Шнековое бурение скважин большого диаметра

2 июня 2021

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.

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.

Читайте так же: Буровой инструмент, твердосплавные и алмазные коронки

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.

Читайте так же: Виды колонн при бурении твердосплавным ПРИ

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.

Читайте так же: Буровой снаряд и обсадные трубы

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.

Читайте так же: Оборудование для отбора монолитов в глинистых грунтах

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