Что такое шнековое бурение скважин
Перейти к содержимому

Что такое шнековое бурение скважин

  • автор:

Шнековое бурение скважин технология

Считается, что шнековое бурение является самым дешевым и простым методом бурения скважин. И действительно, бурение шнековым методом отличается высокой скоростью проходки (до 100-300 м за смену).

  • 1 Где применяется шнековое бурение
  • 2 Технология шнекового бурения
  • 3 Плюсы
  • 4 Минусы

Если совсем просто объяснять принцип работы шнекового бурения, можно вспомнить ледовый бур, которым зимой пользуются рыбаки для того чтобы сделать лунку. Ледовый бур устанавливается вертикально и за счет вращения и нажима врезается в лёд.

Если же говорить о технологии, то бурение скважины в теории не сильно сложнее.

Где применяется шнековое бурение

Шнековое бурение применяется в основном при бурении песчаных и песчано-гравийных грунтов, а также пород средней твердости для взрывных скважин, инженерных и гидрогеологических исследований, геологической съемке, разведки полезных ископаемых, картировании и т.п. популярно при бурении скважин на воду.

Глубина скважины, обычно до 50 метров, но в зависимости от грунтов может составлять до 100-120 метров.

Диаметр бурения шнеками, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях, для неглубоких скважин, используются шнеки диаметром 1500 мм и более.

Технология шнекового бурения

Шнековое бурение является одним из методов вращательного бурения и осуществляется установкой которая имеет буровую головку, следом идут шнеки, с помощью которых на поверхность транспортируется разрушенная порода (шлам).

Разрушение породы происходит за счет вращения буровой головки, под которой понимается лопастное долото или бур. Инструмент разнообразный и подбирается исходя из свойств породы.

Лопастной бур и долота

Буровая головка и шнек могут быть раздельными или одним целым, последнее называют шнекобуром.

Шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.

Шнек подбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема. Это важно т.к. в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры.

Нагрев происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.

Буровые шнеки диаметром до 100 мм имеют частоту вращения в среднем 200-500 об./мин., при диаметре 150-200 мм – в среднем 100-200 об./мин.

Реборда шнека служит только для транспортировки разрушенного грунта, а значит разрушающий инструмент (долото или бур) должен быть большего диаметра.

Плюсы

Непрерывный процесс подъема грунта на поверхность;
Шнековая колонна не требует подъема во время бурения;
Высокая скорость углубления (До 100-300 метров за смену).

Минусы

Необходимо быстрое вращение большой и тяжелой шнековой колонны, следовательно, буровая установка должна быть мощной;

Относительно небольшая глубина бурения, обычно до 50 метров;

При попадании на валун дальнейшая проходка может стать проблемой, скорее всего бурить придётся рядом;

Что такое шнековое бурение скважин

Шнек буровой – это труба, по внешней поверхности которой спирально проходит стальная полоса (Schnecke по-немецки «улитка»). На нижнем конце трубы располагается режущий наконечник.

Шнековое бурение

Принцип работы: наконечник врезается в грунт, постепенно уходя на глубину. Разрыхленный грунт, как по транспортеру, движется по спиральной полосе и поступает наверх.

ПСК «Основания и фундаменты» осуществляет шнековое бурение и другие буровые работы, а также выполняет устройство фундаментов в Москве, в Московской области и в других регионах РФ.

Шнек может быть оборудован съемным керно-приемником. Наконечник тоже съемный (у некоторых моделей – несъемный, но это реже). В зависимости от плотности разбуриваемой породы рабочий орган оснащается:

  • лопастным буром;
  • двухлопастным долотом;
  • трехлопастным долотом.

трехлопастное долото

Диаметр у долота на полтора-два сантиметра больше, чем у самого шнека: при вращении колонны на ее поверхности образуется корка шлама, нужен небольшой люфт для свободного оборачивания.

Шнековый метод применяется на мягких породах (оптимально – до 4 категории). Но поскольку даже в мягких грунтах возможны твердые включения, режущую кромку лопасти изготавливают с использованием твердых сплавов, а иногда и технических алмазов.

У трехлопастных долот литой корпус и зубчатые лопасти с наклоном по винтовой линии, армированные восьмигранными твердосплавными резцами. Для мягкого грунта выбирают долото с рабочими лопастями под углом до 60 градусов, для более плотного – 90 (к оси бурения).

Технология шнекового бурения скважин

Глубина бурения шнеком достигает нескольких десятков метров, поэтому в процессе погружения ствол инструмента наращивают. Скорость вращения и шаг витков спирали выбирают так, чтобы оборудование не перегревалось, например:

  • если диаметр оснастки 20 см – 150 об/мин максимум;
  • если 10 см – до 500 и т.д.

Шлам (отработанный грунт) должен занимать 30 % пространства между витками.

Шнековое бурение

В одних случаях для защиты инструмента от перегрева предусмотрено водяное охлаждение: труба – полая, вода подается через внутреннее пространство стержня. В других шнек охлаждается проходящей по транспортеру почвой. Мы рекомендуем проходку полым шнеком: бурение с центральным каналом наиболее эффективно, к резцу при необходимости можно подать воздух или воду.

Вращение колонны осуществляется за счет энергии электрического или бензинового двигателя. Мощность двигателя должна в полтора раза превышать технические возможности долота.

Для выполнения глубоких скважин мы иногда используем комбинации шнекового метода с другими – например, с канатно-ударным. Если в процессе погружения встретился пласт твердого грунта или валун, шнек его не одолеет, потребуется дополнительное оборудование.

На породах средней плотности дополнительное укрепление скважины может и не понадобиться – в процессе вращения шнек сам уплотняет стенки. На рыхлых грунтах мы используем обсадные трубы или тампонирование бетоном под высоким давлением. Средняя скорость бурения при этом около 30 метров.

Вы можете заказать шнековое бурение в нашей компании

Наш опыт работы — более 10 лет

Стоимость работы и переброски бурильной техники – самые низкие в регионе. По всем вопросам звоните: опросы? Звоните: 8 (495) 411-27-36

Применение шнекового бурения

Мы используем шнековое оборудование для решения следующих задач:

  • геологоразведка, поиск полезных ископаемых;
  • гидрогеологические исследования;
  • инженерно-геологические исследования;
  • сейсморазведка;
  • геодезическая съемка;
  • бурение на воду при неглубоких горизонтах;
  • монтаж свайных фундаментов, подпорных стенок;
  • установка инженерных конструкций, опор ЛЭП, гидротехнических объектов.

Шнековое бурение

Плюсы и минусы шнекового бурения

Популярность метода объясняется следующими достоинствами:

  • высокая скорость работ – во многом из-за того, что в процессе бурения не требуется поднимать инструмент и менять насадки;
  • простота – промывочный раствор тоже не требуется;
  • возможность бурить скважины большого сечения (до 80 сантиметров);
  • можно бурить в холодную погоду. Бурение на воду даже лучше выполнять в мерзлом грунте;
  • можно бурить под углом;
  • при проходке стенка скважины уплотняется;
  • универсальность применения: разведка, питьевая вода, свайные фундаменты, опоры инженерных конструкций и т.д.;
  • низкая цена бурошнекового бурения.

Минусы и ограничения:

  • не подходит для очень плотных (тем более, скальных) грунтов;
  • небольшая глубина в сравнении с другими методами;
  • возникают осложнения при работе на глинах и других вязких грунтах: изъятый материал липнет к лопасти.

Мы предоставляем услуги бурения скважин всеми существующими способами. Шнековое бурение используем чаще других, благодаря его универсальности и ценовой доступности.

Чем отличаются роторное и шнековое бурение скважин

Не следует путать эти виды бурения. Рабочий орган установки для роторного бурения – тоже металлическая колонна с долотом на конце. Но порода при погружении инструмента не транспортируется наверх автоматически, а вымывается глинистым раствором или выдувается. Различия методов:

  • глубина бурения шнеком – от полутора до 120 метров, самая глубокая роторная скважина – 9 км;
  • условия работы. Поскольку роторная технология задействует раствор, есть ограничения по внешней температуре. Рекомендуемая температура при бурении шнеком – до минус 20. Это популярный способ при бурении зимой, а ротором лучше работать в теплое время;
  • в отношении грунта роторный метод почти универсален, а шнек рекомендован для сухих мягких почв;
  • скорость шнекового бурения получается выше, поскольку можно работать одним инструментом безостановочно. При роторном часто меняют насадки;
  • стоимость роторного бурения выше за счет большей сложности технологии: вымывание, выдувание, монтаж осадочных колец.

роторное бурение

Из-за этих различий роторный и шнековый метод применяются в разных ситуациях:

  • роторный – преимущественно при устройстве артезианских скважин, на твердых грунтах, при глубинной разведке;
  • шнековый – при устройстве скважин малой глубины: на воду в районах с неглубоким залеганием водоносного слоя, на мягком грунте, в зимний период; для фундаментов; для инженерно-геологических исследований.

Наши специалисты помогут подобрать технологию бурения, оптимальную для решения ваших производственных задач.

Устройство шнековой буровой установки

  • стойка крепится на буровой платформе шарнирным устройством;
  • со стойкой подвижно связано навесное оборудование – рабочий орган и каретка с электроприводом;
  • на валу установлена телескопическая колонна с буровым инструментом и очистителем. Колонна состоит из двух секций, нижняя оборудована лопастями;
  • шнек с коронкой либо расширитель крепится к нижней секции пальцами. Наличие расширителя позволяет увеличить диаметр скважины до двух метров.

Шнековые бурильные комплексы функционируют по одному принципу и различаются, главным образом, спецификой производственных задач:

  • ручные мотобуры. Самые компактные и легкие: в среднем масса 50-80 кг, предел – 200. Используются для устройства скважин на воду, а также для различных строительных задач: компактность позволяет работать в предельно стесненных условиях, в т.ч. в подвалах. Подробнее

  • малогабаритные буровые установки шнековые. Масса – до тонны. Обычно мы используем эту технику на гусеничном шасси – это упрощает подъезд к труднодоступным местам. Кроме того шасси подходит в качестве платформы для бурения. Производительность такого оборудования гораздо выше, чем у ручного. Подробнее

  • тяжелое мобильное оборудование размещается на шасси грузовиков, оно интегрировано в систему машины. Установки самые производительные и автономные, работа не требует подключения дополнительного оборудования. Управляются водителем авто из кабины. Подробнее

В нашем распоряжении современное оборудование всех типов. Мы подберем буровую установку в соответствии со спецификой ваших задач, объемом работ и условиями на вашем объекте.

Мы выполняем весь комплекс необходимых работ, а также предоставляем нашу технику в аренду:

  • установки на гусеницах: Беркут УБГ-С-5332, Comacchio MC400, TD75;
  • на колесном шасси: ЛБУ-50 (КАМАЗ, Урал), бурильно-крановые JunJin SA 040C и SA 100CII;
  • мини-буровые станки СБУ, СБГ, Стерх и другое оборудование.

Шнековое бурение скважин

Многообразие геологических условий привело к появлению нескольких методов бурения скважин: колонкового, ударно-канатного и шнекового. При выборе метода бурения специалисты руководствуются особенностями свойств породы, а также и целями бурения скважины.

На сегодняшний день шнековое бурение — это самый простой, рациональный и быстрый способ получения скважины в мягких грунтах.

Для бурения шнековым методом могут применять стандартную либо мини буровую установку. Важно, чтобы ее двигатель мог обеспечить шнековую колонну частотой вращения от 100 до 200 оборотов в минуту.

Преимущества шнекового бурения скважин
Главными плюсами данного метода являются:
«Чистая» работа (без брызг и большой грязи);

Высокая скорость проходки, которая достигается за счет:
● медленного износа буровой коронки благодаря незначительному сопротивлению со стороны разрушаемой породы;
● отсутствия необходимости повторно дробить и перемалывать грунт. После скалывания породы инструментом, она сразу же попадает в шнек.

Плюс ко всему, забой скважины постоянно очищается от остатков грунта, благодаря чему скорость бурения значительно повышается.

Экономия ресурса оборудования и отсутствие необходимости его дополнительного охлаждения (поскольку охлаждение происходит естественным путем от грунта);

Возможность пробурить скважину в водонасыщенных грунтах без обсадки;
Отличная наглядность при проходке скважины в глинистых грунтах и песках.

Из минусов метода можно отметить:
● невозможность бурить крепкие грунты;
● ограниченная глубина бурения (50-80 метров).

Буровой инструмент

Для шнекового бурения применяется шнековая колонна и 3х-лопастное или 2х-лопастное долото.

3х-лопастное долото имеет три лопасти, боковые поверхности которых, как правило, усилены восьмигранниками, а зубцы — наваренными пластинами из твердого сплава.

2х-лопастное буровое долото — это цельнолитой корпус, одна из лопастей которого является рабочей, а вторая — калибрующей. Режущие детали инструмента армированные твердыми сплавами.

Буровое оборудование — это буровые шнеки и шнековые транспортеры.

Шнек — это бурильная труба, обвитая по всей длине лентой из стали. Шнеки соединяются резьбой либо элементами с фигурным сечением. Полые герметичные шнеки оснащены реверсивными замками с долотами. Благодаря высококачественным замковым соединениям, характеризующимся высокой износоустойчивостью, скорость и производительность работ существенно растут.

Шнековый транспортер применяется для доставки на поверхность керна для исследований. В трубе такого устройства есть проходное отверстие, а шнек полый. В процессе бурения керн попадает в специальную гильзу, которую извлекают после свинчивания коронки.

Шнековое бурение обычно производят на глубину до 50 метров (как исключение — до 100-120 м.)

Шнековое бурение скважин

Шнековое бурение — самый простой, экономный и рациональный метод получить скважину для воды глубиной до 45 метров и диаметром 60 сантиметров. Способ активно используется при наличии мягких и средних почв, например, глины, песка или торфа. Технология доведена до совершенства, поэтому спустя всего 1–2 дня после оставленной заявки заказчик принимает готовую работу.

Принцип шнекового бурения

Этот способ создания скважин получил свое название из-за особенностей конструкции. Главный элемент техники — винтообразный шнековый транспортер. По сути, это бур, на котором наварены реборды из стали толщиной около 5 миллиметров.

В процессе бурения скважины МГБУ винт начинает вращаться, извлекая грунт вверх. Некоторая часть земли утрамбовывается в стенки, делая их более прочными и устойчивыми. Если в породе присутствуют валуны или камни, это значительно усложняет задачу.

После достижения буром водного горизонта аппарат постепенно извлекается. Затем для предохранения от обвалов устанавливается обсадная труба.

Важная особенность шнекового метода — отсутствие промывочной жидкости. Она не нужна, так как шнек самостоятельно удаляет разрушенную породу и нужды в промывке земли нет. Отсутствие этого этапа делает шнековое бурение еще бюджетнее, поэтому его стараются использовать при любой удобной возможности.

Когда применяют шнековое бурение?

Такой метод в последние годы активно набирает популярность. Это связано с тем, что сегодня загородное строительство бурно развивается. Многие владельцы частных домов и земельных наделов выбирают шнековое бурение, так как оно самое эффективное и оптимальное по денежным и трудовым затратам. Кроме того, как правило, на частных территориях бывают сыпучие, неплотные грунты, которые как нельзя лучше подходят для работы буром с ребордами.

Преимущества и недостатки шнекового бурения

Эта технология хороша следующим:

  1. Повышенная скорость бурения без необходимости дополнительно перемалывать отработанную породу.
  2. Низкая цена в сравнении с другими методами.
  3. Отсутствие потребности в подъеме бурильной колонны в процессе работ и принудительном охлаждении инструмента.
  4. Уплотнение и укрепление стен скважины с помощью грунта, поднимаемого к устью.
  5. Относительно небольшие затраты электроэнергии.
  6. Не требуется подача бурильной жидкости.
  7. Мобильность и компактность буровых установок. Техника может быть доставлена на любой участок.
  8. Безопасность рабочего процесса.

Шнековый метод бурения обладает одним недостатком — ограничения в отношении характеристик грунта. Технологию невозможно использовать на почвах с высокой плотностью и вязкостью.

Тем не менее, такой способ создания скважин позволяет эффективно решать вопрос водоснабжения, поэтому занимает ведущую позицию в рейтинге с подобными методиками.

Шнековое бурение скважин большого диаметра

Чтобы взять пробу верхнего слоя почвы производятся разные разведочные работы, в том числе проходка шурфов. Чтобы ускорить проходку и снизить стоимость возведения шурфа в мягких почвах осуществляют рейсовое бурение шнековым буром диаметром от 650 мм и более.

Такие скважины бурят с помощью бурильных установок типа ПБУ-2, УГБ, ЛБУ-50 и др.

В данном случае используют породоразрушающий инструмент – шнеки буровые или шнековые буры скользящие по штангам.

буровые установки для отбора монолитов в глинистых грунтах

Бурение с помощью шнеков – это вращательное бурение, где в качестве ПРИ используют лопастные долота и шнек, по которому разбуренная порода выносится на поверхность.

Принцип работы бурового шнека. Буровой шнек вращается в правую сторону, возникает осевое усилие, это усилие принуждает реборду (навитая спираль на трубу) разрушать, мять, делать плотнее почву. Максимальная глубина скважины при данном способе до 60 метров, Скорость проходки по рыхлым почвам — до 400 м/см.

Шнековый метод бурения весьма эффективен в грунтах до IV категории по буримости. Буровые установки, оборудование и технология разбуривания достаточно просты. За счет всех перечисленных преимуществ можно рекомендовать шнековый метод бурения в случаях когда необходимо пробурить малую по глубине скважину, но большую по диаметру в труднодоступной местности.

Как было написано выше, шнековый метод — это разновидность вращательного бурения, в котором вынос породы из скважины происходит механическим способом за счет шнекового транспортера (реборда). Поэтому шнеки позволяют:

  1. убрать из бурового процесса промывку скважин, из-за этого не происходит размытие стенок, следовательно нет нужды использовать оборудование для промывки. Поэтому снижены временные затраты, происходит экономия денег и сил в результате экономии на приготовлении и использовании промывочной жидкости;
  2. увеличить длину рейса, потому что нет необходимости извлекать керн, снижаются временные затраты на прочие операции;
  3. делать анализ состава почвы в процессе разбуривания.

Шнековое бурение — это 1 из самых производительных и регулярно применяемых методов бурения. Способ часто используют при съемке, поисках и разведке нерудных и строительных материалов, инженерных изысканиях и при бурении скважин на воду для частного водоснабжения.

Во время разбуривания скважины на механическое вращение шнеков и из-за трения о стенки выработки и выемки разрушенной породы тратится большое кол-во энергии. Надо понимать, что увеличивая глубину скважины, увеличится и затрата энергии, поэтому эффективность метода при бурении скважин ø от 65 до 475 мм ограничена глубиной до 60 м.

Недостатки бурения шнеками:

  1. Низкое качество проб
  2. Нечеткая отбивка контактов горных пород.

Буровой снаряд при бурении шнеками

Для бурения шнековым способом применяются следующие варианта буровых снарядов:

  1. снаряд бескернового бурения: шнеки и долота;
  2. магазинные шнеки и шнековые грунтоносы типа ПШН-185;
  3. комплект полых шнеков со съемным грунтоносом КШГС-200Д и КШГС-270Д.

Снаряд бескернового бурения

Данный снаряд состоит из шнековой колонны и бурового долота, шнековая колонна — из шнеков, соединенных между собой пальцами, тип соединения шестигранник S41, S55, трехгранник Т90.

Шнек – это труба с приваренной винтообразным способом лентой по окружности и замками по двум сторонам. Быстросъемные замки включают в себя 2 части: шестигранный стержень-хвостовик, соединенный с шнеком с помощью сварки вверху, и шестигранная муфта, приваренная снизу. При стыковке шнеков стержень монтируют в муфту и закрепляют фиксаторными пальцами, пропущенными через поперечные отверстия муфты и стержня, палец фиксируют под пружиненным шариком (стопором), установленным в шестигранном стержне.

В процессе бескернового шнекового бурения используют следующие долота:

  1. с овальным лезвием для перемежающихся и мерзлых галечников;
  2. трехлопастные для твердых пород;
  3. ступенчатые для хрупких пород;
  4. спиральные для мягких пород.

Технология бурения

На эффективность бурения шнековым способам влияет:

  1. качество бурового долота;
  2. технологически правильно подобранная и смонтированная колонна;
  3. правильно выбранный технологический режим бурения: частота вращения и усилие подачи.

Подбор бурового долота начинают с изучения почвы, которую предстоит бурить, выбора метода бурения и способа взятия проб.

Выбор породоразрушающего инструмента (бурого долота) делают с оглядкой на перебуриваемую почву. Используют часто долота 2-х лопастные и спиральные долота. Единственное этот буровой инструмент быстро приходят в негодность, если в почве присутствует галька. Поэтому, если в почве есть значительное присутствие гальки, отдают предпочтение 3-х лопастным долотам.

Преобладающие параметры технологического режима бурения:

  1. осевая нагрузка;
  2. частота вращения бурильного снаряда.

При увеличении осевой нагрузки эффективность бурения возрастает, но при этом возрастает вынос разрушенной породы на транспортере и возникают пробки, из-за этих свойств при разбуривании песчано-глинистых почв осевую нагрузку увеличивают до 4-5 кН, а для глинисто-песчаных и глинистых ее понижают. Мягкие почвы – нагрузка от 0 до 1 кН и при бурении по твердым почвам нагрузка может возрастать до 15 — 20 кН.

Частоту вращения бурильного снаряда выбирают, отталкиваясь от необходимого диаметра скважины и свойств почвы. Средняя скорость вращения от 0,8 — 1,0 до 1,5 — 2,0 м/с.

Самые часто применяемые ø шнеков – это 135-180 мм. Частоту вращения для них используют 100-200 об/мин, шнеки ø 90-120 мм, 180-250 об/мин.

Компания Геомаш ведущий российский производитель бурового инструмента, на сайте компании Вы можете заказать: шнеки буровые d=62-500 мм различной длины, долота шнековые d=75-530 мм различных конструкций, в том числе спиральные, а также комплексы шнеков с грунтоносом съемным КШГС-200Д, КШГС-270Д

Шнековое бурение скважин

Шнековый метод бурения — один из видов проведения буровых работ, который применяется для бурения неглубоких скважин на песок.

Есть много способов бурения скважин на воду, в этой статье мы рассмотрим шнековый метод бурения. Этот метод до сих пор считается одним из наиболее популярных. Применяется данный способ во многих случаях, а технология простая среди аналогов, но не лишенная тонкостей. Проделанная скважина может прослужить для разных целей: от самого простого (подачи воды) и до более сложного (нефтяные системы).

Шнековым бурением является метод, когда разрушенная порода добывается из скважины на поверхностный участок с помощью шнека.

В процессе применения этого метода используют буровые устройства с подвижным вращателем с повышенным крутящим моментом, которые имеют ход подачи от 1,8 до 3 метров, но иногда бывает и до 15. Шнеки между собой соединяются за счет элементов фигурного сечения и резьбы.

Деформация породы в забое при данном бурении производится путём разрыхления горных пород буровым лопастным долотом. При бурении массивных горных пород, а также гравийно-галечных отложений применяются долота, у которых лопасти приведены к забою под углом 90°, в рыхлых (или мягких) породах — 30-60°. При использовании данного метода разрушенной породой охлаждаются острые элементы долота. Вследствие скольжения по шнековой спирали проходят куски породы. Из-за трения породной массы о поверхность шнека гораздо меньше, чем за трение о стенки скважины. При обычной транспортировке разрушенная порода достигает 0,2-0,4 м3 объёма межвиткового промежутка. Производство шнекового транспортёра больше или равно производству долота.

Технология шнекового бурения

шнековое бурение

Шнеки с центральным каналом считаются самыми надежными, тем самым вода или воздух поступают через них забою. Такой способ снижает крутящий момент и коэффициент трения породы о поверхность шнеков. По каналу шнеков продвигаются забивные грунтоносы, спускаются в скважину взрывчатые вещества и фильтры. Полые шнеки используются в качестве обсадной колонны. Опорный канал шнеков при бурении плотным забоем закрывают съёмным долотом на бурильных трубах или канате.

Когда лучше применять шнековый метод бурения

Шнековый метод применяют для бурения скважин скважин на песок глубиной до 50 метров, диаметром от 60 до 800 мм. Этот инструмент хорошо подходит для деформации гравийно-песчаных и песчаных грунтов, в породах средней твёрдости, при ведении геологоразведочных, взрывных работ.

Предварительные работы

Перед началом буровых работ нужно провести геологоразведку, так как в противном случае работа будет проведена напрасно. Подготовительные работы требуется начинать с откопки технического котлована глубиной в 1 м. Поднимаемый грунт будет скидываться в этот котлован. Размеры котлована разные, они зависят от потенциальной глубины бурения. Если этого не учитывать, то при бурении на огромную глубину уже через 20 метров работы будут большие трудности в движении.

Описание метода

После чего можно ставить механизм для работы шнекового бурение скважины. Если устройство данного механизма создавалось до 1990 года, то под этот бур следует выкопать маленькую ямку 40*40*40 см, чтобы бур не «ходил», а сразу врезаться в почву.

шнековое бурение

В качестве базы к конструкции закреплена вращательная труба, и она дает начало движению двигателям. В низу трубы имеется крепежный механизм, он показан щелью под стальной стержень, который фиксируется скобами. Как раз в эту трубу ставятся буры с наваренной сталью, похожие на спирали, а затем фиксируются. Сами колонны часто обладают полой структурой, следуя из этого изнутри собирается срез породы. В самом низу механизма есть специально предназначенное долото на 2 блока. Оно разбивает, а потом перемалывает породу, и устремляя ее к подъемному конструктору.

После того, как первый бур полностью врезается в породу, следует его слегка поднять и потом поставить на место. Такой шаг даст возможность защитить механизм от залипания в породе, а если нужно будет длительный перерыв, то механизм подымается на вес, затем под спираль ставится швеллер для сохранения в таком положении. Затем укрепляющая скоба вбивается молотком, вращательная труба подымается, ставится колонна, и вновь все закрепляется на этом же месте.

Важно! При данной работе непрерывно из скважины будет выбрасываться порода, которую следует убирать в заранее выкопанный котлован. Необходимо постоянная ручная работа по отбрасыванию грунта от устья скважины.

как выглядят шнеки

Шнековый метод отнимает гораздо больше времени по сравнению с другими методами бурения, поэтому следует запастись терпением.

У данного бурения скважин есть большое преобладание по скорости проходки. А также вместе с бурением укладываются и продавливаются стенки скважины, поддерживающие породу и устраняющее обрушение.

Проложенные стенки скважины бывают из стали или пластика. При шнековом бурении скважин нет необходимости в промывке скважины во время бурения.

Достоинствами шнекового бурения считается простота организации работ и высокие скорости.

Перспективы данного бурения связанны с использованием специализированного бурового оборудования с высокой мощностью, комбинацией этого способа с другими видами бурения, например, с продувкой и с промывкой, с использованием съёмных керноприёмников и постоянным выносом породы.

Наряду с достоинствами, есть и свои минусы шнекового бурения. Самый главный недостаток — это незначительная глубина. Также вращение массивной шнековой колонны требует приложения немалых сил.

Шнековое бурение: технология

Шнековый способ бурения скважин на сегодняшний день является самым простым и универсальным, в том числе для скважин частного пользования. Водозаборные скважины позволяют получить чистую, пригодную для питья и хозяйственных нужд воду. Наличие собственной скважины дает возможность не только экономить большое количество денег на различных системах фильтрации, но и заботиться о здоровье. Так, вода, полученная из подземных источников обогащена различными минералами и микроэлементами в отличие от стандартной воды из-под крана.

Существуют различные технологии и инструменты для шнекового бурения, соответствующие конкретной цели: скважина под воду, прокладка коммуникаций. В данной статье подробно описывается процесс шнекового бурения, область его применения, технологии вертикального и горизонтального бурения, достоинства и недостатки бурения шнековым способом. В завершение статьи анализируются инструменты для бурения: шнеки, буры, их назначение и особенности.

Содержание:

  • Описание процесса шнекового бурения
  • Особенности бурения в разных породах
  • Этапы работы
  • Технологии шнекового бурения
  • Технология горизонтального бурения
  • Технология вертикального бурения
  • Плюсы и минусы шнекового бурения
  • Способы бурения
  • Шнеки для бурения: виды, назначение, особенности
  • Телескопические шнеки
  • Виды буров
  • Заключение

Описание процесса шнекового бурения

Бурение скважины формирует в породе углубление цилиндрической формы. При диаметре от 60 до 200 мм глубина скважины может достигать 50-80 метров в зависимости от твердости грунта. Непосредственно процесс бурения шнековым способом происходит следующим образом: в породу погружается бурильная труба, обвитая металлической лентой, которая за счет собственной тяжести начинает разрабатывать скважину на заранее установленную глубину. За счет конструкции шнека в ходе бурения нет необходимости в дополнительной промывке скважины, так как весь проработанный грунт автоматически и непрерывно поднимается на поверхность.

Эффективность бурения скважин шнеком напрямую зависит от правильного проектирования. Так, большое значение имеет твердость породы, глинистость, рыхлость грунта. Целесообразнее всего использовать шнековое бурение на песчаном или гравийно-песчаном грунте. За счет своей конструкции, шнековый бур будет легко погружаться в такую почву, а на выходе отработанный грунт будет легко убирать. Для глинистой почвы такой способ бурения не подходит, так как спираль бура быстро забивается глинистым грунтом, образуя так называемую «пробку» и препятствуя дальнейшему бурению.

Одновременно с бурением скважины может происходить укрепление ее стенок с помощью бетонных или металлических конструкций, чтобы защитить ее от возможных обрушений.

Особенности бурения в разных породах

При проектировании особенно важно обращать внимание на грунт, с которым необходимо работать, так как именно от его плотности будет зависеть осевая нагрузка и частота вращения спирали шнека.

При бурении мягкого грунта и рыхлого песка не делают принудительную подачу осевой нагрузки, так как достаточно и собственного веса бура. В ходе работ необходимо контролировать объем разрушаемой породы на лопастях шнека – он не должен превышать производительности транспортёра. В противном случае куски грунта налипают на инструмент и мешают дальнейшей работе.

При бурении более твердых пород, таких, как суглинки, супеси, алевролиты и аргиллиты с начала работ устанавливается осевая нагрузка до 5 кН, а частота вращения колонны при этом не должна превышать 1,7-3,3 с -1 . Если превысить частоту вращения, то за счет вибраций могут открепиться некоторые части колонны, что, как минимум, продлит срок работ.

В зависимости от водопроницаемости грунта, пластичности и рыхлости может быть принято решение о дополнительном укреплении стенок скважины. Шнековый способ бурения позволяет проложить стенки скважины бетонной или металлической оболочкой за короткий промежуток времени.

Бурение в пластичной почве чревато возникновением пробок, так как грунт налипает на спираль шнека и препятствует дальнейшему разрушению почвы и выбрасыванию отработанного грунта. В целом рекомендуется прочищать лопасти шнека каждые полметра, чтобы избежать пробок.

Чем более твердая порода, тем более сильная осевая нагрузка устанавливается. Так, например, для бурения мерзлого грунта ставят осевую нагрузку 8-10 кН, частота вращений может быть в пределах 1,3-2,2 с -1 . Однако, важно помнить, что шнековое бурение эффективно лишь для III категории буримости. Для галечников и монолитных пород шнековое бурение не используется.

Этапы работы

Первый и главный этап в работе с шнековым буром – это проектирование скважины. Помимо определения твердости породы, необходимо определить глубину и наклон будущей скважины. Наклон зависит от твердости грунта, то есть чем более плотная порода, тем более прямой угол бурения. При бурении мягких пород и рыхлого грунта наклон бурения составляет 30-60 градусов, а при гравийно-галечном грунте наклон будет 90 градусов. От правильного понимания плотности, пористости, водопроницаемости породы зависит успешность бурения. Также немаловажно понимать, на какой глубине проходят подземные воды, чтобы скважина гарантированно достигла нужной глубины.

После проектирования следуют подготовительные работы, которые могут включать в себя:

  • Подготовку пространства для отработанного грунта, который будет поступать через скважину;
  • Подбор необходимых инструментов для бурения в зависимости от плотности грунта и диаметра будущей скважины;
  • Установку оборудования на платформу;
  • Определение необходимой мощности бурения исходя из особенностей породы. Для бурения рыхлых песков и мягких грунтов может хватить собственного веса шнековой колонны, а для твердых пород необходимо установить дополнительную осевую нагрузку;
  • Подготовку материала для укрепления стенок скважины, если это необходимо.

Затем можно приступать к бурению шнековым способом. При любых буровых работах необходимо помнить правила техники безопасности во избежание несчастных случаев. При соблюдении всех необходимых условий, шнековое бурение – это самый доступный и простой в использовании способ бурения скважины.

Технологии шнекового бурения

Шнековое бурение разделяется на две технологии по направлению бурения: горизонтальную и вертикальную. Технология вертикального бурения предназначена для разработки скважин под воду, а горизонтальное бурение используется для прокладки инженерных коммуникаций.

Если вертикальное бурение достаточно активно используется на частной собственности в силу своей доступности, то горизонтальное требует гораздо больше времени, средств и человек, которые будут контролировать процесс работы.

Технология горизонтального бурения

Горизонтальное бурение применяется в тех случаях, когда присутствуют различные препятствия на пути из точки А в точку Б. Такими препятствиями могут выступать лесной массив, магистраль, железная дорога. Шнековое бурение позволяет бурить на глубине до 80 метров, то есть ниже уровня грунтовых вод. Таким образом, чтобы проложить наиболее безопасный и короткий путь, используется горизонтальное направление бурения. По сравнению с вертикальной скважиной, горизонтальная имеет намного более широкий диаметр.

В отличие от вертикального бурения, при горизонтальном необходимо подготовить не только стартовую точку бурения – устье – но и конечную, то есть забой. Подготовка к горизонтальному бурению будет выстраиваться следующим образом:

  • Рытье котлованов в устье и забое на одном уровне с будущей скважиной;
  • Размещение установки для бурения;
  • Подготовка необходимого оборудования;
  • Бурение происходит под контролем оператора, который с помощью монитора и зонда регулирует направление и угол наклона бура. Когда буровая установка достигает забоя, шнековый бур заменяется на трубу и расширитель, а установка начинает движение в обратном направлении. Таким образом, горизонтальная скважина готова и в ней проложена труба без дополнительных усилий, что существенно экономит средства и время.

Технология вертикального бурения

Вертикальное бурение шнеком активно используется в частном хозяйстве для бурения скважин под воду. Это объясняется доступностью и простотой использования данной технологии. Так, для получения скважины глубиной до 80 метров достаточно сравнительно небольшой бурильной установки и правильно подобранного шнека. При бурении глубоких скважин устье в диаметре может быть шире забоя.

Шнек для вертикального бурения имеет витки различной толщины и ширины, в зависимости от назначения шнека. Таким образом разрушение породы происходит за счет непрерывного вращения витков шнека. Удобство заключается в том, что при вертикальной технологии бурения, как правило, нет необходимости в дополнительной промывке или продувке, так как разрушенная порода автоматически поступает на поверхность.

Технология вертикального бурения используется не только для скважин под воду, но и для монтажа столбов, разведочных скважин, наблюдательных колодцев. Последнее необходимо для взятия проб с подземных вод и их дальнейшего анализа.

Плюсы и минусы шнекового бурения

Преимущества шнекового бурения скважин:

  • Скорость работы: конструкция шнекового бура позволяет одновременно сверлить скважину и поднимать отработанный грунт за короткий промежуток времени;
  • Глубина: можно получить скважину до 80 метров глубиной;
  • Удобство использования: параллельно с бурением скважины можно проводить укрепление ее стенок, что тоже значительно упрощает работу;
  • Простота технологии;
  • Возможность регулировать угол направления бурения;
  • При шнековом бурении нет необходимости в промывочной жидкости.

Есть у технологии и свои недостатки, которые нужно учитывать при выборе. Существенный недостаток заключается в том, что шнековый бур подходит только для пород до третьей категории буримости. Для последующих категорий использование шнека будет нецелесообразно, так как потребуется значительно больше средств, материалов и мощностей бурения. При этом для вращения достаточно тяжеловесной шнековой колонны может понадобиться достаточно мощная буровая установка. Важно учитывать при выборе шнекового метода бурения, что любой подземный валун может замедлить или вовсе остановить процесс. Еще один недостаток заключается в ограничении по глубине: сделать скважину глубже 80 метров не получится, а нередко из-за особенностей местности ограничение глубины может быть и до 50 метров. Считается, что бурение шнековым способом не относится к числу бюджетных, так как требуется специальная буровая установка и большое количество дополнительных инструментов.

Способы бурения

В зависимости от сложности работ и плотности грунта необходимо подобрать правильный способ бурения. Наиболее популярны следующие способы:

  1. Вращательный: стандартное механическое бурение, при котором разрушение породы идет за счет непрерывного вращения инструмента;
  2. Роторный: способ схож с вращательным, но при бурении используется инструмент роторного типа;
  3. Ударный: механический вид бурения, когда разрушение породы происходит за счет ударов бурового инструмента. Нередко используется при бурении монолитных и плотных пород;
  4. Ударно-канатный: ударное бурение, использующееся при бурении галечных отложений и других плотных пород.

Нередко в ходе разработки одной скважины возникает необходимость прибегнуть к сразу нескольким из перечисленных способов бурения.

Шнеки для бурения: виды, назначение, особенности

На сегодняшний день представлен большой выбор шнеков для бурения и других вспомогательных инструментов, каждый из которых имеет свое предназначение и характеристики. В зависимости от того, какой грунт предстоит разрабатывать, подбирается вид шнека, его диаметр и другие параметры.

Главное отличие шнеков друг от друга заключается в диаметре и длине. Диаметр инструмента подбирается под размер потенциальной скважины. Если предстоит бурить не мягкую почву, а достаточно плотный грунт, например, алевролиты, суглинки, рекомендуется выбирать шнек, укрепленный резцами из твердого сплава. Длина шнека зависит от буровой установки, ее технических требований, мощности и так далее. Толщина может также разниться: утолщенные лопасти шнека прослужат дольше. Закономерно, что при бурении более твердых пород необходимо подбирать шнек с большей толщиной, в противном случае он может быстро износиться из-за больших нагрузок.

Для стандартной скважины при частном доме чаще всего используется классический стартовый шнек без каких-либо дополнений. Нет необходимости в приобретении специального шнека, так как грунт достаточно рыхлый и мягкий.

Шнеки принято разделять и по другим характеристикам:

Вид соединения: шнеки могут иметь резьбовое и безрезьбовое соединение. Резьбовое соединение удерживает шнеки за счет ввинчивания, но имеет существенный недостаток: у такой конструкции нет возможности обратного вращения. В случае же с безрезьбовым соединением шнеки закрепляются за счет муфтовых замков и удерживаются с помощью пальцев с фиксаторами. Второй вид намного более универсален, а потому и встречается чаще;

Наполнение шнека, другими словами, имеет он центральное отверстие или нет. Эта характеристика также влияет на эффективность конкретной модели шнека. Так, например, полые шнеки позволяют использовать продувку. Также через полый шнек может поступать и вода для дополнительного охлаждения конструкции и снижения трения. Более тяжеловесный вариант не имеет дополнительных функций;

Направление и диаметр лопастей. При бурении мягкого грунта направление лопастей должно быть примерно 60 градусов, а при более твердых породах лучше использовать шнеки с лопастями под 90 градусов.

Помимо непосредственно шнеков при бурении могут понадобиться и другие инструменты, например, шнек-переходник. Этот инструмент необходим в качестве соединения между основной колонной и буровой установкой.

Телескопические шнеки

Телескопический шнек — отдельный вид шнека, предназначенный для изменения длины бурового инструмента. Шнек такого вида имеет выдвижной внутренний шток, который позволяет достичь большей глубины при бурении и значительно сокращает нагрузку на оборудование. Обычно отдают предпочтение телескопическим шнекам из-за их удобства, так как нет необходимости дополнительно наращивать колонну шнеков. Также за счет своей раскладной конструкции, такой шнек удобнее транспортировать.

Шнек такого вида достаточно универсален и может использоваться на различных установках, например, на манипуляторах, экскаваторах и ямобурах.

Виды буров

При бурении большое внимание стоит уделить и выбору бура. Существуют различные буры, предназначенные для конкретных случаев, разберем наиболее популярные модели и их назначение:

Колонковый бур – бур, предназначенный для первичного разрушения породы. Главная особенность бура такого типа – его кольцевидная форма. Незаменим, если есть необходимость бурения в породах высокой твердости. При этом за счет своей формы разрушение грунта происходит только по кольцу, оставляя внутреннюю часть – керн – нетронутой, что позволяет в дальнейшем ее поднять на поверхность и использовать;

Бур лопастной – применяется для разрушения мягких и средних пород. За счет широких лопастей, бур быстро и беспрепятственно проникает в грунт и позволяет существенно сократить время работы. Лопастной бур активно используется при бурении различных скважин, в том числе под воду;

Бур конусный – один из наиболее универсальных видов буров. Предназначен для разработки средних и тяжелых грунтов более 5-ой категории. Поскольку конусный бур преимущественно работает по твердым породам, при выборе необходимо обращать внимание на его износостойкость;

Перовой бур используется для бурения на легких и средних грунтах. Внешний вид перового бура соответствует его названию – кончик бура представляет собой заостренное перо. Чаще всего перовой бур используется для скважин и столбов. Конструкция бура позволяет использовать его и галечника небольшого размера;

Шнековый бур лучше всех предыдущих видов подходит для бурения скважин под воду. Благодаря своей конструкции он может разрушать породу до 7-ой категории. Зачастую шнековый бур оборудован твердосплавными резцами для повышенной износостойкости при работе с твердым грунтом.

Таким образом, при проектировании скважины необходимо правильно понимать плотность грунта, чтобы подобрать подходящий бур. При бурении особенно твердых пород лучше подбирать бур, укрепленный алмазными резцами для наиболее эффективного бурения. Бур должен иметь сечение больше шнека приблизительно на 2 сантиметра.

Заключение

Шнековое бурение скважин активно применяется для разработки скважин под воду и другие технические нужды, например, как прокладка коммуникаций бестраншейным способом. Принцип работы бурения шнеком заключается в том, что из-за непрерывного вращения лопастей по спирали происходит одновременное разрушение породы и ее поднятие на поверхность. Так бурение с помощью шнека позволяет значительно сократить сроки работ, а также их стоимость. Технология шнекового бурения позволяет разрабатывать грунт до 4-ой категории буримости и этого достаточно для стандартной скважины под воду в частном хозяйстве.

Существует также и горизонтальная технология бурения шнеком, которая используется для получения доступа к нужной точке. Горизонтальное бурение необходимо, если на пути прокладки есть препятствия, например, лесной массив, автомобильные и железные дороги, магистрали. Главное отличие горизонтальной технологии от вертикальной заключается в сложности работ: необходимо контролировать не только исходную точку бурения, но и конечную. При этом горизонтальное бурение позволяет сразу укреплять стенки полученной скважины бетоном или другим необходимым материалом.

Таким образом, бурение скважин шнековым способом является одним из самых доступных и простых в исполнении, что объясняет его популярность.

Шнековое бурение скважин

На песчаных и гравийно-песчаных породах применяется шнековое бурение скважин на воду. Технология востребована для организации автономного водоснабжения на дачах, приусадебных участках. В ходе работ формируются скважины с дебитом воды до 1.2 кубометра в час, рассчитанные на продолжительную эксплуатацию. Технология имеет ряд важных преимуществ, активно используется в частном домостроении и на промышленных предприятиях.

Шнековое бурение скважин

В ходе работ используется буровая установка с режущим инструментом в виде трубы, на окончании которой расположена буровая головка, а вдоль по спирали идет стальная лента толщиной до 0,6 мм – шнек. Бур представляет собой лопастное долото, его форма может быть различная, она подбирается исходя из специфики породы. Шнек при вращении воздействует на стенки скважины, уплотняет и удерживает почву.

Бурение шнеком способно одновременно решать несколько задач:

  • удалять измельченную породу из скважины;
  • уплотнять стенки путем давления на них шнеком;
  • устанавливать стальную обсадную трубу.

В технологии этого метода отсутствует промывочная жидкость, бурение производится «всухую», что ускоряет темпы работ. Скважины выполняются на глубину до 35-40 метров, возможно бурение и на большую глубину при рыхлых породах.

Используется этот способ не только при создании автономных систем водоснабжения. Этот метод применяют при инженерных, гидрогеологических исследованиях, в геологических экспедициях для поиска полезных ископаемых, при картографировании местности. Параллельно со шнековым бурением скважин могут применять другие технологии – тампонирование стен бетоном под давлением. Эта методика обеспечивает производительность до 30 метров в сутки. Ход подачи при этой технологии от 2 до 15 метров, охлаждается режущий инструмент разрушенным грунтом. Чем глубже погружается шнековая колонна, тем эффективнее процесс ее охлаждения.

Частота вращения лопастного долото – 150-200 об/мин, для буров диаметром до 100 мм скорость работы достигает 500 об/мин. При низкой скорости проходки колонны ухудшается подача на поверхность выработанного грунта, при высоких темпах работы увеличивается вибрация. Только профессионализм бурильщиков компании «БурАльянс» позволяет выбрать оптимальный режим шнекового бурения, учитывая особенности оборудования и грунта. Диаметр шнека, используемого для бурения, достигает 80 см, но чаще применяется инструмент 100-200 мм.

Справляться с грунтом позволяют литые головки с режущими элементами, которые изготавливают из твердых сплавов. При вращении лопасти разрушают породу, которая вынимается шнеком. Так как технология применяется на рыхлых грунтах, то режущий инструмент изнашивается медленно, что положительно влияет на стоимость работ. Глубина бурения – на длину штанги, после того, как шнек пройдет эту глубину, оборудование останавливается, добавляется новая штанга и продолжается работа.

Шнековое бурение. Выбираем шнек

Все статьи

Вращательным шнековым бурением называют один из самых старых способов создания скважин, который со временем почти не менялся — только претерпел небольшие усовершенствования.

Плюсы и минусы шнекового бурения

Недостаток шнекового метода — ограничение по максимальной глубине, которую можно достичь без применения дополнительного оборудования. Однако преимущества делают шнековое бурение самым популярным способом создания скважин.

Все, кто производит бурение скважин навесными гидробурами, ценят скорость производимых работ, универсальность применения оборудования, финансовую доступность, а также относительно несложную технологию.

Шнек буровой

Фото: Шнек буровой

Когда применяется шнековое бурение?

При шнековом бурении чаще всего бурятся скважины небольшой глубины (до 20 метров) шнеками небольших диаметров (до 1500 мм).

Перечислим несколько самых популярных направлений работ, при которых применяется шнековое бурение:

  • установка дорожных ограждений, дорожных знаков, оград, столбов, опор,
  • взятие проб грунта с разной глубины,
  • создание буронабивных свай,
  • пересаживание деревьев,
  • завинчивание винтовых свай,
  • лидерное бурение для забивки свай.

Наиболее часто такое бурение производится буровыми шнеками в грунтах категорий III- Х по классификации крепости горных пород Протодьяконова. В твердых грунтах категорий III–IV процесс бурения требует высокой квалификации работников и использования наиболее надежного, профессионального рабочего инструмента.

Самые распространенные среди методов вращательного шнекового бурения — рейсовый и поточный.

Рейсовый и поточный способы бурения

При рейсовом способе бурения используются шнеки, которые наращиваются штанговыми удлинителями для достижения заданной глубины. Шнековый бур забуривается на глубину витков, извлекается из скважины по мере наполнения витковой части буримой породой. Порода сбрасывается в стороне от скважины, шнек погружается обратно за следующей порцией грунта.

Процесс продолжается до достижения необходимой глубины. Производительность такого метода зависит, в том числе, от длины винтовой части шнека. Но тут нельзя забывать о том, что, чем больше диаметр, тем более тяжелый груз извлекается базовой машиной из скважины.

Сам винтовой шнекобур и удлинители — внушительная металлическая конструкция, а вместе с грунтом, особенно при большой глубине бурения, этот комплекс может оказаться на грани грузоподъемности базовой машины. В шнекобурах Технопарка «Импульс» учтена эта особенность — количество витков зависит от серии шнека и его диаметра, но с учетом максимально возможного объема породы, который предстоит извлечь.

Шнек буровой

Фото: Шнек производства Технопарк «Импульс»

При поточном способе выход породы из забоя происходит постоянно на всей глубине бурения. Этот способ более производительный, чем рейсовый. При работе поточным способом не надо постоянно извлекать шнек с породой, т.к. буримая порода сама движется по всей длине инструмента к устью скважины. Достигается такая производительность за счет того, что реборда идет по всей длине шнека и всех удлинителей. Соединяются шнек и удлинители таким образом, чтобы на стыке последний виток шнека переходил в первый виток удлинителя — получается шнековая колонна. Вращения колонны производят непрерывное (поточное) транспортирование буримого грунта из забоя на поверхность.

Выбор способа бурения зависит от поставленной задачи.

Полностью винтовые бурильные колонны всегда производительнее, но дороже, чем шнекобур с удлинителями-штангами. Если бурится скважина глубиной до 5 или 10 м., то рейсовый способ будет комфортным, а если 10 м. и глубже — наиболее предпочтительным будет поточный способ.

Есть виды работ, при которых поточный способ бурения необходим. Это те работы, которые требуют идеально четкие диаметр, вертикальность, ровность по всей глубине скважины, например, лидерное бурение для последующей забивки свай или создание скважин для изготовления буронабивных свай.

Что такое шнек?

Слово „Шнек“ немецкого происхождения, в переводе означает „улитка“, „завиток“, „спираль“. Состоит он из основания в виде стержня, на котором, вдоль оси, закреплены спиральные витки. По сути это конвейеры, которые доставляют по трубе сыпучие материалы.»

Шнек буровой оснащен снизу режущей частью, которая разрушает буримую породу, и присоединительным хабом.

Транспортировка материала осуществляется одновременно с проходкой скважины — это и есть суть шнекового бурения.

Контакт шнекобура с породой происходит не одновременно по всей площади скважины. При забуривании мощное давление, сконцентрированное в зубьях, передается на породу. Происходит вдавливание зубьев в породу. В податливом, мягком грунте, с вкраплением камней 0 — 10%, что соответствует V — X категориям крепости пород по шкале Протодьяконова, зубья для абразивного бурения врезаются в грунт и, срезая слой за слоем, транспортируют по шнеку землю к устью скважины.

Если порода соответствует категориям I — IVa, т.е. крепкая или очень крепкая, то при такой твердости применяются скальные зубья. Вдавливаясь, они скалывают, измельчают породу, посылая измельченный материал по стальным виткам (ребордам) с нижней части скважины к ее устью. Трубой в этом случае является скважина. Благодаря разнице коэффициентов трения породы и коэффициентов трения о стальные витки и породу стенок, поднимающаяся масса укрепляет стенки скважины. Коэффициент трения о сталь ниже, чем коэффициент трения о грунт, поэтому разрушенная порода продвигается по центральной части шнека быстрее, чем на границе с грунтом. Благодаря этому неровности стенок скважины удерживают и уплотняют породную массу, укрепляя таким образом стенки скважины. Увеличивающуюся трения избыточную температуру инструмент отдает буримому грунту.

Шнек буровой

Фото: Шнек буровой с наплавкой

При шнековом вращательном бурении недопустимы отклонения в сторону крайностей. Количество разрушенной режущей головкой породы не должно быть маленьким — это сократит производительность. Но и не должно быть большим, это забьет межвитковое пространство и будет стопорить продвижение породы по скважине. Шнекобуры Технопарка «Импульс» изготавливаются исходя из того, что производительность шнекового транспортера должна быть выше или равна производительности режущей части шнека.

Непосредственно подъем породы по шнековому транспортеру возможен лишь при условии, когда угол линии спирали меньше значений трения породы о поверхность реборды. Этим важнейшим деталям Технопарк «Импульс» уделяет максимальное значение при проектировании и изготовлении шнековых буров.

Подобрать нужный шнек, буровой комплект

Михаил Михайлович Протодьяконов (1874—1930 гг. жизни) был великим российским, а затем и советским ученым в области горного дела. Шкала коэффициента крепости горных пород стала первым реальным способом, который оценил горные породы по буримости, взрываемости, зарубаемости. Эта шкала — лишь один из многих глобальных трудов профессора Михаила Михайловича в горнодобывающей области.

Что такое шнековое бурение скважин

Разновидность вращательного бурения. Бурение сопровождается быстрым погружением долота в породу, а разрушенная порода непрерывно перемещается вверх по винтовой поверхности шнеков и выносится через устье скважины на поверхность земли. Позволяет проходить скважины в мягких и средней твердости породах на глубину до 50-75 м. с большой механической скоростью и незначительными затратами времени на монтажно-демонтажные работы и вспомогательные операции. Сравнительно большой диаметр скважин, отсутствие потребности в воде для промывки. Шнековое бурение пользуется широким распространением для проходки взрывных скважин при разработке твердых полезных ископаемых открытым способом, при сейсморазведке, сооружении буронабивных свай и других целях. При шнековом бурении скважин сплошным забоем буровой снаряд состоит из долота и шнековой колонны.

Шнеки состоят из труб с наваренными на них спиралями, замков для соединения отдельных звеньев шнековой колонны. Замки могут быть в виде шестигранника, трехгранника или резьбы, передающих момент вращения, и пальцев, воспринимающих осевое усилие
Пример обозначения: Шнек буровой D=135мм, L=1500мм

Диаметр, мм Длина, мм Тип соединения Диаметр долота, мм
Шнека Трубы
62 34 1000 резьба 76
135 73 1500 шестигранник 148, 151
180 89 1500 шестигранник 198
230 89 1500 шестигранник 250
250 114 1500 трехгранник 270
300 114 1500 трехгранник 330
350 114 1500 трехгранник 360
400 114 1500 трехгранник 420
500 114 1500 трехгранник 520

Долото шнековое обеспечивает разрушение породы резанием. Разрушенная порода затем поступает на спираль (реборду) шнека и транспортируется на поверхность. Долота отличаются количеством и конфигурацией лопастей, а также типом вооружения.
Пример обозначения: Долото шнековое 3-х лопастное D=250мм

Диаметр, мм Количество лопастей Тип соединения
76 4 резьба
148 3 шестигранник
151 2 шестигранник
198 2, 3 шестигранник
250 2, 3 шестигранник
270 3 шестигранник
330 3 трехгранник
360 3 трехгранник
420 3 трехгранник
530 3 трехгранник

Предназначен для вращательного бурения скважин в горных породах IV-V категории по буримости. Забурники позволяют совместить проходку с удалением породы из забоя без применения промывки и продувки. Забурники представляют собой трубу, по наружной поверхности которой приварена спирально навитая лента (реборда). К корпусу забурника приварены лопасти, армированные твердосплавными пластинами и сменными резцами. Конструкция обеспечивает эффективное удаление продуктов разрушения и более высокую скорость бурения.
Пример обозначения: Забурник шнековый D=270мм

Диаметр забурника 151, 198, 250, 270, 330, 370, 420, 530, 630, 730, 830 мм

Штанги бурильные служат для спуска бурового снаряда в скважину, передачи вращения породоразрушающему инструменту с поверхности от вращателя бурового станка, передачи осевой нагрузки на забой, подъема бурового снаряда из скважины. Штанги бурильные шнековые выполнены в виде несущей трубы, с обоих сторон которой приварены соединительные наконечники.
Пример обозначения: Штанга бурильная D=73мм, L=1500мм

Диаметр, мм Длина, мм Тип соединения
73 1000, 1500, 3000 шестигранник
89 шестигранник
114 трехгранник
Шнеколовка
Представляет собой снаряд в виде спирали с шагом извлекаемого шнека. Шнеколовка, как гайка, навинчивается в шнек и поднимается
Переходник
Для соединения между собой частей шнековой колонны и бурильных штанг разного диаметра
Серьга Вилка подкладная
Рамка подкладная Палец для шнека

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *