Технология шнекового бурения скважин

Популярный, доступный по цене способ: шнековое бурение скважин и его особенности

Выбор способа бурения зависит от нескольких факторов: особенностей грунта участка, назначения водозаборной выработки, глубины залегания водоносных слоёв. Один из распространённых вариантов разработки скважины – при помощи шнека.

Об особенностях шнекового бурения скважин поговорим далее.

Что это за метод?

Шнек – труба для бурения с высокой прочностью, на которую навита спираль. Метод применяется в промышленности, в строительстве частных домов и ручном бурении.

Диаметр скважин с использованием данного метода — от 60 до 200 мм. Для грунта I – III категории буримости применяется до глубины 80 м. Для других категорий не применяется.

Для водоносных скважин производится бурение вертикально направленное. Горизонтально направленное используется для прокладки инженерных коммуникаций.

Категория грунта Наименование пород
I Почвенно-растительный слой, глина, суглинок, торф, рыхлый песок, супесок.
II Почвенно-растительный слой с наличием корней деревьев, мелкой гальки, гравием – до 15%. Песчано-глинистые почвы с содержанием мелкого гравия и гальки. Пористые рыхлые породы, сажи, шлаки.
III Почвенно-растительный слой и торф с наличием гальки, гравия – до 25%. Полутвёрдые глины, твёрдые суглинки, плотные пески, известняки-ракушечники, гипсы выветрелые, плывуны напорные.

Какие типы скважин можно пробурить?

Метод применяется для разработки скважин разного типа:

  1. Водозаборные.
  2. Для неглубоких колодцев.
  3. Для свай винтовых и бурозабивных при обустройстве фундамента сооружений.
  4. Для укладки бестраншейных коммуникаций.
  5. Для монтажа железобетонных опор и ограждений.

Плюсы и минусы

Преимущества работы шнековым оборудованием:

foto51006-2

  • быстрое заглубление снаряда в грунт, скорость – 40 – 80 м/ч;
  • бурение безопасно;
  • бесперебойный вывод разрушенного грунта через устье на поверхность;
  • оборудование не требует охлаждения;
  • быстрый монтаж и демонтаж техники;
  • для подъёма почвы не нужно поднимать оборудование;
  • техника и снаряд слабо изнашивается, так как сопротивление грунта незначительное;
  • подходит для бурения широких скважин;
  • низкая себестоимость работ;
  • нет необходимости использования промывочной жидкости в процессе бурения;
  • простота в обслуживании.

Недостатки:

  • для вращения колоны необходимо прикладывать много сил;
  • глубина небольшая;
  • применяется на мягких породах;
  • расход мощности высокий.

Виды шнеков

В зависимости от вида работ, которые необходимо провести, применяются разные установки. Принцип их работы одинаков: от привода передаётся вращательное движение на шнек со скоростью до 200 об/мин и давлением для направления бурения.

Станки типа СО 2

Предназначение установки — разработка скважин для свай диаметром до 600 мм. Применяется на грунтах I – III категории бурения. Также используется для расширения имеющихся скважин до диаметра 1 600 мм на устойчивых и сухих грунтах.

Оборудование устанавливается на базовой машине, и представляет из себя направляющую, которая имеет вид трубы. По ней передвигается каретка. Телескопическая буровая колонна из двух секций с очистителем соединена с выходным валом электропривода.

В нижней секции по всей длине расположены шнековые лопатки. Во время работы установки грунт разрушается под воздействием буровой колонки на конце шнека или винтового бура. Мощность электропривода – 55 кВт.

Характеристики работы станка СО 2:

  • скорость – 9 м/ч;
  • частота вращения – 43 об/мин.

До 12 м разработки производятся без дополнительного выдвижения штанги. До 22 м — необходимо раздвинуть нижнюю секцию. При заглублении до 30 м обе части раздвигаются. Грузоподъёмность машины-основы – 25 000 т.

Первые 6 м бурения производит с транспортировкой грунта на поверхность, который следует убирать вручную. При дальнейшем заглублении шнек периодически нужно поднимать для освобождения от грунта при помощи очистителя.

Способы бурения:

  1. Послойно. Для разнородных грунтов.
  2. На всю глубину. Для однородных грунтов.

foto51006-3

ЛБУ 50

Многоцелевая установка применяется для работ:

  • строительных,
  • геологических изысканий,
  • гидрогеологических.

Станок монтируется на автомобилях КамАЗ, ЗИЛ, УРАЛ. На месте проведения работ мачта поднимается вертикально и происходит подача инструмента. Привод установки соединяется с оснасткой однострунного типа, которая крепится к верхней части мачты.

Управление процессом производится из расположенной рядом кабины с пультом управления. Мощность электропривода – 95 – 165 кВт.

Характеристики работы:

  • частота вращения – 14 – 220 об/мин;
  • ход подачи – 3,9 м.

Глубина скважины с диаметром 850 мм достигает 60 м. Для конечного диаметра 190,5 с применением промывки – до 200 м. До аналогичного диаметра с продувкой – до 100 м. Также производятся работы на скальных породах с диаметром скважины – 550 мм.

foto51006-4

Ручной тип

Работы по обустройству скважины таким способом своими руками происходят с применением ручного земляного бура.

Конструкция: стержень с винтообразным ножом и Т-образной ручкой. Изготавливается разборным для удобства транспортировки легковым транспортом. По виду и принципу работы напоминает штопор. Инструмент ввинчивается в землю, при необходимости с добавлением дополнительных штанг.

Характеристики работы:

  • максимальная глубина – 2 м;
  • диаметр – 200 мм.

Есть варианты бура с электрическим или бензиновым приводом. К шнеку подключается дополнительно двигатель с редуктором. Такая установка, при условии наличия дополнительных штанг, позволяет заглубляться до 25 м.

При диаметре бура до 300 мм можно выполнять работы по:

  • установке опор освещения;
  • шурфе для осмотра грунтового основания и фундамента;
  • монтажу ограждений.
Читайте также:
Стиралка прыгает, стучит, шумит при отжиме — устраняем причины вибрации

foto51006-5

Лёгкие самоходные установки

Установки размещаются на базе грузового автомобиля или гусеничного транспорта, что даёт возможность проходить по бездорожью.

Применяются для бурения скважин:

  • разведочных,
  • строительных,
  • водозаборных.

Характеристики работы:

  • максимальное заглубление – до 100 м;
  • диаметр – до 600 мм;
  • управление – гидрофицированное;
  • через коробку передач осуществляется изменение движения;
  • все бурильные операции механизированы.

foto51006-6

Подготовка

Прежде, чем приступить к разработке водозаборного сооружения, необходимо произвести работы по определению глубины залегания водоносных горизонтов, места бурения и подготовку оборудования.

Обнаружение водоносных слоёв

Определить расположение и глубину залегания водоносных слоёв можно с помощью:

  • заказа геологических изысканий на участке;
  • интернет-ресурса с глубинами близлежащих скважин;
  • разведывательного бурения;
  • опроса местного населения и вычисления среднего значения глубин;
  • народными методами (сомнительно и неэффективно) — с глиняным горшком, рамкой, наблюдая за растительностью на участке и природными явлениями.

Выбор места

Определение правильного места бурения скважины на воду — это залог её длительной эксплуатации и получения чистой воды.

Наиболее подходящее расположение:

  1. В одинаковой удалённости от всех сооружений на участке. Если такую точку определить сложно, то наиболее близко могут располагаться дом и бытовые постройки.
  2. Минимальное расстояние от зданий – 3 м.
  3. Водозаборное сооружение должно располагаться минимум за 20 м от автомобильных моек, мест содержания животных и 50 м от свалок, помоек, септика.
  4. Если на участке имеется перепад высот, скважина располагается на возвышенности, чтобы избежать затопления в сезон дождей и таяния снегов.

Технология

После работ по определению места для бурения, происходит доставка оборудования и установки шнекового бурения в зависимости от выбранного образца.

Инструкция:

  1. Снаряд под осевой нагрузкой погружается в породу, разрезая и разрыхляя её.
  2. Отработанный грунт поднимается на поверхность не с помощью промывочной жидкости или газожидких смесей, а винтовым шнеком, при этом часть грунта прижимается к стенкам скважины.
  3. Во время бурения производится чистка ствола от разрушенных пород.
  4. По окончанию – промывка, так как часть грунта осыпается в забой.

Параллельно с бурением производится укрепление стенок с помощью бетона или металла.

Шнековое бурение скважины — в видео:

Как учесть характеристики грунта?

Шнековое оборудование эффективно на рыхлых, сыпучих грунтах. В пластичных, глинистых его применение категорически противопоказано, так как на лопасти будет налипать порода, и её поднятие на поверхность будет невозможно.

При расчёте работ нужно учитывать расстояние между витками шнека. При бурении выработка не должна занимать более 30% объёма. Двулопастные шнеки по цене незначительно превосходят другие образцы, но скважина при бурении таким устройством получается ровной.

Особенности грунта Шнек
Мягкий, рыхлый Простой шнек
Плотный, вязкий Усиленный, однолопастной, двулопастной
Каменистый, промёрзший, бетон Скальные однолопастной, двулопастной

Установка фильтра и другого оборудования

После завершения бурения скважину нужно промыть и прокачать, сдать пробы воды в лабораторию для определения соответствия санитарно-гигиеническим нормам.

Затем действовать по инструкции:

foto51006-7

  1. Сетчатый или дырчатый фильтр устанавливается на уровне водоносного горизонта. Чтобы точно знать, как расположить фильтр, геолог должен составить разрез скважины.
  2. Производится прокачка с установленным фильтром до получения чистой воды.
  3. При необходимости монтируется кессон.
  4. Установка насоса, оголовка и прокладывание труб завершают монтаж скважины.

Заключение

Бурение скважин при помощи шнекового оборудования – это популярный, доступный по цене способ, который обеспечивает выработку водозаборных конструкций в короткие сроки.

Широкий выбор установок: ручные, лёгкие самоходные, СО 2 и ЛБУ 50 позволяют работать на грунтах разных категорий и с заглублением от 20 до 200 м.

Шнековое бурение скважин

Шнековый метод бурения – один из видов проведения буровых работ, который применяется для бурения неглубоких скважин на песок.

Есть много способов бурения скважин на воду, в этой статье мы рассмотрим шнековый метод бурения. Этот метод до сих пор считается одним из наиболее популярных. Применяется данный способ во многих случаях, а технология простая среди аналогов, но не лишенная тонкостей. Проделанная скважина может прослужить для разных целей: от самого простого (подачи воды) и до более сложного (нефтяные системы).

Шнековым бурением является метод, когда разрушенная порода добывается из скважины на поверхностный участок с помощью шнека.

В процессе применения этого метода используют буровые устройства с подвижным вращателем с повышенным крутящим моментом, которые имеют ход подачи от 1,8 до 3 метров, но иногда бывает и до 15. Шнеки между собой соединяются за счет элементов фигурного сечения и резьбы.

Деформация породы в забое при данном бурении производится путём разрыхления горных пород буровым лопастным долотом. При бурении массивных горных пород, а также гравийно-галечных отложений применяются долота, у которых лопасти приведены к забою под углом 90°, в рыхлых (или мягких) породах — 30-60°. При использовании данного метода разрушенной породой охлаждаются острые элементы долота. Вследствие скольжения по шнековой спирали проходят куски породы. Из-за трения породной массы о поверхность шнека гораздо меньше, чем за трение о стенки скважины. При обычной транспортировке разрушенная порода достигает 0,2-0,4 м3 объёма межвиткового промежутка. Производство шнекового транспортёра больше или равно производству долота.

Читайте также:
Экструзионный и экструдированный пенополистирол отличия

Технология шнекового бурения

шнековое бурение

Шнеки с центральным каналом считаются самыми надежными, тем самым вода или воздух поступают через них забою. Такой способ снижает крутящий момент и коэффициент трения породы о поверхность шнеков. По каналу шнеков продвигаются забивные грунтоносы, спускаются в скважину взрывчатые вещества и фильтры. Полые шнеки используются в качестве обсадной колонны. Опорный канал шнеков при бурении плотным забоем закрывают съёмным долотом на бурильных трубах или канате.

Когда лучше применять шнековый метод бурения

Шнековый метод применяют для бурения скважин скважин на песок глубиной до 50 метров, диаметром от 60 до 800 мм. Этот инструмент хорошо подходит для деформации гравийно-песчаных и песчаных грунтов, в породах средней твёрдости, при ведении геологоразведочных, взрывных работ.

Предварительные работы

Перед началом буровых работ нужно провести геологоразведку, так как в противном случае работа будет проведена напрасно. Подготовительные работы требуется начинать с откопки технического котлована глубиной в 1 м. Поднимаемый грунт будет скидываться в этот котлован. Размеры котлована разные, они зависят от потенциальной глубины бурения. Если этого не учитывать, то при бурении на огромную глубину уже через 20 метров работы будут большие трудности в движении.

Описание метода

После чего можно ставить механизм для работы шнекового бурение скважины. Если устройство данного механизма создавалось до 1990 года, то под этот бур следует выкопать маленькую ямку 40*40*40 см, чтобы бур не «ходил», а сразу врезаться в почву.

шнековое бурение

В качестве базы к конструкции закреплена вращательная труба, и она дает начало движению двигателям. В низу трубы имеется крепежный механизм, он показан щелью под стальной стержень, который фиксируется скобами. Как раз в эту трубу ставятся буры с наваренной сталью, похожие на спирали, а затем фиксируются. Сами колонны часто обладают полой структурой, следуя из этого изнутри собирается срез породы. В самом низу механизма есть специально предназначенное долото на 2 блока. Оно разбивает, а потом перемалывает породу, и устремляя ее к подъемному конструктору.

После того, как первый бур полностью врезается в породу, следует его слегка поднять и потом поставить на место. Такой шаг даст возможность защитить механизм от залипания в породе, а если нужно будет длительный перерыв, то механизм подымается на вес, затем под спираль ставится швеллер для сохранения в таком положении. Затем укрепляющая скоба вбивается молотком, вращательная труба подымается, ставится колонна, и вновь все закрепляется на этом же месте.

Важно! При данной работе непрерывно из скважины будет выбрасываться порода, которую следует убирать в заранее выкопанный котлован. Необходимо постоянная ручная работа по отбрасыванию грунта от устья скважины.

как выглядят шнеки

Шнековый метод отнимает гораздо больше времени по сравнению с другими методами бурения, поэтому следует запастись терпением.

У данного бурения скважин есть большое преобладание по скорости проходки. А также вместе с бурением укладываются и продавливаются стенки скважины, поддерживающие породу и устраняющее обрушение.

Проложенные стенки скважины бывают из стали или пластика. При шнековом бурении скважин нет необходимости в промывке скважины во время бурения.

Достоинствами шнекового бурения считается простота организации работ и высокие скорости.

Перспективы данного бурения связанны с использованием специализированного бурового оборудования с высокой мощностью, комбинацией этого способа с другими видами бурения, например, с продувкой и с промывкой, с использованием съёмных керноприёмников и постоянным выносом породы.

Наряду с достоинствами, есть и свои минусы шнекового бурения. Самый главный недостаток – это незначительная глубина. Также вращение массивной шнековой колонны требует приложения немалых сил.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Бурение скважин шнековым методом применяется в основном для песчаных и гравийно-песчаных грунтов. Оно производится установкой, которая имеет буровую головку, следом за которой идут шнеки, отводящие грунт. У шнекового бурения скважин есть несомненное преимущество по скорости проходки.

Кроме этого, одновременно с бурением продавливаются и укладываются стенки скважины, которые удерживают породу и предотвращают ее обрушение. Устанавливаемые стенки скважины могут быть как бетонными, так и стальными.

При шнековом бурении скважин отпадает необходимость в промывке скважины во время бурения.

Шнек – это бурильная труба, вся длина которой обвита стальной лентой. Бурение шнековым методом производится буровыми механизмами, имеющими подвижный вращатель. Шнеки соединяются резьбой или элементами, имеющими фигурное сечение.

Ход подачи при бурении шнековым методом от 1,9-15 м.

Полые герметичные шнеки оборудованы реверсивными замками, имеющими различные долота. За счет высококачественной стали замковых соединений, имеющих высокую износоустойчивость, время на бурение значительно сокращается. При этом производительность работ возрастает.

При шнековом бурении скважин на мягких и рыхлых грунтах лопасти долота должны находиться под углом 30-60о по отношению к забою. На плотных грунтах или гравийно-галечных отложениях лопасти долота должны иметь угол 90о по отношению к забою. Установка угла при бурении зависит от твердости пробуриваемого грунта.

Читайте также:
Шаблон для кладки кирпича своими руками

Режущие элементы бура охлаждаются за счет разрушаемого грунта. При этом разрушенная порода поднимается по спирали шнека.

Для шнеков, имеющих размер до 100 мм частота вращения не должна превышать 500 об/мин.

При бурении скважин шнековым методом наиболее эффективными считаются шнеки, имеющие центральный канал. Через него подается воздух или вода при помощи гидравлического насоса, что снижает трение при бурении. Обычно шнековое бурение скважин производят на глубину до 50 м. В исключительных случаях бурение шнековым инструментом может производиться до глубины 100-120 м.

При бурении глубоких скважин шнековое бурение обычно комбинируют с некоторыми другими видами.

При производстве шнекового бурения скважин может быть применена технология с использованием обсадных труб или же тампонированием стен скважины бетоном под давлением с поверхности. При данном виде бурения скорость прохождения грунта в сутки может доходить до 30 метров.

В станках для шнекового бурения скважин применяются литые буровые головки, имеющие режущие лопасти и хвостовик. Режущая кромка лопастей обычно должна быть наплавлена твердым сплавом. В случае бурения на особо твердых породах буровая головка должна быть оснащена техническими алмазами.

Глубина шнекового бурения скважины проводится на размер одной штанги, затем станок отключается, штанга должна быть отсоединена от шпинделя, поднята наверх и наращена новой штангой. После этого бурение может быть продолжено.

Особенности шнеков для бурения скважин на воду

Шнеки буровой установки охлаждаются за счёт разрушаемой почвы.

При этом грунт поднимается по спирали режущего инструмента:

  1. Объём грунта при средней скорости движения должен быть не больше 0,2-0,4 от общего. При этом количество вращений бура должно быть 150-200 оборотов в минуту.
  2. Для режущих элементов, которые имеют размер до 10 см, частота вращения не может быть больше 500 об./мин.
  3. При бурении скважин шнеками более результативными являются режущие элементы, которые имеют центральный канал. Через него идет воздух или вода при помощи гидравлики, что понижает трение при бурении грунта.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Перед шнековым бурением следует выполнить анализ грунта

Традиционно бурение шнеками скважин осуществляют на глубину до 50 м. В качестве исключения бурить оборудованием можно до глубины 120 м.

Этапы проведения работ

Шнековый способ бурения применяется для формирования скважин вертикального или горизонтального направления. В последнем случае присутствуют следующие этапы работ:

  1. Осуществляется подготовка оборудования, его установка на специальную устойчивую платформу.
  2. Роют котлован для удаления сыпучих и неуплотненных грунтов.
  3. При помощи лазерных измерительных устройств определяют направление бурения.
  4. Происходит установка всего необходимого оборудования, обсадной трубы.
  5. Углубление бура происходит до упора, пока не будет достигнута максимальная глубина.
  6. Рабочий инструмент извлекают на поверхность.
  7. К буру подсоединяют новую секцию, что позволяет достигнуть необходимой глубины.

Вертикальное бурение происходит также, но данный метод не требует применения обсадной трубы.

Видео по теме: Первое в жизни бурение скважины обломал шнек 16 метров глины

  • Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
  • Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
  • Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
  • Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
  • Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
  • Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Плюсы применения шнека

Процесс бурения скважин на воду путем применения режущего элемента исключает надобность перемолки и стирания отделенного от забоя грунта. Забой выполняется в непрерывном режиме, в параллель идет разрушение почвы. При отделении от забоя земли она отправляется на винт, который вращается с высочайшей скоростью. Центробежные силы, которые сопровождают процесс, прижимают грунт к стенам скважины, тогда как беспрерывно движущаяся лента толкает землю наверх. Часть грунта остаётся на стенах колодца. Эти методики обеспечивают скорость выполнения работ до 4-ой категории пород по буру.

Плюсы вращательного бура следующие:

  • Высокая скорость заглубления;
  • Транспортировка грунта без подъёма оборудования;
  • Непрерывное поступление почвы на поверхность;
  • Не требуется выполнение промывания.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Техника для шнекового бурения стоит достаточно дорого

При всех достоинствах инструмент имеет и недостатки. Для создания колодца шнековым способом имеет значение незначительная глубина бура

Также берется во внимание вращение массивной колонны шнека, требующее прикладывания значительных усилий. Чтобы сделать больше ресурс долота, его необходимо армировать резцами из твердого сплава

Долото должно иметь сечение больше шнека на 2 см.

Наиболее востребованными долотами, применяемыми для бура шнеком, выступают те, которые имеют в комплектации 2-3 лопасти. 3-лопастный инструмент имеет корпус, сделанный методом литья из металлического материала. Когда проделывается колодец, вращение инструмента на буровом оборудовании осуществляется при помощи специальных станков

Внимание! Без знания правил не получится выполнить работы по бурению, где применяется шнековый инструмент

Первое условие перед запуском оборудования — анализ грунта на участке, второе — то, на каком расстоянии идет вода. Так, работа при помощи станочного агрегата ЛБУ-50 выполняется специальным вращателем, что исключает применение роторных и шпиндельных элементов. Это потребуется для гарантии большого вращения и создания осевого поступательного движения винта.

Читайте также:
Фотозона своими руками: оригинальные идеи для свадеб, юбилеев, выпускных и других праздников

Если колодец надо сделать максимально быстро, то нужно применить мощные станки, которые могут гарантировать высочайшую производительность. Для этого их установка выполняется на шасси автомобиля. Бурение может осуществляться станками СО-2. В такой ситуации в тандеме с оборудованием применяется современный экскаватор.

Проделывание скважин — дело непростое, однако если иметь под рукой необходимый инструмент и следовать технологии, то пробурить колодец можно и самостоятельно.

Описание технологии

Данная технология применяется только для скважин с малым дебетом.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

При шнековом бурении следует соблюдать правила техники безопасности

Стандартное шнековое бурение колодца под воду выполняется в грунте:

При помощи шнека-винта из забоя устраняется выбранная при буре земля. Шнек – это труба-бур, вся длина которой заделана лентой из стали. Работа шнеком выполняется буровыми механизмами, которые имеют подвижный вращатель. Шнек соединен резьбой или элементами, которые имеют специальное сечение. Ход подавания при буре шнеком от 1,9-15 м. Полые герметичные шнековые элементы имеют специальные замочные механизмы. За счёт высокосортной стали замка, имеющей высокую износостойкость, время на бурение в разы сокращается. При этом производительность, напротив, растет.

Достоинства и недостатки метода

Технология шнекового бурения скважин имеет множество преимуществ:

  • обеспечивается высокая скорость бурения без дополнительного перемалывания отработанной породы;
  • очищение углубления в грунте осуществляется непрерывно;
  • обеспечивает глубину бурения от 1,5 до 70 м;
  • простота технологии;
  • отсутствие необходимости привлечения высокотехнологичной техники и оборудования;
  • не нужно осуществлять подачу бурильной жидкости, что упрощает процесс работы;
  • при необходимости скважина может размещаться под небольшим углом;
  • широкий спектр применения в различных отраслях – для бурения питьевых скважин, для формирования свайных фундаментов;
  • возможность осуществления геологической разведки территории.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Машины для бурения

Шнековое бурение скважин не лишено недостатков. Данный метод невозможно использовать в глинистых грунтах или при наличии почвы с большой плотностью. При попадании режущего инструмента на камень (даже небольшой по размеру) работу можно прекращать. Дальнейшее передвижение становится невозможным. Также при углублении шнека на значительную глубину необходимо приложить немало усилий.

Шнековое бурение скважин технология

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

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.

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.

Технология бурения

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Что такое Скважина

Читайте также:
Счетчики электрические.

Для бурения скважин шнековым способом происходит постоянное вращение рабочего инструмента с лопастями. Это обеспечивает бесперебойную подачу отработанной породы на поверхность, что очень удобно. Шнеки, осуществляющие все предвиденные технологией операции, состоят из центральной трубы, которую также называют буровой штангой. По ее поверхности по всей длине под определенным углом размещается стальная полоса. Именно она транспортирует разрушению почву на поверхность.

В конструкции шнека присутствует острый наконечник, который осуществляет врезку в грунт. Чаще всего его делают съемным. Это позволяет менять наконечник, зависимо от типа обрабатываемого грунта. При шнековом бурения чаще всего применяются следующие типы наконечников:

  • долото, оснащено трема лопастями;
  • лопастный бур;
  • долото с двумя лопастями.

Во время бурения скважин на воду одновременно происходит формирование и укрепление ее стенок. Для этого может использоваться бетон или металл. Также следует не забывать, что данный метод редко применяется для производства глубоких скважин. Но при необходимости длина проходки может достигать 50 м. Поэтому шнек для бурения оснащается дополнительными секциями.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

При шнековом бурении обязательно нужно сразу укреплять скважину

Правила шнекового бурения

Процесс бурения скважин на воду описанным выше способом имеет много преимуществ, одно из которых состоит в оперативности прохода. В то же время с производством бурения идет продавливание и установка стен колодца, что оказывает помощь в удержании грунта, исключая его осыпание. Устраиваемые стены могут быть металлическими или бетонными.

Этот способ используется только для таких колодцев на воду, которые имеют маленький дебет. Благодаря винту из забоя забирается почва. Устройство представляет собой специальную трубу, которая целиком обвита лентой из металла. Процесс предусматривает применение буровых агрегатов, которые устраивают подвижным вращателем. Резаки соприкасаются резьбой или деталями, что имеют фигурное сечение. Шаг подачи имеет предел до 15 м.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Для выполнения шнекового бурения необходимо минимум 2 человека

  • Включают в конструкцию полости;
  • Имеют реверсы-замки;
  • Снабжены разными долотами.

Стальная поверхность устойчива к износу, что дает возможность уменьшить период работы в разы. Если бур осуществляется на участке с мягкими и рыхлыми почвами, то лопасти долота надо устраивать под углом примерно 30-60° к забою. Если же бурить таким методом приходится на плотной почве или в грунте с включением гравия и гальки, то лопасти долота должны располагаться под прямым углом к забою. Угол выявляется в зависимости от твёрдости грунта, с которым ведется работа.

Когда устраивается колодец, режущие элементы оборудования высвобождают высокий температурный режим за счёт разрушаемого грунта. Отработанная земля уходит наверх по винту. Объём отработки при сбережении средней скорости передвижения — приблизительно 0,2-0,4 от объёма пространства. Методика предусматривает сохранение частоты кручения бура 150-200 оборотов в минуту. Если в работе применяется шнек, который имеет габариты до 10 см, то частота кручения не должна превышать 500 оборотов в минуту.

При устройстве колодца по данной технологии наиболее результативными являются шнековые винты, которые идут с каналом в центре. Именно он передает воздушные массы или воду путем гидравлического насоса, что дает возможность делать трение при выполнении работ наиболее низким.

Шнековое бурение: технология

Шнековый способ бурения скважин на сегодняшний день является самым простым и универсальным, в том числе для скважин частного пользования. Водозаборные скважины позволяют получить чистую, пригодную для питья и хозяйственных нужд воду. Наличие собственной скважины дает возможность не только экономить большое количество денег на различных системах фильтрации, но и заботиться о здоровье. Так, вода, полученная из подземных источников обогащена различными минералами и микроэлементами в отличие от стандартной воды из-под крана.

Существуют различные технологии и инструменты для шнекового бурения, соответствующие конкретной цели: скважина под воду, прокладка коммуникаций. В данной статье подробно описывается процесс шнекового бурения, область его применения, технологии вертикального и горизонтального бурения, достоинства и недостатки бурения шнековым способом. В завершение статьи анализируются инструменты для бурения: шнеки, буры, их назначение и особенности.

Содержание:

Описание процесса шнекового бурения

Бурение скважины формирует в породе углубление цилиндрической формы. При диаметре от 60 до 200 мм глубина скважины может достигать 50-80 метров в зависимости от твердости грунта. Непосредственно процесс бурения шнековым способом происходит следующим образом: в породу погружается бурильная труба, обвитая металлической лентой, которая за счет собственной тяжести начинает разрабатывать скважину на заранее установленную глубину. За счет конструкции шнека в ходе бурения нет необходимости в дополнительной промывке скважины, так как весь проработанный грунт автоматически и непрерывно поднимается на поверхность.

Эффективность бурения скважин шнеком напрямую зависит от правильного проектирования. Так, большое значение имеет твердость породы, глинистость, рыхлость грунта. Целесообразнее всего использовать шнековое бурение на песчаном или гравийно-песчаном грунте. За счет своей конструкции, шнековый бур будет легко погружаться в такую почву, а на выходе отработанный грунт будет легко убирать. Для глинистой почвы такой способ бурения не подходит, так как спираль бура быстро забивается глинистым грунтом, образуя так называемую «пробку» и препятствуя дальнейшему бурению.

Читайте также:
Чесночная вода для орхидей: правила полива орхидей настойкой из чеснока. Как сделать чесночную воду? Отзывы

Одновременно с бурением скважины может происходить укрепление ее стенок с помощью бетонных или металлических конструкций, чтобы защитить ее от возможных обрушений.

Особенности бурения в разных породах

При проектировании особенно важно обращать внимание на грунт, с которым необходимо работать, так как именно от его плотности будет зависеть осевая нагрузка и частота вращения спирали шнека.

При бурении мягкого грунта и рыхлого песка не делают принудительную подачу осевой нагрузки, так как достаточно и собственного веса бура. В ходе работ необходимо контролировать объем разрушаемой породы на лопастях шнека – он не должен превышать производительности транспортёра. В противном случае куски грунта налипают на инструмент и мешают дальнейшей работе.

При бурении более твердых пород, таких, как суглинки, супеси, алевролиты и агриллиты с начала работ устанавливается осевая нагрузка до 5 кН, а частота вращения колонны при этом не должна превышать 1,7-3,3 с -1 . Если превысить частоту вращения, то за счет вибраций могут открепиться некоторые части колонны, что, как минимум, продлит срок работ.

В зависимости от водопроницаемости грунта, пластичности и рыхлости может быть принято решение о дополнительном укреплении стенок скважины. Шнековый способ бурения позволяет проложить стенки скважины бетонной или металлической оболочкой за короткий промежуток времени.

Бурение в пластичной почве чревато возникновением пробок, так как грунт налипает на спираль шнека и препятствует дальнейшему разрушению почвы и выбрасыванию отработанного грунта. В целом рекомендуется прочищать лопасти шнека каждые полметра, чтобы избежать пробок.

Чем более твердая порода, тем более сильная осевая нагрузка устанавливается. Так, например, для бурения мерзлого грунта ставят осевую нагрузку 8-10 кН, частота вращений может быть в пределах 1,3-2,2 с -1 . Однако, важно помнить, что шнековое бурение эффективно лишь для III категории буримости. Для галечников и монолитных пород шнековое бурение не используется.

Этапы работы

Первый и главный этап в работе с шнековым буром – это проектирование скважины. Помимо определения твердости породы, необходимо определить глубину и наклон будущей скважины. Наклон зависит от твердости грунта, то есть чем более плотная порода, тем более прямой угол бурения. При бурении мягких пород и рыхлого грунта наклон бурения составляет 30-60 градусов, а при гравийно-галечном грунте наклон будет 90 градусов. От правильного понимания плотности, пористости, водопроницаемости породы зависит успешность бурения. Также немаловажно понимать, на какой глубине проходят подземные воды, чтобы скважина гарантированно достигла нужной глубины.

После проектирования следуют подготовительные работы, которые могут включать в себя:

  • Подготовку пространства для отработанного грунта, который будет поступать через скважину;
  • Подбор необходимых инструментов для бурения в зависимости от плотности грунта и диаметра будущей скважины;
  • Установку оборудования на платформу;
  • Определение необходимой мощности бурения исходя из особенностей породы. Для бурения рыхлых песков и мягких грунтов может хватить собственного веса шнековой колонны, а для твердых пород необходимо установить дополнительную осевую нагрузку;
  • Подготовку материала для укрепления стенок скважины, если это необходимо.

Затем можно приступать к бурению шнековым способом. При любых буровых работах необходимо помнить правила техники безопасности во избежание несчастных случаев. При соблюдении всех необходимых условий, шнековое бурение – это самый доступный и простой в использовании способ бурения скважины.

Технологии шнекового бурения

Шнековое бурение разделяется на две технологии по направлению бурения: горизонтальную и вертикальную. Технология вертикального бурения предназначена для разработки скважин под воду, а горизонтальное бурение используется для прокладки инженерных коммуникаций.

Если вертикальное бурение достаточно активно используется на частной собственности в силу своей доступности, то горизонтальное требует гораздо больше времени, средств и человек, которые будут контролировать процесс работы.

Технология горизонтального бурения

Горизонтальное бурение применяется в тех случаях, когда присутствуют различные препятствия на пути из точки А в точку Б. Такими препятствиями могут выступать лесной массив, магистраль, железная дорога. Шнековое бурение позволяет бурить на глубине до 80 метров, то есть ниже уровня грунтовых вод. Таким образом, чтобы проложить наиболее безопасный и короткий путь, используется горизонтальное направление бурения. По сравнению с вертикальной скважиной, горизонтальная имеет намного более широкий диаметр.

В отличие от вертикального бурения, при горизонтальном необходимо подготовить не только стартовую точку бурения – устье – но и конечную, то есть забой. Подготовка к горизонтальному бурению будет выстраиваться следующим образом:

  • Рытье котлованов в устье и забое на одном уровне с будущей скважиной;
  • Размещение установки для бурения;
  • Подготовка необходимого оборудования;
  • Бурение происходит под контролем оператора, который с помощью монитора и зонда регулирует направление и угол наклона бура. Когда буровая установка достигает забоя, шнековый бур заменяется на трубу и расширитель, а установка начинает движение в обратном направлении. Таким образом, горизонтальная скважина готова и в ней проложена труба без дополнительных усилий, что существенно экономит средства и время.
Читайте также:
Стропильные системы наслонного и висячего типа

Технология вертикального бурения

Вертикальное бурение шнеком активно используется в частном хозяйстве для бурения скважин под воду. Это объясняется доступностью и простотой использования данной технологии. Так, для получения скважины глубиной до 80 метров достаточно сравнительно небольшой бурильной установки и правильно подобранного шнека. При бурении глубоких скважин устье в диаметре может быть шире забоя.

Шнек для вертикального бурения имеет витки различной толщины и ширины, в зависимости от назначения шнека. Таким образом разрушение породы происходит за счет непрерывного вращения витков шнека. Удобство заключается в том, что при вертикальной технологии бурения, как правило, нет необходимости в дополнительной промывке или продувке, так как разрушенная порода автоматически поступает на поверхность.

Технология вертикального бурения используется не только для скважин под воду, но и для монтажа столбов, разведочных скважин, наблюдательных колодцев. Последнее необходимо для взятия проб с подземных вод и их дальнейшего анализа.

Плюсы и минусы шнекового бурения

Преимущества шнекового бурения скважин:

  • Скорость работы: конструкция шнекового бура позволяет одновременно сверлить скважину и поднимать отработанный грунт за короткий промежуток времени;
  • Глубина: можно получить скважину до 80 метров глубиной;
  • Удобство использования: параллельно с бурением скважины можно проводить укрепление ее стенок, что тоже значительно упрощает работу;
  • Простота технологии;
  • Возможность регулировать угол направления бурения;
  • При шнековом бурении нет необходимости в промывочной жидкости.

Есть у технологии и свои недостатки, которые нужно учитывать при выборе. Существенный недостаток заключается в том, что шнековый бур подходит только для пород до третьей категории буримости. Для последующих категорий использование шнека будет нецелесообразно, так как потребуется значительно больше средств, материалов и мощностей бурения. При этом для вращения достаточно тяжеловесной шнековой колонны может понадобиться достаточно мощная буровая установка. Важно учитывать при выборе шнекового метода бурения, что любой подземный валун может замедлить или вовсе остановить процесс. Еще один недостаток заключается в ограничении по глубине: сделать скважину глубже 80 метров не получится, а нередко из-за особенностей местности ограничение глубины может быть и до 50 метров. Считается, что бурение шнековым способом не относится к числу бюджетных, так как требуется специальная буровая установка и большое количество дополнительных инструментов.

Способы бурения

В зависимости от сложности работ и плотности грунта необходимо подобрать правильный способ бурения. Наиболее популярны следующие способы:

  1. Вращательный: стандартное механическое бурение, при котором разрушение породы идет за счет непрерывного вращения инструмента;
  2. Роторный: способ схож с вращательным, но при бурении используется инструмент роторного типа;
  3. Ударный: механический вид бурения, когда разрушение породы происходит за счет ударов бурового инструмента. Нередко используется при бурении монолитных и плотных пород;
  4. Ударно-канатный: ударное бурение, использующееся при бурении галечных отложений и других плотных пород.

Нередко в ходе разработки одной скважины возникает необходимость прибегнуть к сразу нескольким из перечисленных способов бурения.

Шнеки для бурения: виды, назначение, особенности

На сегодняшний день представлен большой выбор шнеков для бурения и других вспомогательных инструментов, каждый из которых имеет свое предназначение и характеристики. В зависимости от того, какой грунт предстоит разрабатывать, подбирается вид шнека, его диаметр и другие параметры.

Главное отличие шнеков друг от друга заключается в диаметре и длине. Диаметр инструмента подбирается под размер потенциальной скважины. Если предстоит бурить не мягкую почву, а достаточно плотный грунт, например, алевролиты, суглинки, рекомендуется выбирать шнек, укрепленный резцами из твердого сплава. Длина шнека зависит от буровой установки, ее технических требований, мощности и так далее. Толщина может также разниться: утолщенные лопасти шнека прослужат дольше. Закономерно, что при бурении более твердых пород необходимо подбирать шнек с большей толщиной, в противном случае он может быстро износиться из-за больших нагрузок.

Для стандартной скважины при частном доме чаще всего используется классический стартовый шнек без каких-либо дополнений. Нет необходимости в приобретении специального шнека, так как грунт достаточно рыхлый и мягкий.

Шнеки принято разделять и по другим характеристикам:

Вид соединения: шнеки могут иметь резьбовое и безрезьбовое соединение. Резьбовое соединение удерживает шнеки за счет ввинчивания, но имеет существенный недостаток: у такой конструкции нет возможности обратного вращения. В случае же с безьрезьбовым соединением шнеки закрепляются за счет муфтовых замков и удерживаются с помощью пальцев с фиксаторами. Второй вид намного более универсален, а потому и встречается чаще;

Наполнение шнека, другими словами, имеет он центральное отверстие или нет. Эта характеристика также влияет на эффективность конкретной модели шнека. Так, например, полые шнеки позволяют использовать продувку. Также через полый шнек может поступать и вода для дополнительного охлаждения конструкции и снижения трения. Более тяжеловесный вариант не имеет дополнительных функций;

Направление и диаметр лопастей. При бурении мягкого грунта направление лопастей должно быть примерно 60 градусов, а при более твердых породах лучше использовать шнеки с лопастями под 90 градусов.

Помимо непосредственно шнеков при бурении могут понадобиться и другие инструменты, например, шнек-переходник. Этот инструмент необходим в качестве соединения между основной колонной и буровой установкой.

Читайте также:
Шкаф управления насосами виды назначение схемы подключения

Телескопические шнеки

Телескопический шнек – отдельный вид шнека, предназначенный для изменения длины бурового инструмента. Шнек такого вида имеет выдвижной внутренний шток, который позволяет достичь большей глубины при бурении и значительно сокращает нагрузку на оборудование. Обычно отдают предпочтение телескопическим шнекам из-за их удобства, так как нет необходимости дополнительно наращивать колонну шнеков. Также за счет своей раскладной конструкции, такой шнек удобнее транспортировать.

Шнек такого вида достаточно универсален и может использоваться на различных установках, например, на манипуляторах, экскаваторах и ямобурах.

Виды буров

При бурении большое внимание стоит уделить и выбору бура. Существуют различные буры, предназначенные для конкретных случаев, разберем наиболее популярные модели и их назначение:

Колонковый бур – бур, предназначенный для первичного разрушения породы. Главная особенность бура такого типа – его кольцевидная форма. Незаменим, если есть необходимость бурения в породах высокой твердости. При этом за счет своей формы разрушение грунта происходит только по кольцу, оставляя внутреннюю часть – керн – нетронутой, что позволяет в дальнейшем ее поднять на поверхность и использовать;

Бур лопастной – применяется для разрушения мягких и средних пород. За счет широких лопастей, бур быстро и беспрепятственно проникает в грунт и позволяет существенно сократить время работы. Лопастной бур активно используется при бурении различных скважин, в том числе под воду;

Бур конусный – один из наиболее универсальных видов буров. Предназначен для разработки средних и тяжелых грунтов более 5-ой категории. Поскольку конусный бур преимущественно работает по твердым породам, при выборе необходимо обращать внимание на его износостойкость;

Перовой бур используется для бурения на легких и средних грунтах. Внешний вид перового бура соответствует его названию – кончик бура представляет собой заостренное перо. Чаще всего перовой бур используется для скважин и столбов. Конструкция бура позволяет использовать его и галечника небольшого размера;

Шнековый бур лучше всех предыдущих видов подходит для бурения скважин под воду. Благодаря своей конструкции он может разрушать породу до 7-ой категории. Зачастую шнековый бур оборудован твердосплавными резцами для повышенной износостойкости при работе с твердым грунтом.

Таким образом, при проектировании скважины необходимо правильно понимать плотность грунта, чтобы подобрать подходящий бур. При бурении особенно твердых пород лучше подбирать бур, укрепленный алмазными резцами для наиболее эффективного бурения. Бур должен иметь сечение больше шнека приблизительно на 2 сантиметра.

Заключение

Шнековое бурение скважин активно применяется для разработки скважин под воду и другие технические нужды, например, как прокладка коммуникаций бестраншейным способом. Принцип работы бурения шнеком заключается в том, что из-за непрерывного вращения лопастей по спирали происходит одновременное разрушение породы и ее поднятие на поверхность. Так бурение с помощью шнека позволяет значительно сократить сроки работ, а также их стоимость. Технология шнекового бурения позволяет разрабатывать грунт до 4-ой категории буримости и этого достаточно для стандартной скважины под воду в частном хозяйстве.

Существует также и горизонтальная технология бурения шнеком, которая используется для получения доступа к нужной точке. Горизонтальное бурение необходимо, если на пути прокладки есть препятствия, например, лесной массив, автомобильные и железные дороги, магистрали. Главное отличие горизонтальной технологии от вертикальной заключается в сложности работ: необходимо контролировать не только исходную точку бурения, но и конечную. При этом горизонтальное бурение позволяет сразу укреплять стенки полученной скважины бетоном или другим необходимым материалом.

Таким образом, бурение скважин шнековым способом является одним из самых доступных и простых в исполнении, что объясняет его популярность.

Шнековое бурение. Теория

Установки со шнеком предназначены для бурения неглубоких (50-80 м) буровых скважин диаметром до 250 мм в суглинках, глинах и супесях.

При вращении шнека разрыхленная буровой коронкой 3 порода 4 перемещается вдоль винтовой поверхности 2 вверх. Порода подается непрерывно, чем обеспечивается очень высокая производительность установок (до 40 — 60), а в некоторых случаях и 200 м в смену). Этот способ бурения не требует промывки скважины, что обеспечивает работы в зимних условиях и в безводной местности.

Схема работы бурового снаряда при шнековом бурении скважин показана ниже

1 – скважина; 2 – шнек; 3 – коронка; 4 – порода.

К недостаткам шнекового бурения относятся малая глубина скважин, возможность применения только в мягких породах, получение образцов грунта только с нарушенной структурой.

Изготавливают секции шнека из стальных труб, к которым по винтовой линии приваривают стальную ленту. Для их соединения в один конец трубы впрессовывают втулку с шестигранным отверстием, а к другому приваривают шестигранный хвостовик. В обоих шестигранниках имеются совпадающие отверстия, куда вставляется палец. Пружинный фиксатор предохраняет его от выпадения. Длина звена шнека 1.3 — 3 м, диаметр 120 — 150 мм и 200 мм, шаг винтовой спирали равен 0.7 — 0.8 диаметра шнека.

Шнековая коронка применяется для разрыхления породы, делается на 20 мм больше диаметра шнека. Она состоит из стального корпуса с тремя лопастями, куда ступенчато впаяны резцы из твердого сплава. Такие же пластинки припаяны к наружному ободу, что позволяет точно выдерживать диаметр скважины. Замок коронки такой же конструкции, что и на шнеках (рис. 2). Помимо переходной коронки, при шнековом бурении может применяться долото типа РХ (рыбий хвост).

Читайте также:
Современные бра: настенные модные светильники на стену в современном стиле

1 – стальной корпус коронки; 2 – спираль; 3 – палец с фиксатором; 4 – пластинки из твердого сплава

Для увеличения проходимости по бездорожью, в лесах, по заболоченной местности буровая установка шнекового бурения УШБ-Т смонтирована на специальном тракторном прицепе.

Переносная буровая установка ПБС-110 может работать только в мягких грунтах. Ее недостаток — необходимость иметь отдельный генератор тока для привода вращения шнека.

При шнековом бурении распространен переносной буровой станок ПБС-110 для разведочного бурения. Кинематическая схема станка шнекового бурения марки УШБ показана на (рис. 3)

1 – мотор, 2 – коробка ротора мощности, 3 – карданный вал, 4 – редуктор, 5 – конические шестерни (неподвижный ротор), 6 – штанга, 7 – ротор, 9 – шнек, 10 – коронка, 11, 12 – лебедки

Шнековая колонка приводится во вращение от двигателя автомашины 1 через коробку отбора мощности 2, карданный вал и редуктор 4. От редуктора вращение передается ротору 7.

Станок снабжается двумя лебедками: одной для спускоподъемных операций и другой для передачи дополнительной нагрузки на долото

Шнековое бурение

Шнековое бурение — это вращательный процесс бурения с использованием лопастного долота-резца и удалением при этом из забоя скважины разрушенной породы шнеком. Шнековое бурение применяется для бурения скважин в мягких (I—III) и средней твердости (IV—VI) породах на небольшую глубину, в среднем — до 30 м.

Шнековое бурение — менее затратный, метр проходки обходится дешевле роторного способа бурения скважин, однако при случайной встрече с подземными валунами (моренами) применение шнека становится проблемным.

Производительность проходки скважины таким методом самоходными установками — до шестидесяти метров в смену.

Зачастую буровая установка монтируется на грузовой автомобиль, что делает обязательным наличие подъездных путей.

Шнековое бурение скважины

Автор: Благодатов Константин
Инженер-строитель, стаж — 27 лет

Шнековое бурение скважины

Конструкция шнека для ручного бурения скважин. Типовой набор приспособлений для выполнения работы. Технология бурения шахты в различных типах почвы.

Конструкция и виды шнеков для бурения скважины

Шнековые буры

Шнек применяется для создания неглубоких скважин для добычи воды. Чаще всего таким способом удается добраться до безнапорных водоносных слоев, расположенных на глубине 5-20 м. Обычно эту жидкость пить не рекомендуется, но решение о ее использовании окончательно принимается после проведения анализа в санэпидстанции.

Шнек представляет собой винтообразное изделие, которое ввинчивается в землю и поднимает на поверхность раздробленную почву. Приспособление состоит из оси с лопастями и наконечником. Существуют шнеки для ручного и машинного бурения.

Типы ручных инструментов и их предназначение приведены в таблице:

Тип шнека Особенности использования
С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 30-60 градусов Для бурения скважины в мягких и рыхлых почвах. Лопасти крошат грунт и поднимают наверх.
С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 90 градусов Для бурения скважины в плотных и гравийно-галечных пластах. Лопасти нарезают грунт и поднимают его без дробления. При извлечении из ствола земля с них не падает.
С двойной спиралью Вторая ветка уменьшает отклонение инструмента в сторону при вращении.
С трубчатой центральной частью Позволяет подавать воду в шахту во время бурения.

Для работы на песчаных грунтах шнек не подходит — песок на винтовых поверхностях не держится. Также приспособление бессильно на скалистых или каменистых пластах.

Пользователи выбирают шнековый метод бурения скважин из-за высокой скорости проходки и небольшой стоимости работы. Из недостатков можно выделить необходимость часто поднимать инструмент для его очистки и падение земли с приспособления обратно в шахту при выемке.

Вращать изделие тяжело, поэтому требуется участие двух помощников. Для бурения в скалистых грунтах рекомендуется приобрести сборно-разборное компактное устройство, работающее от электрической сети или бензинового двигателя. Если работа разовая, его лучше взять в аренду. Рабочий инструмент продается в строительных магазинах. При наличии достаточного опыта работы с металлом шнек можно изготовить самостоятельно из труб и металлических листов.

Если скважина глубокая, для подъема и опускания приспособления понадобится тренога — специальная конструкция, к которой крепятся подъемные механизмы.

При шнековом бурении в скважину обязательно устанавливают обсадные трубы, выполняющие такие функции:

    Предотвращают осыпание стенок ствола;

    Для защиты ствола рекомендуется использовать металлические нержавеющие или пластиковые изделия. Срок их службы превышает 50 лет.

Подготовительные работы перед бурением скважины

Тренога для бурения скважины

Перед работой необходимо приобрести основные и вспомогательные приспособления, а также расходные материалы. Часть оснастки и составных частей для скважины легко сделать самостоятельно по нашим рекомендациям.

Для бурения понадобится тренога, состоящая из трех деревянных брусьев диаметром 15-20 см длиной 3-4 м или металлических труб (если есть лишние). Высота конструкции должна быть на 1,5-2 м больше того, что будет подниматься и опускаться.

Читайте также:
Экструзионный и экструдированный пенополистирол отличия

Выполните сборку треноги в такой последовательности:

    Положите на землю 2 бруса в виде треугольника.

Установите изделие над местом будущей скважины и закрепите от перемещения в горизонтальной плоскости. Для этого опоры вкопайте на 0,7-0,8 м в грунт, а под них подложите метровые брусья. Не рекомендуется фиксировать ноги на поверхности земли вбитыми вертикально ломами.

В нижней части шахты, в водоприемном участке, должен быть установлен фильтр. Его несложно сделать из куска обсадной трубы, который первым устанавливается в скважину.

Работа выполняется таким образом:

    Просверлите в колене на длине 100-110 см отверстия диаметром 5-8 мм в шахматном порядке. Между рядами оставьте зазоры 5 см. Чаще отверстия не сверите, они ослабят изделие. Вместо них можно выполнить прорези длиной 2,5 см и шириной 1-1,5 мм через 2 см.

Перфорированное колено иногда устанавливают без сетки, но в этом случае между ним и скважиной должен быть зазор, заполняемый щебенкой, для задерживания грязи и песка.

Технология бурения скважины шнеком

Существуют различные технологии шнекового бурения скважин. Выбор методики зависит в основном от состава грунта над водоносным слоем. Если почва твердая на всей глубине шахты, обсадную трубу устанавливают после выполнения скважины. Однако в большинстве случаев она осаживается параллельно с опусканием инструмента или после его заглубления на 0,5-1 м.

Бурение скважины в твердой почве

Бурение скважины в твердом грунте

Бурить скважину шнеком рекомендуется в зимний период — все пространство рядом свободно, и нет проблем с размещением огромного количества грязи, которая поднимается наружу.

Такой способ бурения скважины в твердой почве наиболее простой в исполнении:

    Соберите треногу, как описано выше.

Закрепите к фильтру хомут с ручками, установите его в отверстие и опустите до упора. Сверху к фильтру прикрутите следующее колено и закрепите к нему в верхней части второй хомут с ручками. Демонтируйте ограничитель с нижнего колена и опустите конструкции до упора в верхний хомут. Повторяйте операцию до тех пор, пока фильтр и обсадные трубы не опустятся на дно. Если конструкция тяжелая, используйте треногу и лебедку для ее перемещения.

Затем рекомендовано выполнить промывку скважины, для чего установите в нее трубы и подайте воду под давлением. Жидкость вымоет грязь, которую удалите вместе с водой центробежным насосом. Процедуру повторяйте в течение 1-1,5 недель. После появления чистой воды образцы следует отнести в лабораторию для анализа.

Зазор между обсадными трубами и грунтом заполните цементным раствором, чтобы дождевая вода не загрязняла источник. Установите в скважину глубинный насос, после чего ее можно начинать эксплуатировать.

Для прохождения различных типов почв (сыпучих, вязких, каменистых) используйте другие инструменты, такие как бур-ложка, желонка, бур-стакан, бур-долото.

Обратите внимание! Приближение к воде можно определить по влажному грунту, поднятому на поверхность. Если вращать инструмент стало легче, значит, он вошел в водоносный слой.

Бурение скважин в сыпучем или вязком грунте

Бурение скважины в сыпучем грунте

В отличие от предыдущего варианта стенки шахты укрепляют обсадными трубами одновременно с вращением шнека.

Работа выполняется в следующей последовательности:

    Пробурите в земле отверстие глубиной 1 м так же, как и в предыдущем разделе, и вытяните шнек из ствола.

Во время шнекового бурения скважин на воду воспользуйтесь нашими рекомендациями:

    Маркируйте обсадные трубы, чтобы быстро определять глубину скважины.

В статье приведены проверенные способы шнекового бурения скважины. Чтобы получить хороший результат, проанализируйте все сведения о подземных слоях грунта и по результатам подберите необходимый для вашего случая инструмент. Если придерживаться правил работы со шнеком, то через небольшой промежуток времени вы решите проблему водоснабжения участка.

Гидроизоляция колодца своими руками

Гидроизоляция колодца своими руками

Ремонт и уход за выгребной ямой

Ремонт и уход за выгребной ямой

Как сделать теплицу из старых оконных рам

Как сделать теплицу из старых оконных рам

Оклейка стен стеклообоями

Оклейка стен стеклообоями

Как выбрать межвенцовый утеплитель

Как выбрать межвенцовый утеплитель

Фольгированный утеплитель для бани: выбор и применение

Фольгированный утеплитель для бани: выбор и применение

Сибирская баня: технология строительства

Сибирская баня: технология строительства

Отделка бани доской

Отделка бани доской

© 2012-2020 Женский журнал TutKnow: здоровье, мода, красота, отношения, дети и кулинария (профессиональные рецепты и любительские)

Содержащиеся в журнале материалы и статьи могут включать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет, согласно Федерального закона №436-ФЗ от 29.12.2010 года “О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию”. 18+.

Все материалы на сайте tutknow.ru носят информационный характер, а не рекомендательный.

Все права на информационно-текстовые материалы, опубликованные на данном ресурсе, принадлежат их авторам и охраняются законом об авторских и смежных правах.
Полное копирование материалов с сайта запрещено! При частичном цитировании – гиперссылка на tutknow.ru обязательна и не закрыта от индексации.

Все фотоматериалы, что принадлежат Tutknow.ru, должны сопровождаться активной гиперссылкой на наш сайт. Другие фотографии в свободном пользовании.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: