы при вращении инструмента.

Бурение шарошечными долотами выполняется как при ударном способе долотами чистого качения и при вращательно-ударном — долотами со скольжением, в которых зубцы, наряду с перекатыванием по забою, срезают породу скользящим движением вдоль поверхности забоя.

При огневом бурении разрушение породы на забое скважин происходит за счет термонапряжений, возникающих при быстром нагреве поверхности породы потоками раскаленных газов (2000°С), вылетающих из сопел горелки со сверхзвуковой скоростью (2000 м/с и более).

При взрывном бурении разрушение породы на забое скважин происходит последовательными взрывами небольших зарядов ВВ. Известны два метода взрывного бурения: патронный — с помощью патронов жидких или твердых ВВ, взрывающихся на забое от удара или детонатора, и струйный, при котором через бур на забой подаются жидкие компоненты ВВ (горючее и окислитель) и происходит формирование жидкого плоского заряда. Взрыв этого заряда вызывается впрыскиванием капли инициирующего состава (эвтектического сплава калия и натрия).

При электроимпульсном бурении разрушение пород на забое скважины происходит вследствие электрического пробоя его участка высоковольтным (до 200 кВ) разрядом. Мгновенно выделяемая энергия в канале пробоя разрушает породу, которую с забоя удаляют потоком диэлектрика, циркулирующего в скважине (соляровое масло, вода и т.п.).

Разрабатываются комбинированные способы бурения, в которых происходит совместное воздействие на забой ударного инструмента и шарошки (ударно-шарошечный способ), резцов и шарошек (режуще-шарошечный способ), шарошек и огневой горелки (термо-шарошечный способ), огневой горелки и ударного инструмента (термоударный способ).

Рекомендации по применению метода

Метод НПШ является более производительным в сравнении с методом двойного вращения и, тем более, с использованием штанги Келли. Пожалуй, метод НПШ является вторым по популярности в России после метода Келли.

Его популярность объясняется также историческими причинами — наличием в нашей стране большого количества буровых установок, предназначенных для сооружения буронабивных свай этим методом. В основном это оборудование активно приобреталось буровыми строительными компаниями в первые 10 – 15 лет нашего века.

Вместе с тем, метод НПШ, являясь высокотехнологическим строительным процессом, предъявляет повышенные требования к квалификации линейного персонала. Машинисты буровой установки и бетононасоса должны составлять слаженную пару, понимать друг друга чуть ли не с полуслова. От качества их взаимопонимания и взаимодействия зависит львиная доля успеха, имея в виду темпы и качество работ.

Важным фактором является надлежаще техническое состояние буровой техники, прежде всего, буровой установки и бетононасоса.

Перед началом работ целесообразно провести их внеплановое техническое обслуживание. Должны быть полностью обслужены, отремонтированы и подготовлены к работе секции полого шнека.

Существенное значение имеет качество подготовки бетонной смеси, состав и требования к которой определяются технологической картой и проектом производства работ, а также условия ее доставки (имеется в виду дальность и время возки).

 Качеству поступающей бетонной смеси следует уделить особое внимание. Зачастую при самых незначительных отклонениях от требуемых параметров по составу инертных материалов или водоцементному соотношению, происходит сужение отверстий бетоноводов, образование в них цементных «пробок» из – за налипания на стенки бетоновода. . В результате работы останавливаются, тратится время на прочистку бетоноводов, а то и вовсе оборудование выходит из строя

В результате работы останавливаются, тратится время на прочистку бетоноводов, а то и вовсе оборудование выходит из строя.

Все это вещи элементарные, всем понятные, но на практике не всегда и не везде исполняемые, что приводит к непроизводительным потерям, браку строительной продукции.

Учитывая высокую производительность метода, важно организационно подготовиться к ритмичной работе, исключить любые причины, которые могут вызвать простои технологического комплекса:

— подготовить строительную площадку в строгом соответствии с требованиями ППР;

— создать необходимый запас подготовленных к монтажу арматурных каркасов;

— взять под контроль поставки бетонной смеси в достаточном объеме;

— заранее подготовить достаточный фронт работ;

— иметь достаточный запас технической воды для промывки оборудования после каждого цикла бетонирования (шнеки, бетоноводы);

— выделить на строительной площадке место, достаточное для временного складирования значительного объема выбуренного из скважин грунта.

Не менее важно обеспечить в ходе технологического процесса эффективное рабочее взаимодействие с ответственными представителями технического надзора

В данном случае следует уделить этому обстоятельству особое внимание, поскольку темп работ, количество ответственных операций в единицу времени, уровень ответственности линейного персонала здесь существенно выше

 Шире применяйте метод непрерывного полого шнека при сооружении буронабивных свай, это позволит вам строить быстрее и лучше, зарабатывать больше, а значит, получать истинное  удовлетворение от своего труда.

Успехов Вам, друзья!

Изготовление ложкового бура

Образец ложкового бура для использования на мягком грунте

Бур-ложка идеально подходит для работ в мягких породах. При этом разрыхление грунта происходит не только в нижней, но и в боковых частях приспособления. Выбранная почва накапливается внутри цилиндрического корпуса. Когда вы будете бурить скважину таким приспособлением, потребуется периодически вынимать его и очищать от накопившейся породы.

Бур-ложка изготавливается из трубы с толстыми стенками. Причём её диаметр подбирается по ширине скважины. Кроме этого для изготовления вам понадобится аппарат для сварки и комплект слесарных инструментов. Работу по изготовлению бура ведём в таком порядке:

1. В трубе сделайте продольный вырез. На чертеже очень хорошо видно, как должно располагаться отверстие.
2. Далее с помощью лома и тяжёлого молота трубе придаётся нужный профиль (ложка).
3. Нижние и боковые кромки трубы затачиваются.
4. К нижней части конструкции по центральной оси приваривается сверло. Оно должно быть достаточно толстым с диаметром не менее 1,8-3,6 см.
5. К верхней оконечности трубы приваривается штанга. При этом её ось должна быть сдвинута в сторону относительно оси трубы на 1-1,5 см.
6. Все режущие кромки бура рекомендуется закалить.

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

• геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение,
• рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия),
• подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ),
• углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм),
• подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

• колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%,
• для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер,
• металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Аналогичным способом в последовательном порядке извлекаются все элементы установки.

Технологии при бурение скважин шнеками

Основными параметрами при бурении выступают количество оборотов на вращателе и поперечная нагрузка на инструменте. Согласно опытным расчетам при проведения работ при бурении оптимальные обороты привода инструмента должна находиться в пределах 110-190 оборотов в минуту. На более низких оборотах снижается скорость и в целом ухудшается процесс извлечения керна, при очень больших – могут наблюдаться колебания инструмента.

Технология бурения на воду шнеками, как правило, не предполагает чрезмерных усилий на бур. В не плотные грунты инструмент практически без сопротивления внедряется под собственной массой за счет кручения и усилителя реактивной тяги, формирующегося при высвобождения грунта разбитого грунта. Создание дополнительной осевой нагрузки допускается на бурении в плотных, сухих глинистых и твердых породах.

Бурение скважин шнеками в зависимости от классификации породы предусматривает возможность использования разных режимов, дополнительных операций и элементов оборудования:

• Песчано-глинистые грунты: суглинки, супеси, песчаные глины хорошо поддаются бурению с использованием долот с двумя или тремя лопастями при средней частоте вращения около 150 об/мин без использования принудительной подачи и нагрузки бурового инструмента.
• Проходка плотных вязких глин сопровождается налипанием грунта на долото и шнеки, что значительно усиливает их трение о внутреннюю поверхность скважин и усложняет транспортировку породы. Поэтому бурение таких пород осуществляется при небольшой скорости подачи – до 14 сантиметров в минуту и максимальной частоте вращения. Дополнительные приемы, упрощающие процесс бурения шнеками в вязких грунтах – закачка воды в скважину, расхаживание колонны, включение режима вибрации, периодическая очистка шнеков от налипшей породы.
• Скважины в неустойчивых грунтах, плывунах и насыщенных водой песках бурятся на высоких оборотах рабочего инструмента – более 210 оборотов в минуту с быстрой его подачей и одновременной установкой обсадных труб.
• Для бурения твердых горных пород – аргиллитов, глинистых песчаников и сланцев используются долота с твердосплавными резцами. При этом создается нагрузка величиной до 20 кН, а частота вращения выдерживается в пределах 110-120 оборотов в минуту.
• Грунты с мелкими гравийно-галечными включениями проходятся с высокой частотой вращения, достигающей 290 оборотов в минуту. Возможность возникновения вибрации нивелируется установкой над долотом 2-3 утяжеленных шнеков.
• Для бурения более крупных валунно-галечных отложений используется невысокая частота вращения – 25-45 оборотов в минуту. В данном случае риск появления вибраций отсутствует, поэтому в применении тяжелых шнеков необходимости нет. В процессе бурения крупные валуны и галька смещаются в сторону или разрушаются буром.

Бурение шнеками с разной степенью эффективности применимо ко всем типам грунтов за исключением сплошных скальных пород. Однако наиболее часто эта технология используется для проходки скважин в рыхлых мягких грунтах, не содержащих больших объемов твердых включений.

Этапы проведения работ

Шнековый способ бурения применяется для формирования скважин вертикального или горизонтального направления. В последнем случае присутствуют следующие этапы работ:

1. Осуществляется подготовка оборудования, его установка на специальную устойчивую платформу.
2. Роют котлован для удаления сыпучих и неуплотненных грунтов.
3. При помощи лазерных измерительных устройств определяют направление бурения.
4. Происходит установка всего необходимого оборудования, обсадной трубы.
5. Углубление бура происходит до упора, пока не будет достигнута максимальная глубина.
6. Рабочий инструмент извлекают на поверхность.
7. К буру подсоединяют новую секцию, что позволяет достигнуть необходимой глубины.

Вертикальное бурение происходит также, но данный метод не требует применения обсадной трубы.

Шнековое бурение относится к одному из видов вращательного бурения. Сам термин «шнековое» происходит от слова «Schnecke», что в переводе с немецкого означает винт, завиток, улитка.

Особенности выполнения работ

Этот вид бурения существенно отличается от других видов, в частности, в том, что при этой работе выполняется удаление разрушенной породы и ее транспортирование по скважине не потоком очистного агента, а за счет вращения колонны.

Шнековое бурение очень широко распространено, является универсальным способом, используемым для проходки скважин небольшой глубины в мягких или рыхлых породах. Этот способ удобен для выполнения работ в галечных породах. Он также широко распространен в сейсморазведке, разработке взрывных скважин, при инженерных исследованиях гидрогеологической направленности, геологических съемках, поиске полезных ископаемых.

Шнеки буровые в процессе работы разрыхляют и дробят породу, а затем перемещают полученный продукт к устью скважины на специальном шнековом транспортере. Технология работы включает три главных момента. Это: процесс охлаждения инструмента, задействованного в разрушении породы, транспортировка на поверхность продукта разрушения и укрепление стен полученной скважины поднимаемыми породами.

Шнековое бурение выполняется буровым инструментом. Существует три вида технологического инструмента. Буровая техника – это колонна обычных шнеков с долотом, магазинный шнек с коронкой, колонны обычные и полые со съемным долотом и съемным керноприемником.

Широко применяют для работы с рыхлыми породами двух- или трехлопастное долото, имеющее плоские или спиральные лезвия. В тех случаях, когда шнековое бурение выполняется для работы с породами средней твердости, требуется более высокая износостойкость, поэтому используют долото округленного профиля, насыщенное твердыми сплавами.

При проведении работ используются высокотехнологические специальные установки. Скорость бурения огромна, поэтому требования к установкам – мобильность и высокая транспортабельность. Установки изготавливают переносными или же самоходными.

Главная положительная особенность шнекового бурения — непроизвольное самозакрепление стен скважины разрушенной породой при ее подъеме по шнекам, так как она как бы «втирается» и создает эффект своеобразного оштукатуривания.

Отметим, что процесс этот — высокотехнологичный, но при этом достаточно простой в организационном плане способ ведения подземных выработок, при котором до минимума сводится риск обрушения при работе. Шнековое бурение можно осуществлять практически всегда, независимо от времени года

Деформация поверхности при этом незначительна, что очень важно при работах под железными и автомобильными дорогами, постройками и хозяйственными сооружениями. Заметное преимущество работы — достаточно высокая скорость, простота и небольшой ущерб инфраструктуре и окружающей среде

Заметное преимущество работы — достаточно высокая скорость, простота и небольшой ущерб инфраструктуре и окружающей среде.

Специалисты всего мира отмечают постоянный интерес к данному способу бурения и прогнозируют хорошие перспективы его развития.