Шнеки буровой установки и типы их соединения

25 марта 2024

Области применения шнекового бурения.

Начало обширного применения шнекового бурения приходится на конец 50-х гг. Наряду с другими способами вращательного бурения технология шнекового бурения с тех пор получила сильное развитие и в настоящее время обеспечивает эффективное проведение буровых работ в различных отраслях народного хозяйства.

Наибольший объем шнекового бурения, выполняется при сейсмических методах разведки. Скважина при этом служит для заложения на глубину заряда взрывчатого вещества в целях создания при его взрыве упругих колебаний земной коры. Глубина скважины составляет от 5 до 50 м, и бурение проводится поточным способом сплошным забоем.

Обширное применение шнековое бурение находит при поисках и разведке месторождений и геолого-съемочных работах. Разбуривание шнеками без применения промывочной жидкости является незаменимым для бурения в рыхлых отложениях при наличии жестких требований к качеству опробования строительного сырья.

В большинстве случаев применяется рейсовое бурение. Длина рейса составляет 0,5—1,5 м. При изучении водоносных песков, глинистых пород текучей консистенции, илов, торфов и подобных пород применяется винтовое бурение. При гидрогеологических работах в инженерно-геологических изысканиях также используется шнековое бурение. Благодаря последущим разработкам, дающим возможность получать при данном способе бурения образцы грунта с ненарушенной структурой при сохранении высокой производительности, область применения шнекового бурения еще увеличится.

Читайте так же: Обзор и характеристика роторных буровых установок УРБ 3А3, 1БА15 и УРБ-25

Создание устройств для отбора пробы воды и флюида в процессе бурения позволяет рекомендовать шнековый способ бурения при проведении геохимической и гидрогеологической съемок. Шнековые буры большого диаметра (700—1100 мм) используются при проходке шурфов. Рабочим органом данных буров является шнек, к нижним кромкам винтовых лопастей которого укреплены ножи. Глубина бурения шурфоскважин достигает 15—50 м.

Вопросами совершенствования шнекового инструмента для проходки шурфов успешно занимается Геомаш. Разработанные ими технологические схемы и инструмент значительно расширили область применения шурфобурения и повысили его эффективность.

Типы шнековых соединении

В настоящее время применяются буровые шнеки со следующими типами замковых соединений: шестигранным, квадратным, трехгранным, резьбовым, шлицевым, со шпоночным пазом.

Шнеки с шестигранным соединением.

Хвостовик при соединении входит в шестигранную втулку и закрепляется соединительным пальцем. Обе соединительные части запрессованы в концы трубы, заварены по ее торцу и схвачены с ней электрозаклепками. В шестиграннике хвостовика имеются 2 отверстия: первое — вдоль оси, в котором располагается стопорное устройство для соединительного пальца, и другое, перпендикулярное к оси шнека, для помещения соединительного пальца (шпильки). Стопорное устройство состоит из фиксатора, пружины и пробки. При соединении шнеков отверстия в хвостовике и муфте совпадают и в них вставляется соедннительный палец, который отжимает фиксатор. Последний западает в канавку на пальце и препятствует его выпаданию во время бурения. Крутящий момент во время бурения передается через шестигранник, грани которого испытывают напряжение смятия. Соединительный палец крутящего момента не передает, т.к. отверстие в муфте выполнено больше Ø пальца. Поэтому грани шестигранника вступают в работу раньше, чем боковая поверхность пальца коснется поверхности отверстия. Палец испытывает только напряжение среза от осевой нагрузки, которая достигает максимального значения при подъеме инструмента.

Читайте так же: Ремонт буровых установок любой сложности с гарантией завода-производителя.

Шнеки со штыревым замком прямоугольного сечения

Замок состоит из прямоугольного штыря и соответствующей втулки, которые соединены между собой цилиндрическим пальцем. Палец с одной стороны имеет головку, с другой — отверстие для шпильки, препятствующей выпаданию пальца при бурении. Две короткие грани штыря имеют овальную форму, а две другие грани — плоскую. Крутящий момент передается через штырь, широкие грани которого испытывают напряжение смятия. Палец работает на срез от осевых нагрузок.

Шнеки с резьбовым соединением

В резьбовых замковых соединениях применяется специальная ленточная резьба с шагом 32 мм. Ориентированное расположение захода резьбы обеспечивает непрерывность винтовой полосы в месте соединения. Аналогичное соединение, но с шагом 6 мм применено в шнеках, поставляемых заводом им. Воровского в комплекте буровых установок УКБ-12/25

Шнеки с трехгранными соединительными замками.

Шнеки с трехгранными соединительными замками изготавливается из бурильных труб диаметром 114 мм, на которые навита стальная полоса с шагом 200 мм. Замки присоединяются к концам трубы при помощи резьбы, а затем отвинчиваются. Трехгранный хвостовик при соединении шнековых штанг входит в трехгранную втулку и закрепляется валиком, имеющим посередине кольцевую проточку под фиксатор. Последний устанавливается в центральном отверстии замка и стопорится пружиной с пробкой. Шнековая спираль может быть сменной, это заметно повышает срок службы шнеков. Для этого к трубе шнека привариваются две параллельные нерабочие спирали с зазором между ними, в который вставляется и приваривается 3 рабочая спираль. С целью повышения износоустойчивости на рабочую поверхность сменной спирали наплавляют твердый сплав— сормай.

Шнеки с квадратными замковыми соединениями

Квадратные замковые соединения представляют два полузамка, которые при соединении входят один в другой, центрируя шнеки. Передача крутящего момента происходит через два кулачка, имеющиеся на торцах полузамков. Полузамки скрепляются пальцем, образуя кулачковую муфту. Стопорное устройство для пальца расположено в штыре полузамка. Перед выбиванием пальца его необходимо повернуть на 90 градусов. В этот момент фиксатор стопора выходит из прямоугольной проточки на пальце. При работе кулачки испытывают напряжения смятия и изгиба.

Шнеки со шлицевыми замковыми соединениями

Шлицевое соединение шнеков заключается в том, что в замковом соединении на конце одной трубы прочно прикреплена муфта с внутренними шлицами, в которую входит соответствующим образом конец шнека со шлицевым соединением. Соединение их осуществляется соединительным пальцем или свободно вращающейся гайкой, воспринимающей осевые нагрузки, передаваемые по штангам. Переход участка шнека со шлицами к соседнему участку выполнен прямым уступом, предназначенным для взаимодействия с торцом соединительной гайки замка, снабженной шестигранником под ключ. Торец шнека со шлицами имеет конус, соответствующий конусу торца смежного шнека. ДЧтобы соединить два шнека конец со шлицами одного из них вводят внутрь муфты конца другого шнека до упора. Затем затягивают соединение гайкой, винтовая нарезка которой взаимодействует с винтовой нарезкой муфты. Осевые нагрузки, передаваемые по шнекам, воспринимаются гайкой, а крутящий момент любого знака — стенками шлицев.

Шнеки с дополнительными ребордами

С целью сохранения выбуренной породы на витках шнеков при рейсовом бурении, а также уменьшения разрушения стенок скважины, на некоторой части шнека (обычно нижний шнек) перпендикулярно к шнековым виткам крепится металлическая полоса. Полоса располагается по спирали на цилиндрической поверхности, в которой вращается шнек. При бурении шнек упирается в стенки скважины металлической полосой, выполняющей функции опорного фонаря.

Шнеки для бурения со шнекопневматической очисткой забоя

Отличительной конструктивной особенностью шнеков для бурения со шнекопневматической очисткой забоя является наличие продольных внутренних каналов для подвода сжатого воздуха к забою скважины.

Шнеки для буровых установок с подвижным вращателем

Шнеки используются на специальных буровых установках с относительно большим ходом подвижного вращателя. Например, на буровых установках типа ЛБУ-50 ход вращателя составляет — 3,2 м. От длины хода вращателя в большей степени зависит производительность буровой установки. Чтобы повысить производительность при бурении сейсморазведочных скважин глубиной 5—6 м предложили применять шнеки Ø 135 мм с двумя диаметрально расположенными шпоночными пазами в каждом из витков спирали. Роторная втулка также снабжена двумя шпонками. Такая конструкция ала возможность уменьшить затраты времени мрнтаж и демонтаж шнеков и повысить производительность. Но эксплуатационная надежность таких шнеков низкая. Большую эксплуатационную надежность обеспечивают трехрядные шнеки. При их применении нет необходимости в большом ходе подвижного вращателя. Достаточно иметь вращатель роторного типа. На буровых установках с ротором могут быть использованы шнеки длиной 10 м и более, а на карьерных буровых установках — до 20 м, что позволит вести высокопроизводительное бурение и обеспечит при необходимости подачу на забой сжатого воздуха или воды. Шнеки с витками некруглого сечения могут быть изготовлены как обычными, так и полыми.

Читайте так же: буровое оборудование для ударно канатного метода бурения

Компания Геомаш производит шнековый буровой инструмент в том числе Шнеки буровые d=62-500 мм, долота шнековые d=75-530 мм, комплексы равнопроходных шнеков (КШР). Благодаря собственному конструкторскому бюро, на котором конструируют и воплощают на бумаге смелые и свежие идеи лучшие умы в данной отрасли, литейному цеху, где отливают заготовки, а так же современному станочному парку, на котором применены высокоточные агрегаты такие как роботизированная сварка, зарубежные компьютезированные и собственного производства станки, на выходе мы имеем серийное производство надежного и долговечного бурового инструмента.

Чтобы получить подробную консультацию обращайтесь к менеджерам компании по номерам телефона своего региона, которые можно найти на странице контакты. Звоните