Буровые установки и оборудование для отбора монолитов в глинистых грунтах

2 июня 2021

Опыт компании «Геомаш».

Отбор проб грунта в процессе проведения инженерно-геологических изысканий в строительстве регламентирован требованиями ГОСТ 12071-2014, в соответствии с которыми образцы глинистых почв ненарушенного сложения (монолиты) рекомендуется отбирать с использованием забивных грунтоносов или забивных стаканов.

Если буровое оборудование укомплектовано лебедкой с функцией свободного сброса, то отбор проб ненарушенного сложения (монолитов), не представляет никакой сложности – для этого можно приобрести комплект для ударно-канатного бурения, который состоит из забивного стакана, забивного грунтоноса, ударного патрона с утяжелителями и канатного замка, подготовить достаточное кол-во обсадных труб или полых (равнопроходных) шнеков.

Читайте так же: Буровой инструмент, твердосплавные и алмазные коронки

Данная технология бурения достаточно эффективная если смотреть на качество отбираемой пробы и традициона для многих изыскательских компаний.

Буровые установки ПБУ-2, ЛБУ-50, практически все модели гидрофицированной серии УГБ, а также встречающиеся на вторичном рынке бурового оборудования УГБ-50 и УГБ-1ВС, укомплектованы лебедками со свободным сбросом и обеспечивают отбор проб в забивные грунтоносы с использованием стандартных комплектов для ударно-канатного бурения.

Стенки буровых скважин, в которых производят опробование, необходимо укреплять временными обсадными колоннами для предотвращения аварийных ситуаций и загрязнения опробуемых интервалов частицами породы и грунтовыми водами из ранее пробуренных интервалов ствола.

При инженерно-геологических изысканиях для обсадки скважин могут применяться как стандартные стальные обсадные трубы, так и полые шнеки, внутренний диаметр которых обеспечивает спуск забивного снаряда на забой скважины. Опыт применения шнекового комплекта БИ23.00.000 с забивными грунтоносами ГЗ-108 и ГЗ-121, производства группы компаний «Геомаш», показывает, что при достаточной энерговооруженности бурильной установки использование полых шнеков для обсадки скважин значительно уменьшает затраты времени на изыскания и повышает качество опробования.

Многие отечественные и импортные установки, представленные на рынке бурового оборудования, комплектуются только лебедками для вспомогательных работ – спуско-подъемных операций, посадки обсадных труб, не обеспечивающими свободный сброс ударной части забивного инструмента, а иногда вообще не имеют лебедок.

Читайте так же: Виды колонн при бурении твердосплавным ПРИ

Отказ производителей от оснащения бурильной установки лебедкой со свободным сбросом оправдываются целым перечнем объективных причин, начиная с вынужденного ограничения массы и габаритов изделия, заканчивая желанием снизить себестоимость оборудования, но в любом варианте это подталкивает изыскателей отходить от требований, которые предъявляются к качеству проб грунта действующими государственными стандартами и проектировщиками.

Если нет возможности работать с забивными снарядами для опробования грунтов, вне зависимости от их типа, то отбор проб может выполнятся в одинарные колонковые снаряды вращательным способом и, значительно реже – в обуриваемые съемные грунтоносы в составе полых шнековых колонн, что во многих случаях усложняет или делает невозможным отбор образцов ненарушенного сложения в глинистых грунтах.

Ряд технических и технологических решений, реализованных на бурильных установках производства группы компаний «Геомаш», дают возможность выполнять отбор монолитов в забивные пробоотборники без использования лебедок со свободным сбросом.

В 2005 году для первых образцов буровых установок типа УГБ мы создали гидроприводный ударный механизм-«качалка», реализующий натяжение подвижной ветви каната/троса стандартной грузовой лебедки с одновременным подъемом подвижной части ударного патрона на высоту 300 мм и последующим сбросом ее на наковальню. За счет этого достигается возможность погружения забивного грунтоноса под воздействием циклических ударных импульсов.

Подвижный элемент ударного механизма приводится от гидромотора и укомплектован направляющим роликом для лебедочной ветви каната, при этом скорость разматывания каната с барабана регулируется буровиком.

Устройства подобного типа ранее нашли широкое применение на буровых установках зарубежного производства и являются удовлетворительной альтернативой лебедок со свободным сбросом, применение которых в ряде стран ограничено из соображений безопасности.

Гидроприводной ударный механизм может поставляться в составе буровых установок серии МБУ производства группы компаний «Геомаш», а также в виде монтажного комплекта для оснащения установок сторонних изготовителей.

В 2015 году для блочных буровых станков ББУ-000 и установок серии МБУ был создан съемный комплект ударно-забивного бурения, представляющий собой адаптер со смонтированным на нем гидроприводным отбойным молотком зарубежного производства, устанавливаемый на стандартной каретке механизма подачи.

Читайте так же: Буровой снаряд и обсадные трубы

Демонтаж стандартного вращателя и монтаж съемного комплекта на каретке выполняется в течение 35 минут силами 2-х буровиков.

Привод гидравлического молота осуществляется от контура привода вращателя гидросистемы бурильной установки.

Подъем колонны буровых труб выполняется механизмом подачи через специальный кронштейн на адаптере, без соединения с ведущим переходником гидромолотка.

Типоразмер гидроприводного молотка выбирается с учетом энерговооруженности бурильной установки.

Практический опыт применения комплекта в составе блочного бурового оборудования ББУ-000 показал возможность эффективного отбора монолитов глинистых грунтов на глубинах до 15 метров в забивной грунтонос ГЗ-108 на штангах динамического зондирования.

В 2018 г в рамках инновационной разработки мобильной гидрофицированной установки УГБ-996 «Пионер» был разработан гидроприводной модуль ударного и ударно-вращательного бурения на базе стандартного гидравлического строительного бетонолома («Hydraulic concrete crusher»).

Имеющий независимые контуры привода ударного механизма и вращателя, модуль дает возможность реализовать ударно-вращательное бурение пород морены и коры выветривания, и ударно-забивное бурение в глинистых грунтах и предназначен для отбора проб грунтов и горных пород, а также для посадки обсадных колонн.

Высокочастотный ударный механизм модуля развивает и имеет плавную регулировку при максимальной частоте ударов до 1100 в минуту и энергии удара 179 Дж.

В качестве бурильных колонн при работе с модулем могут применяться бурильные трубы ТБСУ диаметром до 63.5 мм, при этом свинчивание и развинчивание резьб при спуско-подъемных операциях выполняется собственным вращателем модуля, развивающим крутящий момент до 350 кгс*м.

Модуль может быть включен в комплектацию любой буровой установки серии УГБ в качестве основного вращателя или доп. оборудования, увеличивающего ее функциональные возможности.

Остается добавить, что перечисленные в этом обзоре устройства для ударно-забивного бурения полностью совместимы со снарядами для инженерно-геологического опробования, выпускаемыми предприятиями группы компаний «Геомаш» - забивными стаканами и забивными грунтоносами с разъемной гильзой.

Чтобы заказать буровые установки или инструмент, позвоните по номеру телефона +7 (495) 902-55-20