8 800 333-39-37
Ваше имя:
Номер телефона:

Бурение шнеком с одновременной обсадкой


от А до Я с видео и фото

Такой способ прохождения стволов признается самым древним в истории обустройства водозаборных сооружений. Шнековое бурение скважин обладает рядом преимуществ, позволяя одновременное укрепление стенок ствола. Таким образом, на ряде видов грунтов отпадает необходимость одновременно с бурением производить обсадку скважин металлом.

Шнековое бурение на воду может проводиться на любых грунтах, исключая скальные, для них разработана специальная технология проходки с применением других инструментов.

Такой способ выполнения стволов возможен не только в вертикальном направлении, но и горизонтально, а также наклонно под заданным углом

Особенностью процесса бурения является одновременное удаление породы по винтовой поверхности, образуемой пластинчатыми элементами. В сочетании с сердечником и режущей головкой такое устройство называется шнеком. По мере его заглубления в грунт вращающее устройство отсоединяется, отводится в верхнее положение и производится наращивание буровой штанги по длине вставкой очередной секции бура.

Рис.1. Схема исполнения скважины

Порода, поднимаясь по винтовой поверхности, активно прижимается к стенке шурфа, производя ее уплотнение и упрочнение. Это позволяет обсаживать стенки ствола по окончании буровых работ, увеличивая суммарную скорость проходки.

При выполнении бурения таким способом не применяются промывочные растворы, что избавляет потребителя от рекультивационных работ на участке по окончании бурения.

Содержание статьи:

Шнековый ствол вручную

Пробурить скважину своими руками – вполне посильная задача при использовании вспомогательных приспособлений промышленного производства

Рис.2. Мини – буровая установка позволяет легко пробурить скважину на воду своими руками

Используя это нехитрое приспособление, можно выполнить своими руками ствол глубиной до 70 метров, что предполагает возможность простым способом в ряде случаев получить даже артезианскую воду.

Такое, или подобное ему, несложное оборудование не нужно даже покупать, его часто можно взять напрокат, а технология бурения настолько проста, что вполне возможно пробурить нужную скважину своими руками.

Выполнение горизонтальных стволов

Шнековое бурение позволяет упростить некоторые другие задачи, выполняемые в стесненных условиях. Горизонтально расположенные шурфы (проколы) часто нужны, чтобы выполнить доступ в определенную точку в застроенных городских кварталах. Горизонтальное шнековое бурение (ГШБ) – технология бестраншейной прокладки трубопроводов.

Рис.3. Установка для горизонтального бурения шурфов

Чтобы пробурить прокол, применяются гидравлические станции, оснащенные шнековым буром. Такое расположение инструмента (горизонтально) предполагает одновременное обсаживание стенок стальными трубами, а направленное усилие на буровой инструмент производится гидравликой. Бурение стволов горизонтально производится из специальных котлованов или колодцев.

Чтобы пробурить наклонную скважину, применяется та же технология, что и при горизонтально расположенных шурфах – с непременным обсаживанием стенок.

Такое применение ГШБ с расположением прокола горизонтально, позволяет избежать вырубки насаждений, перекрытие дорог, повреждение существующих коммуникаций и строений и других негативных факторов.

Особенности процесса проходки

Шнековое бурение на воду обычно производится с применением мобильных установок, что значительно снижает потери времени при необходимости переноса буровой на другое место.

Простота оборудования рабочего места и высокая производительность проходки объясняют популярность такого способа, как при разведочных работах, так и при выполнении рабочих скважин, в том числе – чтобы пробурить ствол своими руками. Производительность установки при благоприятных грунтах может достигать 300 метров в смену.

Техпроцесс выполнения работ предусматривает выполнение таких операций:

  1. Доставка и установка оборудования на месте выполнения работ, перевод из транспортного положения в рабочее. Для этого достаточно опустить опорные башмаки гидравлическим устройством.
  2. Забуривание. Производится на повышенных оборотах привода, направленное движение шнека обеспечивается жесткой конструкцией механизма установки.
  3. Периодически выполняется установка дополнительных секций шнековой колонны по мере ее погружения в грунт.
Рис.4. Устройство бура для тяжелых грунтов с твердосплавными режущими элементами

Учитывая характер проходимых пород, нужно правильно выставить рабочие резцы бура по отношению к плоскостям винтовой поверхности бура. Основа инструмента обычно изготавливается из легированной среднеуглеродистой стали, имеющей повышенную прочность и хорошую свариваемость. Винтовые лопасти из листовой стали крепятся на трубе сваркой. Для лопастей применяются износоустойчивые марганцовистые стали. Для режущей части применяются высоколегированные стали, подвергнутые цементации. После этого они имеют повышенную твердость по поверхности и более или менее эластичную сердцевину. Такое решение позволяет получить достаточно твердую рабочую поверхность, избегая хрупкости тела инструмента.

Для скальных или каменистых грунтов использую буры с твердосплавными режущими частями или алмазными коронками. Таким инструментом можно пробурить даже скальные грунты. При этом через отверстие в трубе подается вода в качестве охлаждающе – смазывающей жидкости.

Оборудование для бурения скважин

Чтобы выполнить поставленную задачу – пробурить скважину на воду своими руками, часто достаточно миниатюрной установки или малогабаритного мобильного устройства.

Рис.5. Мобильная буровая установка для выполнения ствола скважины на воду своими руками

Бурение с применением шнекового инструмента станками типа ЛБУ-50-20 дает возможность выполнять стволы на глубину до 200 метров при диаметре 190 миллиметров. А при наличии пневмоударника возможно создание шурфа диаметром до 550 мм.

Среди популярных в России установок для бурения – мобильный агрегат СО-2. Предельная глубина бурения до 70 метров, но, при наличии в комплекте специальных приспособлений, диаметр шурфа может составлять до 2-х метров. Эта особенность позволяет применять установку для строительства колодцев самого разного назначения.

Выводы

Для всестороннего рассмотрения вопроса в подробностях недостаточно рамок одной статьи, тем не менее, надеемся, что приведенные данные будут полезны. Однако, обращаем внимание на следующие моменты:

  1. Скважины, пробуренные способом шнекового бурения, как правило имеют небольшой дебет. По-видимому, это связано с особенностями процесса в условиях плывучего грунта водно – песчаной среды питающего слоя пласта. Как вариант – после установки обсадной трубы с фильтром, нужно произвести добуривание, опуская обсадку на водоупорный глинистый грунт.
  2. Когда из скважины пойдет уже чистая вода, использовать ее можно только на технические нужды (в частности – на полив). Нужно немедленно отправить образцы жидкости на контроль в химлабораторию местного водоканала и до получения положительного заключения – использовать на бытовые нужды только после кипячения.

Желаем вам удачи и чистой воды!

Советуем почитать: Буровой инструмент

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

oburenie.ru

Технология шнекового бурения скважин - ЛидерКоперПроект

Помните знаменитую легенду о том, как один древний грек бегал обнаженным по улицам Сиракуз и кричал: «Эврика». Нравы, как и климат были мягкими, да и «Эврика» грек кричал по совершенно иному поводу, но архимедов винт уже существовал и вполне успешно справлялся с задачами подачи воды в оросительные системы полей и садов древнего мира.

Казалось бы, какое отношение имеет упомянутый грек и изобретенный им винт к проблемам шнекового бурения? А отношение самое непосредственное, поскольку винт Архимеда является прообразом шнека, который мы и применяем для производства бурильных работ.

Шнек — стержень снабженный сплошной винтовой поверхностью расположенной вдоль продольной оси упомянутого стержня. Винтовая поверхность шнека обеспечивает экскавацию грунта из скважины.

Чем замечателен шнек или архимедов винт? Очевидно тем, что бурение и экскавация грунта происходит одновременно. Также тем, что контактная поверхность между стенками скважины и наружными краями винта может быть не идеальной, небольшие зазоры допустимы и иногда даже полезны. За один поворот шнека черпается достаточно большое количество грунта относительно угловой скорости бурового снаряда, кроме того, грунт, осыпающийся из верхних секций шнека, попадает в предыдущую секцию и продолжает свое движение вверх по стволу скважины. В процессе бурения и экскавации грунта устанавливается динамическое равновесие, что препятствует снижению эффективности экскавации. Но, у каждого способа есть и своя оборотная сторона. При шнековом бурении затраты  мощности относительно диаметра скважины меняются нелинейно, зависимость степенная (квадратичная), что делает устройство скважин больших диаметров (более 1000 мм) если и не невозможным, то крайне не эффективным с точки зрения затрат энергии и необходимости приобретать дорогостоящее мощное оборудование.

Несмотря на отсутствие жестких требований к контактной поверхности между стволом скважины и шнеком, следить за формой шнека надо обязательно, а для предотвращения повышенного износа винтовой поверхности на ее наружный торец наплавляют твердосплавный материал при помощи специальных электродов.

Производительность бурения шнеком зависит не только от материала шнека и его конструкции, но и от правильного подбора режущего инструмента. На конце шнека, устанавливают отъёмный бур с резцами. Резец – расходный элемент бурового снаряда, заменяемый машинистом по мере износа. Кроме того, диаметр бура по своим размерам должен всегда превосходить диаметр винтовой поверхности шнека (около 0,3-0,5% диаметра винтовой поверхности), чтобы не допускать заклинивания шнека, преждевременного износа и поломки винтовой поверхности из-за силового контакта между упомянутой винтовой поверхностью и стенкой скважины.

Для нормальной, производительной работы шнекового снаряда, необходимо: правильно подобрать материалы резцов, конструкцию бурового снаряда или непосредственно бура. Очень важно также правильно подобрать шаг винтовой поверхности в зависимости от типа грунта. Практика показала, что применение двухлопастного бура эффективнее. При применении однолопастного бура, со временем, происходит цикличное обкатывание внутри скважины. Шнек начинает «болтать» внутри ствола, появляется реактивный момент, который отжимает бур от стенок. При работе двумя лопастями силы выравниваются, бур идёт ровно и выполняет скважину правильной геометрии. Существует много различных пород и различных климатических условий: мерзлота, скалы, разборная скала, песчаные, глинистые и суглинистые почвы и т. д.  Для каждого варианта подбирается бур, резцы и шнек наиболее приемлемой конструкциии.

Во время длительного бурения наиболее уязвима нижняя часть шнека, и подвергающиеся износу наружные края винтовой поверхности шнека. Поскольку нижняя часть бурового снаряда находиться в работе чаще, а наружная часть винтовой поверхности изнашивается быстрее, возможны изменение формы в виде конуса, что чревато проблемами как при дальнейшем использовании инструмента (повышенные затраты мощности на бурение, увеличение времени проходки), так и при установке армокаркаса. Aрмокаркас, цепляясь за стенки скважины, не доходит до необходимой отметки. Такая скважина не пригодна для устройства сваи.

Во время бурения скважины возможна проходка карстовых полостей, что может негативно сказаться на последующем устройстве сваи. Селевые, грязевые или карстовые участки будут способствовать оттоку бетона. В этом случае, необходимо применение обсадной трубы. Поскольку встречаются достаточно обширные карстовые полости, зачастую, трубу оставляют в скважине.

 

Непрерывное бурение

Бурение с помощью шнекового снаряда (либо нескольких секций шнека), на конце которого находится буровой инструмент, с непрерывной экскавацией грунта.Непрерывный способ бурения производится на взрыхлённых грунтах или шламах. Грунт поднимается непрерывно, вследствие этого данный способ наиболее производительный, однако и самый энергоемкий. Применяется (в основном) для устройства скважин глубиной до 10-20 метров.

 

Цикличное бурение

Бурение инструментом, имеющим на конце либо ковшовый бур, либо небольшую часть шнека на который можно набрать грунт и извлечь его. Инструмент очищают различными способами и возвращают в скважину. Этот метод менее производительный, поскольку при большой глубине неизбежны холостые пробеги инструмента, иногда очень значительные. Но, существует преимущество — при больших диаметрах (от 1000 мм) требуется существенно меньшая мощность на бурение скважины, относительно непрерывного способа бурения.

 

Условно цикличный способ бурения

Буровые установки не всегда обладают ходом подачи, необходимым для погружения шнека на проектные отметки. Какую-то часть можно погружать за один ход буровой каретки, но если хода недостаточно для достижения проектных глубин, то шнек наращивают секциями.  К находящемуся в забое шнеку присоединяют дополнительную секцию, а дополнительную секцию, в свою очередь, присоединяют к буровому вращателю. При проходке скважины, шнек наращивают снова и снова, до достижения необходимых глубин.

 

Бурение с помощью телескопического шнека

Внутри центрального стержня (трубы) шнека находится штанга, которая имеет возможность перемещаться вдоль оси трубы, увеличивая таким образом длину бурового снаряда. Штанга фиксируется на необходимой длине специальным упором. При большой длине шнека и использовании малых диаметров стержня, возможна потеря устойчивости (изгиб шнека). Как правило, указанная ситуация возникает при использовании принудительной подачи, использовании дополнительных пригрузов и устройств, механизмов подачи. Потеря устойчивости чревата разрушением и выходом из строя бурового снаряда. Одним из способов избежать этого является использование как подвижных, так и неподвижных люнетов. Неподвижный люнет используется для лучшего наведения инструмента на точку бурения и сохранения устойчивости бурового снаряда. Подвижный (промежуточный) люнет, который движется с кратной скоростью по отношению к буровой каретке обеспечивает дополнительную поддержку, для сохранения формы и предотвращения потери устойчивости.

 

Бурение шнеком с применением обсадных труб

Шнековое бурение может применяться на любых грунтах, в том числе, и на несвязанных (песок, супесь и т. п.), если при этом используется дополнительное приспособление — обсадные трубы.

Осыпающийся грунт укрепляют и изолируют от шнекового бурового снаряда используя обсадную трубу. Буровой снаряд для цикличного бурения находится внутри трубы.

Трубу устанавливают в скважину вместе со шнеком и осаживают при проходке скважины. Привод на вращение должен осуществляться как на трубу, так и на шнек (допускается попеременное включение). Осадка трубы и бурение выполняются одновременно. При достижении обсадной трубой уровня грунта, на неё, сверху, устанавливают вторую, третью, и т. д., трубу пока не будет достигнута необходимая по проекту глубина. Трубы соединяют между собой байонетным креплением, выполненным непосредственно в трубе.  На нижнем торце первой трубы выполняют режущую коронку для увеличения эффективности проходки. Далее, извлекают из этих труб шнек, а скважину заполняют жидким бетоном, устанавливают армокаркас и после отверждения бетона получают сваю. Во время заполнения бетоном обсадной трубе сообщают вибрацию, с помощью которой, по мере наполнения скважины, обсадная труба извлекается. Существует способ подачи бетона с помощью полого шнека с одновременным, извлечением шнека из скважины. В этом случае, шнеку сообщают вращение, которое препятствует, осыпанию слабого, несвязного грунта. Шлам, в процессе устройства сваи, постоянно удаляется.

Данный способ устройства свайных оснований достаточно дорог, но, на сегодняшний день, применяется все больше, особенно, в городском строительстве, где недопустим ударный способ погружения свай и связанные с ним сейсмические возмущения, а применение сваевдавливающей техники и вибропогружателей по разным причинам невозможно.

У каждого способа есть свои плюсы и минусы. Выбор остаётся за Вами.

lider-koper.pro

Система с одновременной обсадкой скважин «ООС-145»

Система с одновременной обсадкой «ООС-145» — аналог европейских продуктов, который готов работать со стандартным погружным пневмоударником П-110.

Область применения. В зарубежных странах технология бурения с одновременной обсадкой пользуется большой популярностью. Данное оборудование предназначено для бурения и одновременного обсаживания скважин в неустойчивых грунтах и горных породах. При помощи системы с одновременной обсадкой осуществляется бурение скважин. Эта технология сопутствует существенному уменьшению срока проходки скважины и обеспечивает минимальные риски по фактору – обрушение скважин.

Данное оборудование позволяет осуществлять бурение скважин:

– на воду,

– геотермальных скважин,

– свай.

Сущность работы данного снаряда заключается в том, что бурение осуществляется погружными пневмоударниками 1 со специальным породоразрушающим инструментом 2, который за счет оригинальной конструкции обеспечивает диаметр бурения больший по отношению к диаметру обсадной трубы 3. После завершения бурения породразрушающий инструмент 2 изменяет свои габаритные размеры до внутреннего диаметра обсадной трубы 3 и с легкостью извлекается из скважины 4.

  1 – погружной пневмоударник;2 – корпус долота;3 – обсадная труба;

4 – скважина;

5 – хвостовик долота;

6 – стартовая втулка;

7 – сегмент долота

Особенности конструкции:

  • корпус долота изготовлен из легированной хромоникелевой стали с термообработкой, имеет на конце шлицевое соединение 8х48х60;
  • сегменты долота изготовлены из легированной хромоникелевой стали с закалкой до 42 HRCэ;
  • забойная часть долота армирована сферическими твердосплавными вставками ВК8ВК диаметром 12 и 13 мм. Особенностью вооружения является наличие бокового армирования для уменьшения износа долота и предотвращения его заклинивания в скважине, крепление твердосплавных вставок – прессованное;
  • конструкция бурового долота позволяет заменять отработанные сегменты при их износе (для этого убирается стопорное кольцо, выбивается палец, производится замена сегмента). Ресурса работы корпуса долота хватает на 2-3 комплекта сегментов.

Преимущества:

Надежность, простота конструкции, бурение в сложных геологических условиях, возможность применения с пневмоударниками различных конструкций (под заказ).

rosprombur.ru

∞ ШНЕКОВЫЙ СПОСОБ БУРЕНИЯ, шнековое бурение технология

В зависимости от типа грунта применяются различные способы бурения скважин. В мягких грунтах, в которых отсутствуют каменистые и скальные включения используют шнековый способ бурения. Он наиболее рационален в таких случаях, ведь работы производятся гораздо быстрее, нежели при использовании буровых штанг, когда требуется применять мощную габаритную технику.

Для бурильных работ используются специализированные машины, оснащенные устройством для вдавливания обсадных труб и приводом для режущего инструмента. В зависимости от типа грунта шнековое бурение технология может включать два раздельных этапа по выборке грунта и установке обсадной колоны, или совмещать оба этих технологических этапа. Далее будут рассмотрены основные технологические приемы.

Простой шнековый способ бурения с последующей обсадкой.

Для данного вида работ характерно наличие двух отдельных этапов: выемка грунта и установка обсадной колонны. Такой вид работ применяется, если грунт устойчив к осыпанию и не насыщен водой. Сначала с помощью шнека и буровой насадки формируется скважина диаметром шире обсадной трубы (для скважины в 185 мм применяют трубу в 178 мм). Далее отдельными секциями в отверстие впрессовываются трубы.

Шнековое бурение технология, дуплексный метод.

В насыщенных влагой грунтах, в которых высока вероятность обрушения стенок скважины, обсадную трубу желательно вводить сразу же после выемки грунта. Для этого процесс бурения и ввода обсадной колонны совмещают. Чтобы совместить эти технологические этапы, используется специальная насадка, которая позволяет осуществлять вращение шнека и одновременно вдавливать обсадную трубу в шахту. Так удается осуществлять работы в неустойчивых грунтах и достигать значительных глубин.

Шнековое бурение, с использованием малогабаритной техники, позволяет вести работы в труднодоступной местности, а так же на площадках с ограниченной площадью. Если грунт мягкий, не содержит крупных каменных включений, то такой способ наиболее оптимален по цене и отличается высокой производительностью. За одну смену опытная бригада может пройти до 20 м породы. Если рассматривать соотношение цены и качества, то данный метод наиболее оптимален.



Технология микротоннелирования

Микротоннелирование представляет собой метод прокладки коллекторов в сложных условиях. Суть его состоит в том, что грунт продавливают при помощи специальных проходческих щитов, после чего закрепляют его тюбингами из металла или бетона.



От чего зависят цены на микротоннелирование

В условиях больших городов микротоннелирование, цена на которое действительно несколько выше открытого способа прокладки коммуникаций, является в большинстве случаев единственно возможным способом прокладки различных сетей.



Особенности шнекового бурения скважин

Бурение известно давно, и применяется во многих областях хозяйства. Одним из видов бурения является шнековое бурение скважин. В его основе вращательное движение шнека. Шнек представляет собой трубу, на которой навивается стальная лента.



gorizontalnoeburenie.ru


Смотрите также