Бурение скважины на воду ручным шнеком
Подходит для бурения скважин до 20 метров в грунте не содержащем скальный включений.
Принцип работы:
- − для начала работы потребуются: бур для земляных работ, штанги для увеличения длины бура, обсадные трубы, лебёдка и вышка;
- − в месте бурения скважины устанавливаем вышку;
- − на 40 — 50 сантиметров углубляем грунт в месте бурения;
- − устанавливаем бур и начинаем вращательное движение, сначала с этим справится один человек, потом нужна помощь второго, можно использовать механический
привод от электродвигателя; - − через 40 — 50 см, бур достаём и очищаем от грунта;
- − если грунт твёрдый — можно добавлять воды.
Преимущества:
- − минимальный дополнительные расходы;
- − работу могут выполнить 2-3 человека без опыта работы.
Недостатки:
- − небольшая глубина будущей скважины;
- − низкое качество воды;
- − небольшая производительность скважины.
Ударно-канатный метод самостоятельного бурения скважины на воду
Подходит для бурения неглубоких скважин до верховодки или первого водоносного слоя, если грунт не содержит крупных камней.
Принцип работы:
- − для начала работы потребуются: крепкая тренога или вышка из металлической трубы или брёвен, забивной стакан (заострённая с одной стороны труба), груз
для удара стакана; - − тренога выставляется так, чтобы вершина была над местом расположения скважины;
- − стакан поднимается на треноге с помощью стального троса, трос отпускается, стакан падает и углубляется в грунт;
- − для дальнейшего заглубления используется дополнительный груз, который ударяют о стакан;
- − грунт периодически выбивается из забивного стакана.
Преимущества:
- − минимальный дополнительные расходы;
- − аккуратное вскрытие водоносного пласта;
- − работу могут выполнить 2-3 человека без опыта работы.
Недостатки:
- − небольшая глубина будущей скважины;
- − низкое качество воды;
- − минимальная скорость бурения;
- − небольшая производительность скважины.
Ручные методы бурения скважин на воду обладают одними недостатками: небольшая глубина скважины и как следствие низкое качество воды. Решить эту проблему можно скважиной
глубиной более 50 метров. Подобное бурение можно выполнить только механическим методом.
Шнековый метод бурения скважин
Шнековое бурение наиболее часто используемый способ бурения скважин на воду в сыпучих грунтах. Вращение шнека осуществляется механическим приводом от бензинового или
электрического двигателя.
Принцип работы:
- − в необходимое место устанавливается комплекс для шнекового бурения, он может быть на колёсном, гусеничном ходу или стационарная;
- − во время бурения шнек периодически поднимается наружу и место вокруг скважины и шнек очищают от земли;
- − по достижению водоносного слоя выполняется обустройство скважины для дальнейшего использования.
Преимущества:
- − возможно пробурить скважину глубиной от 60 до 100 метров;
- − вода добывается хорошего качества.
Недостатки:
- − механическое шнековое бурения скважины дороже ручных методов;
- − установки могут повредить окружающий газон и строения;
- − для бурения глубоких скважин требуется хорошая квалификация рабочих.
Роторный способ бурения скважины на воду
Универсальный метод бурения скважин на воду, позволяет сделать скважину практически в любом грунте, глубиной до 500 метров.
Принцип работы:
- − бурение происходит с помощью вращающегося долота;
- − измельчённый грунт удаляется промывочной водой.
Преимущества:
- − возможно пробурить скважину достаточной глубины;
- − максимальная скорость бурения из всех перечисленных;
- − вода добывается хорошего качества.
Недостатки:
- − механическое роторное бурения скважины дороже остальных методов;
- − установки могут повредить окружающий газон и строения;
- − сложность бурения при отрицательной температуре;
- − водоносный пласт загрязняется промывочным раствором;
- − для бурения глубоких скважин требуется хорошая квалификация рабочих.
С чего начать бурение скважины на воду?
Получить бесплатную консультацию у специалиста РОСВОДРЕСУРС о вариантах бурения скважины на воду можно по
телефону 8 (938) 53 888 48 звоните с 8:00 до 18:00 или электронной почте [email protected]
Мы работаем по всей России, в том числе: Московской, Ростовской, Волгоградской, Костромской, Ярославской, Ивановской, Владимирской, Рязанской, Тульской, Калужской,
Смоленской, Тамбовской, Курской, Липецкой, Брянской, Белгородской, Воронежской, Орловской, Тверской, Ярославской, Нижегородской областях. Краснодарском крае, Республике
Адыгея, Ставропольском крае, Башкирии, Удмуртии и Татарстане.
Способы бурения скважины?
Выбор способа, который бы помог добраться до нужного водоноса, зависит, в первую очередь, от глубины залегания и особенностей грунтов. Выбирать же придется среди таких методов бурения:
- шнековый;
- роторный;
- ударно-канатный;
- ручной.
Каждый из перечисленных способов имеет преимущества, однако не всякий поможет добраться до глубоких пластов водных запасов. На какую глубину бурения можно рассчитывать, используя обозначенные виды бурения скважин, поговорим далее.
Бурение шнеком
Шнековая проходка скважины самая простая из применяемых механизированных технологий. Бурение происходит с помощью вращения винтоподобного приспособления, которое сначала разрыхляет грунт, врезаясь в него, а затем поднимает его к устью скважины. Бурить таким способом можно на глубину до 80 м при ширине колодца от 10 до 60 см.
Преимущество шнекового бурения в простоте технологии и ее сравнительно невысокой стоимости. В регионах с сухими и не твердыми грунтами такой способ бурения скважин предпочтительнее других, если бурить до верховодки или «на песок». Есть возможность достать шнеком до известняка, если он залегает не глубоко.
Роторные бурильные установки
Роботу роторного бура можно сравнить с действием строительного перфоратора. Порода разбивается за счет вращения рабочей части и удара, который обеспечивает гидравлический механизм. Разрушенный грунт выводится на поверхность благодаря непрерывной промывке ствола глинистым раствором. Различают такие виды промывки:
- прямая;
- обратная.
Прямая промывка легче осуществима технически. При этом раствор подается в ствол и выходит к устью по затрубному пространству (между обсадными трубами и краем пробуренного ствола).
Обратная промывка сложнее технологически, однако дает лучшее вскрытие водоносного пласта и больший дебет скважины при последующей эксплуатации. Промывная жидкость заливается в затрубное пространство, после чего откачивается насосным оборудованием вместе с разрушенной в процессе бурения породой.
Роторное бурение самое технически сложное и дорогостоящее из применяемых методов, но незаменимо при желании достичь глубоких артезианских водоносов, особенно на сложных для проходки грунтах. Глубина бурения ротором достигает 300м, что позволяет вскрыть любые глубокорасположенные артезианские пласты. Еще одним преимуществом метода является высокая скорость проходки ствола.
Ударно-канатное бурение
К новым способам проходки ствола ударно-канатный метод не отнесешь, так как он является одним из первых, что применялся механизировано еще в начале прошлого века. Несмотря на то, что технология во многом не совершенна, она применима до сих пор ввиду своей простоты и хорошего качества изготовленной скважины.
Бурить грунт таким методом приходится долго. Суть проходки ствола в том, что с высоты падает тяжелый, зауженный снизу цилиндрический предмет (стакан) и за счет этого разбивает грунт. Выборка разрушенной породы происходит тем же стаканом, устроенным так, что грунт заходит в его полости и поднимается наверх вместе со снарядом. Подъем стакана происходит с помощью троса и лебедки, что установлена на треноге, или другом надежном каркасе, возвышающимся над уровнем почвы.
Для разрушения твердых пород, встречающихся на пути проходки ствола, используется ударная штанга, что бьет по стакану сверху, многократно умножая усилие. Часто для этих же целей дополнительно используется наконечник, выполняющий функцию долота.
Несмотря на трудоемкость ударно-канатного способа бурения, технология имеет и ряд преимуществ, главное из которых, — качественное вскрытие водоносного пласта с минимальным его загрязнением. Второй несомненный плюс, — технологическая простота, благодаря чему этот способ бурения скважин многие домовладельцы, как показывает опыт, с успехом применяют при устройстве неглубоких колодцев своими руками.
Как чаще всего бурят своими руками?
С учетом того, что ручное бурение является очень трудоемким, на изготовление глубокой скважины рассчитывать не приходится. Опыт свидетельствует о том, что бурить глубже 10 м своими руками даже с несколькими помощниками тяжело физически, и на это уходит слишком много время.
Для самостоятельной проходки ствола обычно применяется ручной бур, что, по сути, является укороченным шнеком (принцип воздействия на грунт тот же). Вращение бура происходит за счет ворота, находящегося над поверхностью. При заглублении для соединения шнека и ворота используются соединительные штанги.
Классификация и общая характеристика способов бурения
Процесс бурения состоит из разрушения породы на забое шпура (скважины) буровым инструментом и удаления продуктов разрушения (буровой мелочи) из него.
При всех способах бурения выполняются следующие основные операции: подготовка и установка бурильной машины для начала работ, бурение (разрушение породы) с очисткой забоя скважины от продуктов разрушения, наращивание бурового става для достижения требуемой глубины бурения и его разборка после окончания работ, смена изношенного бурового инструмента и передвижение машины на новую точку бурения шпура или скважины.
В настоящее время применяются вращательный, ударно-поворотный, ударно-вращательный и вращательно-ударный способы бурения шпуров и скважин (механические способы бурения), а также огневое и комбинированное бурение. Исследуется эффективность применения энергии ВВ при взрывном бурении скважин, а также высоковольтных электрических разрядов при электроимпульсном бурении.
При вращательном бурении инструмент вращается вокруг оси, совпадающей с осью шпура или скважины и одновременно с определенным усилием подается на забой. Величина усилия задается из условия превышения предела прочности породы на вдавливание на площади контакта режущих лезвий инструмента с породой. При этом происходит последовательное разрушение от вдавливания и скалывание частиц породы с забоя. Продукты разрушения удаляют с помощью витых штанг (при бурении шпуров), шнеков (при бурении скважин), промывкой забоя водой или продувкой воздухом.
На горных предприятиях применяют: вращательное бурение шпуров резцами с помощью ручных и колонковых сверл; вращательное (шнековое) бурение скважин резцами и алмазным инструментом с помощью буровых станков.
При ударном способе бурения инструмент (долото или коронка) наносит удар по забою и разрушает породу под лезвием. После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается последовательное разрушение всей площади забоя и получение круглого сечения шпура или скважины.
При ударно-поворотном бурении обычным и погружными бурильными молотками (перфораторами) инструмент поворачивается прерывисто только в промежутках между ударами вмонтированным в молоток поворотным устройством. В некоторых конструкциях бурильных молотков поворот инструмента происходит в период нанесения удара поршнем по инструменту.
При ударно-вращательном бурении погружными пневмоударниками и бурильными молотками с независимым вращением удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту. Разрушение породы при этих способах бурения происходит только в результате внедрения буровой коронки при ударах.
При вращательно-ударном бурении удары наносятся по непрерывно вращающемуся под большим осевым усилием инструменту. Разрушение происходит как в результате внедрения инструмента при ударах, так и вследствие скола породы при вращении инструмента.
Бурение шарошечными долотами выполняется как при ударном способе долотами чистого качения и при вращательно-ударном — долотами со скольжением, в которых зубцы, наряду с перекатыванием по забою, срезают породу скользящим движением вдоль поверхности забоя.
При огневом бурении разрушение породы на забое скважин происходит за счет термонапряжений, возникающих при быстром нагреве поверхности породы потоками раскаленных газов (2000°С), вылетающих из сопел горелки со сверхзвуковой скоростью (2000 м/с и более).
При взрывном бурении разрушение породы на забое скважин происходит последовательными взрывами небольших зарядов ВВ. Известны два метода взрывного бурения: патронный — с помощью патронов жидких или твердых ВВ, взрывающихся на забое от удара или детонатора, и струйный, при котором через бур на забой подаются жидкие компоненты ВВ (горючее и окислитель) и происходит формирование жидкого плоского заряда. Взрыв этого заряда вызывается впрыскиванием капли инициирующего состава (эвтектического сплава калия и натрия).
При электроимпульсном бурении разрушение пород на забое скважины происходит вследствие электрического пробоя его участка высоковольтным (до 200 кВ) разрядом. Мгновенно выделяемая энергия в канале пробоя разрушает породу, которую с забоя удаляют потоком диэлектрика, циркулирующего в скважине (соляровое масло, вода и т.п.).
Разрабатываются комбинированные способы бурения, в которых происходит совместное воздействие на забой ударного инструмента и шарошки (ударно-шарошечный способ), резцов и шарошек (режуще-шарошечный способ), шарошек и огневой горелки (термо-шарошечный способ), огневой горелки и ударного инструмента (термоударный способ).
Преимущества эксплуатации техники для ГНБ и технологии горизонтального бурения
Производственно-технические особенности бурения
Благодаря данной технологии можно без проблем прокладывать трубопровод даже в самых непростых случаях и без разработки траншей.
- в плавунах, скальных породах и прочих сложных грунтах;
- под сельхоз объектами, а также водоемами, оврагами и другими природными объектами;
- под автомобильными трассами, железнодорожными путями и взлетно-посадочными полосами, рабочими и нерабочими;
- при большой плотности строений в городах, в том числе крупных: под автодорогами, скверами, а также трамвайными путями;
- на охраняемых зонах, где располагается трубопроводный транспорт или ЛЭП;
- на территории, где расположено пром.предприятие, в том числе во время непрекращающегося производства.
Данная технология имеет множество преимуществ:
Так как данный вид работ не требует приостановки работы движения или перекрытия транспортных путей, это значительно сокращает время работ.
Сокращение времени работы, благодаря современным технологиям бурения и использованию современной техники.
Для выполнения работы требуется минимальное количество единиц техники и людей.
Минимальный риск возникновения аварийной ситуации, гарантия того, что трубопровод останется в сохранности.
Благодаря автономной работе бурового комплекса, никакие дополнительные источники питания не нужны.
Обход препятствий — благодаря гибкости буровых штанг, о которой говорилось выше. Нет необходимости понижать уровень грунтовых вод.
Финансово-экономический аспект бурения
Из выявленных ранее преимуществ технологии следуют следующие аспекты:
Общие затраты на трубопровод уменьшатся, благодаря более быстрому выполнению строительных работ, а также минимальному количеству единиц привлеченных работников и техники.
Вся техника ГНБ автономна, а значит, не надо тратиться на энергоресурсы.
Если работы проводятся в городе, не придется тратиться на восстановление дорог, парков и пр., так как работа гарантированно будет выполнена качественно и аккуратно.
Использование только высококачественного оборудования и растворов позволяет сократить расходы на ремонт и эксплуатацию трубопроводов.
Социально-экономический аспект
Проводимые работы практически не оказывают влияние на экологию и население:
Отсутствие пагубного влияния на окружающую среду.
Отсутствие ущерба сельскому хозяйству.
Хотя проведение подобных работ всегда негативно влияет на жителей, здесь негативное влияние сводится к минимуму.
Прокладка коммуникационных линий традиционным способом требует задействования специальной техники, разрушающей грунтовый массив до уровня закладки. В свою очередь, горизонтально направленное бурение (ГНБ) ориентируется на метод бестраншейного формирования канала или шахты, в которую проводится труба или кабель. Конечно, применяемые в данном случае установки выполняют технологически более сложные действия и требуют больше энергетических затрат. Однако есть и множество преимуществ, оправдывающих методику ГНБ. Технология бурения без создания траншеи позволяет осуществлять прокладку коммуникаций в условиях, когда не допускается разрушение поверхности грунта. Особенно это актуально в городских районах, но на этом особенности данного метода бурения не заканчиваются.
Сборка ложкового бура
Способы бурения
Этапы проведения работ
Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.
Рабочий процесс включает несколько этапов:
- геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение;
- рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия);
- подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ);
- углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм);
- подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.
По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:
- колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%;
- для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер;
- металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.
Бурение с промывкой
К бурению с промывкой преступают после запресовки обсадных труб до стабильной (неосыпающейся) породы. Для циркуляции промывочного потока на буровых установках нашей фирмы смонтированы промывочные насосы с гидравлическим приводом (Фирмы: Speck или Caprari) На KBKB 20/100 с мощностью потока в 720 л/мин и высотой подъема 83 метра (Speck 50/250), на KBKB 30/150 с 960 л/мин и 132 метра соответственно (Caprari MECA 004/80).
Для установок KBKB 10/2 и KBKB 13 предлагаются промывочные насосы, на глубины до 50 или 100 метров, на сепаратном колесном шасси. Данные насосы приводятся отдельным бензиновым или дизельным двигателем. В оснащение входит всасывающий шланг на «3» и шланг давления на «5» дюйма.
В качестве промывочной жидкости может использоваться как чистая вода так и вода с дополнительными присадками.
Присадки используются для дополнительной стабилизации стенок скважины. В качестве присадок используются антисоль или бентонит. Наша фирма предлагает как сами присадки так и апараты для их замешивания и запресовки (состоит из 3-х частей; размеры 1,5х1,2х0,6 м.) Для размешивания суспензии с присадками а также для замешивания цементного раствора при запресовке геотермальных зондов мы предлагаем вентури-смеситель с приводом от промывовочного насоса с мощностью потока в 500 л/мин.
Промывочная система состоит из 2-х контейнеров для более качественной и быстрой осадки вынесенного материала в промывочной суспензии. Бесперебойная работа промывочного насоса напрямую зависит от качества отчистки (осадки) промывочной жидкости. Промывочный поток поступает в первую камеру по отводящему шлангу на «5» дюйма и всасывается из 2 камеры шлангом на «3» дюйма. При работе наблюдайте за всасывающей головкой. Она не должна быть забита поскольку это негативно сказывается на работе промывочного насоса.
В качестве бурового (режущего) инструмента при бурении с промывкой применяются шарошечные или лопастные долота. При бурении шарошечными долотами для оптимального давления на режущий инструмент рекомендуется применять утяжеленные штанги.
Поток промывочной жидкости из скважины имеет скорость 0,3-0,5 м/с.
Фото 4: Режущий трубный башмак
Важно по окончанию забуревания каждой штанги основательно прочистить скважину от породы. Для этого рекомендуется 2-3 раза поднять и опустить буровой гарнитур на ход подачи. Вынос породы можно проконтролировать с помощью какого-либо фильтрующего элемента
Только после прекращения выноса породы отключить промывочный поток. Для этого не обязательно отключать промывочный насос. Можно лишь перекрыть промывочную систему с помощью шарового крана на промывочном насосе. После монтажа следующий буровой штанги шаровый кран открывается
Вынос породы можно проконтролировать с помощью какого-либо фильтрующего элемента. Только после прекращения выноса породы отключить промывочный поток. Для этого не обязательно отключать промывочный насос. Можно лишь перекрыть промывочную систему с помощью шарового крана на промывочном насосе. После монтажа следующий буровой штанги шаровый кран открывается.
При прохождении глинистых слоев есть опасность разбухания глины под воздействием воды и связанные с этим осложнений при заглублении геозонда. Для предотвращения разбухания глины рекомендуется применять в качестве присадки хлорид магнезия. Данная соль предотвращает разбухание глины. Кроме этого глиняная порода выносится не в виде суспензии, а в виде небольших кусков что упрощает отчистку промывочной жидкости.
При долгих рабочих паузах рекомендуется промыть насос чистой водой. При отрицательных температурах обязательно слить остаточную воду.
Способ искусственного искривления
Буровая установка
Как уже было отмечено выше, первая буровая установка, объединяющая в себе силы вращательного и ударного характера, была спроектирована и построена в Советском Союзе. Машина представляла собой совокупность кулачкового ударного механизма, редуктора и электродвигателя средней мощности. Все эти компоненты были смонтированы на небольшой площадке, способной двигаться назад-вперёд в направляющих салазках. Сами же салазки были закреплены на распорной колонке. Рабочее буровое оборудование являло собой длинную трубу, на которой была закреплена кольцевая воронка, армированная пластинами-резцами. Заострение имело форму клина с передним углом -20° и задним 30°. Несмотря на множественные недоработки, эффективность ударно-вращательного бурения была подтверждена экспериментальным путём. Уже в послевоенный период буровые установки ударно-вращательного типа начали разрабатываться сразу несколькими крупными компаниями ФРГ («Salzgitter», «Nyusse und Grefer» и «HAUSHERR»).
Современная вращательно-ударная буровая установка подчиняется тому же принципу, что и прототип 1934 года. Она состоит из ударного, вращательного и подающего механизмов, смонтированных на установочно-транспортной площадке. При этом управление всеми механизмами буровой установки осуществляется с единственного пульта.
Виды скважин и колодцев
Существует несколько видов скважин, различающихся друг от друга по глубине, следовательно, и по качеству подаваемой воды. На глубину от 10 до 50 метров бурятся мелкие или песчаные скважины.
Если источник глубиной более 50 метров, то он считается артезианским. Для него характерен известняковый слой, и пробить его можно только при наличии спецтехники.
Если пробить источник воды планируется самостоятельно, то выделяют и ручную технологию бурения. На чем остановить свой выбор, зависит от величины планируемого заглубления, вида почвы, целей использования воды.
Наиболее распространенными видами источников воды являются колодец, скважина на песок и артезианская скважина. Для них характерна своя глубина, качество и объем подаваемой воды. Также различаются они по виду почв, в которых пробиваются, и по сроку эксплуатации.
Основные виды:
- колодец;
- на песок;
- артезианская.
Колодец или абиссинский колодец не требует привлечения для работы спецтехники, и может быть сделан самостоятельно. Используется металлическая труба с острым наконечником и отверстиями по стенкам.
Трубка забивается в землю на глубину 8-10 метров. Благодаря отверстиям на стенках труба является осадной, и одновременно служит фильтром для колодца. Порода почвы не должна быть твердой.
К преимуществам такого колодца можно отнести доступность изготовления своими усилиями и простоту конструкции. Однако есть свои минусы — невозможно установить углубленный насос, а только поверхностный, из-за малого диаметра трубы.
Вследствие этого нет возможности обеспечить достаточный напор водоснабжения. Также недостатком является относительно небольшой срок службы, около 5 лет.
Заглубление на песок происходит до уровня 15-30 метров. В пробуренное отверстие устанавливается труба, на конце которой крепится металлическая сетка из нержавеющей стали. Сетка предназначена для фильтрации гальки, которыми богаты крупно-фракционные пески.
Именно в этих пластах устанавливается фильтрационная труба. Такой источник воды способен обеспечить потребности загородного дома. При постоянной эксплуатации он прослужит 15 лет.
Поэтому глубина залегания артезианской воды может достигать и 200 метров. Такой источник может обеспечить больше 10 кубометров воды в час. Его срок службы составляет 50 лет.
Устанавливаем металлопластиковые трубы своими руками: инструменты, необходимые для монтажа, а также пошаговая инструкция.
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).
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 при бурении 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 шнековым способом, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях 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, а 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.
Слева направо: Лопастной бур; Долото двухлопастное; Долото трехлопастное.
Буровая головка и шнек могут быть раздельными или одним целым, последнее называют шнекобуром.
Затем шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.
Шнековое бурение
Причем, шнек выбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема.
Это необходимо учитывать потому что в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры. Нагрев же происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.
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;
- Бурение в породах высокой твердости невозможно;
- В липких и вязких грунтах возможно налипание.
Как сделать установку для роторного бурения
Буровая гидравлическая установка должна иметь станину, которая позволяет передвигать вверх/вниз мотор, к которому через вертлюг подсоединяют бур. Также через вертлюг внутрь колонны поддается вода.
Принципы построения бурилки
При изготовлении буровой установки своими руками, рекомендован такой порядок действий:
- Сначала должны быть вертлюг и штанги. Если вы не квалифицированный токарь или у вас нет такого на примете, то эти детали лучше купить. При их изготовлении требуется высокая точность, что можно достичь при высокой квалификации. Причем резьба на вертлюге и штангах должна быть одинаковой, или потребуется переходник. Резьба на штангах лучше — трапеция, так как потом конусную мало кто из токарей может сделать.
- Купить мотор-редуктор. Если питание будет от 220 в, то характеристики его такие: мощность 2,2 кВт, оборотов — 60-70 в минуту (лучшие : 3МП 31,5 или 3МП 40 или 3МП 50). Более мощные поставить можно только при условии наличия питания в 380 В, да и более мощные редко нужны.
- Покупаете лебедку, может быть ручной или электрической. Грузоподъемность желательно не менее 1 тонны (если есть возможность, лучше — больше).
Когда все эти составляющие имеются на руках, можно варить каркас и делать бур. Ведь все это оборудование крепится на него, а виды крепления могут быть разными, угадать невозможно.
Рама мини-буровой установки состоит из трех частей:
- горизонтальной платформы;
- вертикальной рамы;
- подвижной рамы (каретка), на которой закреплен мотор.
Основа варится из толстостенной трубы — толщина стенки 4 мм, минимум — 3,5 мм. Лучше — из профилированной сечением 40*40 мм, 50*50 мм или около того, но подойдет и круглая. При изготовлении рамы малой буровой установки точность неважна
Важно соблюдать геометрию: вертикальность и горизонтальность, одинаковые углы наклона, если это необходимо. А размеры «подгоняются» по факту. Сначала варится нижняя рама, измеряется
Под имеющиеся размеры изготавливается вертикальная рама, а по ее размерам — каретка
Сначала варится нижняя рама, измеряется. Под имеющиеся размеры изготавливается вертикальная рама, а по ее размерам — каретка.
Простой форты бур можно сделать самостоятельно — их варят из обычной стали (чертеж на фото ниже). Если брать высоколегированную сталь, ее сложно приварить к штангам. Для сложных и каменистых грунтов лучше купить бур в специализированной кампании — они имеют сложную форму, есть много разных видов.
Чертеж бура на 159 мм
Чтобы работать было проще, подключают два пульта с возможностью реверсного хода. Один ставят на мотор, второй на лебедку. Вот, собственно, и все.
В конструкции буровой установки роторного или шнекового бурения главное — вертлюг, но его изготовить без опыта нереально. Для тех, кто хочет сделать его самостоятельно, выложим фото и его чертеж.
Устройство вертлюга для бутовой установки
Чертеж вертлюга для малогабаритной буровой установки
