Бурение шнековое это


Шнековое бурение

Шнековое бурение — самый простой и рациональный способ получить скважину глубиной до 80 метров в почве низкой степени твёрдости. Чернозём, глина, торф, песок — все эти рыхлые породы отлично поддаются проходке шнековым способом. Главное, чтобы на пути породоразрушающего инструмента не попались вкрапления камней или крупные обломки горных пород, так как их транспортировка на поверхность будет затруднена.

Диаметр скважины, получаемой при помощи шнекового бурового оборудования, может достигать 80 см. Неоспоримым преимуществом такого способа бурения является высокая скорость проходки. Тому есть две причины. Во-первых, коронка буровая почти не изнашивается, так как встречает очень незначительное сопротивление со стороны разрушаемой породы. Во-вторых, коронке не приходится повторно дробить и перемалывать уже отделённый от забоя грунт. Как только порода скалывается породоразрушающим буровым инструментом, она тут же попадает на вращающийся с высокой скоростью шнек. За счёт возникающей в процессе вращения центробежной силы, разрушенная порода прибивается к стенкам скважины и быстро доставляется шнеком на поверхность. Оставшаяся часть породы вминается в стенки ребордой шнека, освобождая забой и снимая нагрузку с силового агрегата буровой установки.

Как видим, забой скважины непрерывно очищается от остатков разбуренного грунта, что гарантирует достаточно высокую скорость бурения вплоть до пород IV категории по шкале буримости. Наивысшая скорость работы бурового оборудования достигается при обустройстве скважин в слабо цементированных залежах щебня и гальки. Такой грунт практически не требует дробления и измельчения: он сразу же выносится на поверхность. Если говорить о наиболее труднопроходимых грунтах, то наибольшую сложность для шнекового бурения представляет, как ни странно, глина. Коронка или долото буровое без особого труда вгрызаются в эту вязкую субстанцию, но как только она попадает на шнек, сразу же начинаются проблемы. Из-за своей вязкой консистенции она быстро забивает шнековый транспортёр, налипая на его стенки. Таким образом, выбуренная порода транспортируется на поверхность очень медленно, существенно снижая скорость проходки.

Высокая механическая скорость — основное, но не единственное преимущество проходки шнековым способом. Ещё одна особенность заключается в экономии ресурса эксплуатируемого бурового оборудования и в отсутствии необходимости дополнительно его охлаждать. Причиной тому — рыхлость разбуриваемой породы. За счёт этой рыхлости площадь контакта породы с поверхностью бурового инструмента повышается, и он охлаждается от самого грунта. Таким образом, чем глубже бурильная колонна проникает в грунт, тем лучше она рассеивает возникающее в процессе работы тепло.

Буровой инструмент

Оборудование для бурения шнековым способом включает в себя шнековую колонну и породоразрушающий инструмент (как правило, лопастное долото). В зависимости от типа грунта, колонна может включать в себя несколько утяжелённых шнеков и комплектоваться колонковым долотом.

Типы буровых долот

В шнековом бурении используется несколько разновидностей долот. Рассмотрим два наиболее распространённых типа.

Долото буровое трёхлопастное (ДБШ)

Долото оснащено тремя зазубренными лопастями, немного отклонёнными относительно оси. Их боковые поверхности обычно усиливаются восьмигранниками, а зубья — наваренными пластинами из твёрдого сплава ВК-8. В некоторых моделях одна из лопастей может сливаться с лопастью транспортного шнека.

Долото буровое двухлопастное (ДРШ)

Данный тип долот был сконструирован в СКВ ВПО «Союзгеотехник» ещё во времена Советского Союза. Разработка оказалась настолько удачной, что по сей день применяется для проходки пород со II по V категорию буримости. Изделие представляет собой цельнолитой корпус с двумя лопастями. Угол атаки лопастей относительно корпуса составляет 15°. Одна лопасть считается рабочей, другая — калибрующей. Они смещены одна относительно другой на 4-5 мм. Все режущие элементы долота армированы твёрдыми сплавами.

Шнек

Шнековый транспортёр представляет собой трубу с резьбовыми или безрезьбовыми соединениями на концах. К наружной стенке трубы приварена спиралевидная лента из стали толщиной 4-6 мм. Шаг спирали зависит от типа транспортируемой породы и варьируется от 0,5 до одного диаметра шнека.

Шнековый транспортёр используют, когда необходимо доставить на поверхность керн для лабораторных исследований, не нарушая при этом его структуру. Устройство такого транспортёра несколько отличается: в трубе имеется большое проходное отверстие, а шнек полый. При бурении керн поступает в специальную гильзу, которая извлекается после свинчивания буровой коронки.

Особенности шнекового бурения

Шнековое бурение может осуществляться как стандартной, так и мини буровой установкой. Главное, чтобы её двигатель мог обеспечить достаточной частотой вращения шнековую колонну. Она находится в диапазоне от 100 до 200 оборотов в минуту. При превышении данного параметра начинается вибрация, а при занижении оборотов транспортировка породы на поверхность сильно ухудшается.

В большинстве случаев работа ведётся без нагрузки на породоразрушающий инструмент. Из-за рыхлости грунта долото буровое способно внедряться в породу под весом буровой колонны.

www.anker-pk.ru

Шнековое бурение

Есть немало способов проделать отверстие в грунте, но среди прочих выделяется шнековое бурение скважин, как самое популярное. Используется такой вариант в большинстве случаев, а технология и вовсе самая простая среди аналогов, но не лишенная своих тонкостей. Проделанная таким образом скважина может служить для различных целей: от привычного многим трубопровода с подачей воды до более сложных нефтяных систем.

Схема шнекового бурения.

Принцип действия

Инструменты и материалы:

  1. Бурильное оборудование.
  2. Шнековые трубы.
  3. Долото.
  4. Молоток.
  5. Стальные клинья и скобы.
  6. Лопаты.

Перед началом буровых работ нужно обязательно провести геологоразведку, т.к. в противном случае многодневная работа может быть проведена напрасно. А после того как будет выбрано место для организации деятельности, нужно подготовить площадку к работе.

В качестве подготовки выкапывается котлован на расстоянии в 1 м, в который будет сбрасываться поднимаемый грунт. Габариты котлована зависят от потенциальной глубины бурения в соотношении 1:10 (на 10 м глубины 1 м³). Если этого не сделать, то при бурении на большую глубину уже через 20 м работы будут серьезные затруднения в движении, т.к. 2 м³ увлажненного грунта дадут о себе знать.

Чертеж шнекового бура.

Теперь можно устанавливать механизм, которым осуществляется шнековое бурение скважины. Если конструкция механизма разрабатывалась до 1990 года, то под бур придется выкопать небольшую ямку 40*40*40 см, дабы бур не «гулял», а сразу начинал врезаться. Если же после, то в 99% случаев устанавливаются направляющие, которые обеспечивают жесткую фиксацию. Устанавливаются дополнительные точки опоры для шасси, дабы при работе не случилось казусов, и лишь после этого можно приступать к работе.

В качестве базы к механизму прикреплена вращательная труба, которая приводится в движение отдельным двигателем. В самом низу трубы есть крепежный механизм, который чаще всего представлен отверстием под стальной стержень, фиксируемый скобами. Именно в эту трубу вдеваются шнековые колонны (буры с наваренной листовой сталью в виде спирали) и фиксируются. Сами колонны нередко обладают полой структурой, благодаря чему изнутри собирается керн (срез породы). В самом низу конструкции располагается специальное долото на 2 или 3 блока, которое разбивает и перемалывает породу, направляя ее к подъемному механизму.

После того как 1 бур (1-3 м) полностью углубляется в породу, нужно его слегка приподнять и снова поставить на место. Такой шаг позволит оградить систему от залипания в породе, а если потребуется длительный перерыв, то конструкция приподнимается на вес, после чего под спираль подкладывается швеллер для удержания в таком положении. После этого укрепляющая скоба выбивается молотком (при резьбовом соединении просто откручивается уплотнительная гайка), вращательная труба поднимается, устанавливается новая колонна, и снова все фиксируется на своем месте.

При работе постоянно из скважины будет извлекаться порода, которую нужно лопатой откидывать в заранее подготовленный котлован. Таким образом рабочая площадка всегда будет пригодна для свободного передвижения.

Шнековое бурение скважин зависит от нескольких параметров:

Инструменты для бурения.

  1. Мощность двигателя, осуществляющего вращение. Показатели должны превышать возможности долота в 1,2-1,5 раза.
  2. Диаметр рабочей колонны. Чем выше диаметр, тем меньше скорость работы, т.к. нагрузки существенно повышаются.
  3. Долото. Тут сразу несколько факторов, ибо алмазные варианты работают достаточно качественно и быстро, тогда как твердосплавные более доступны.
  4. Порода. Чем тверже порода, тем медленнее идет процесс. При столкновении с гранитной скалой нередко бывают ситуации, когда разрушается долото или одна из колонн, из-за чего приходится прекращать работу для замены. Чем глубже проходит рабочий процесс, тем плотнее слои, которые нужно преодолеть, а соответственно, и их сопротивление.

Вернуться к оглавлению

После того как удалось достичь нужных глубин, шнековое бурение скважин завершается. Но теперь нужно правильно извлечь шнек, дабы не потерять его. Данная работа достаточно монотонная, но требует четкого соблюдения каждого шага:

  1. Колонна приподнимается таким образом, чтобы верхний бур вышел полностью, а следующий за ним — на 10%.
  2. Трубы фиксируются при помощи швеллера, подкладываемого под спираль.
  3. Выбиваются скобы и снимается бур.
  4. Скобами фиксируется труба к буру.
  5. Дальше все повторяется до тех пор, пока не будет извлечено долото.

После того как шнековое бурение завершено окончательно, остается смонтировать трубопровод. Труба крепится к подъемному блоку, после чего неспешно опускается в отверстие, а когда доходит до своего нижнего положения, к ней сверху приставляется следующая. Свариваются они между собой электродуговой сваркой «точечным» способом, чтобы не упустить ни 1 мм.

Шнековое бурение происходит достаточно медленно, поэтому нужно набраться терпения, но результат его потом используется обычно весьма продолжительное время.

При занятии подобной деятельностью всегда нужно быть готовым к неожиданностям и держать некоторый запас оборудования.

www.vseoburenii.ru

Шнековое бурение

ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ (а. auger drilling; н. Schnecken-bohren; ф. forage а la tariere; и. perforacion por tornillo sin fin, sondeo por barrena heliсоidal, taladrodo por соnductor sin fin) — вращательное бурение, при котором разрушенная порода доставляется из скважины на поверхность шнеком (бурильной трубой с навитой на ней стальной лентой). Для шнекового бурения применяют буровые установки с подвижным вращателем с повышенным крутящим моментом, имеющие ход подачи в основном 1,8-3,0, иногда до 15 м. Шнеки соединяются между собой посредством резьбы или элементов фигурного сечения. Разрушение породы на забое при шнековом бурении происходит путём резания и разрыхления горных пород лопастным буровым долотом. При бурении плотных горных пород и гравийно-галечных отложений используются долота, лопасти которых обращены к забою под углом около 90°, в мягких и рыхлых породах — 30-60°. В процессе бурения режущие элементы долота охлаждаются разрушенной породой. Подъём породы происходит благодаря её скольжению по шнековой спирали, поскольку трение породной массы о поверхность шнека меньше, чем трение о стенки скважины. При нормальном транспортировании разрушенная порода заполняет 0,2-0,4 объёма межвиткового пространства. Производительность шнекового транспортёра обычно больше или равна производительности долота, выраженной в объёме разрушенной породы (с учётом её разрыхления в 1,3-1,6 раза). Частота вращения шнеков диаметром до 100 мм не менее 150-200 и не более 500 об/мин, при диаметре 150-200 мм — от 80-100 до 150-200 об/мин.

Наиболее эффективны шнеки с центральным каналом, через который к забою подаются вода или воздух, что снижает коэффициент трения породы о поверхность шнеков и крутящий момент. По каналу шнеков доставляются съёмные керноприёмники, забивные и обуривающие грунтоносы, пенетрационные зонды, спускаются в скважину фильтры и взрывчатые вещества. Полые шнеки могут использоваться в качестве обсадной колонны. Центральный канал шнеков при бурении сплошным забоем перекрывают съёмным долотом на канате или бурильных трубах.

Шнековое бурение используется для проходки скважин глубиной до 50 (реже до 100-120 м), диаметром от 60 до 600-800 мм в мягких и рыхлых породах, а также в породах средней твёрдости, при ведении сейсморазведочных, геологоразведочных, взрывных работ, а также инженерно-геологических изысканиях, сооружении гидрогеологических скважин.

Преимуществами шнекового бурения являются высокие скорости (до 100-300 м/смену) и простота организации работ.

Перспективы шнекового бурения связаны с созданием специализированного бурового оборудования повышенной мощности, комбинацией этого способа с другими видами бурения (с промывкой и продувкой), с применением съёмных керноприёмников и непрерывным выносом образцов породы.

www.mining-enc.ru

Шнековое бурение - это... Что такое Шнековое бурение?

  • ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ — вид вращательного бурения, при котором разрушенная резцом порода с забоя скважины удаляется вращающимся шнеком. Применяется для проведения неглубоких взрывных и разведочных скважин в некрепких породах …   Большой Энциклопедический словарь

  • шнековое бурение — вид вращательного бурения, при котором разрушенная резцом порода с забоя скважины удаляется вращающимся шнеком. Применяется для проведения неглубоких взрывных и разведочных скважин в некрепких породах. * * * ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ, вид …   Энциклопедический словарь

  • Шнековое бурение — ► auger drilling Вращательное бурение с использованием лопастного долота резца и удалением из забоя разрушенной породы шнеком. Разрушение горной породы производится стальными или твердосплавными (иногда сменными) резцами, которые вращаются с… …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

  • Шнековое бурение —         вращательное Бурение с использованием лопастного долота резца и удалением из забоя разрушенной породы шнеком. Разрушение горной породы производится стальными или твердосплавными (иногда сменными) резцами, которые вращаются с частотой 100… …   Большая советская энциклопедия

  • ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ — способ вращательного бурения, при к ром разрушаемая резцом порода выносится на поверхность с помощью шнека стальной ленты, навитой на поверхность буровой штанги. Применяется гл. обр. для проходки неглубоких взрывных и разведочных скважин в… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Бурение — проходка буровых скважин. Известно много видов бурения: колонковое, бсскерновое, ударное, шарошечное, шнековое, вибробурение, термическое и др. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 …   Геологическая энциклопедия

  • Бурение —         процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы скважины (См. Скважина), Шпура или шахтного ствола путём разрушения горных пород на забое, Б. осуществляется, как правило, в земной коре, реже в искусственных материалах (бетоне,… …   Большая советская энциклопедия

  • Бурение — (Drilling) Бурение это процесс строительства скважины, а также разрушения слоев земли с последующим извлечением продуктов разрушения на поверхность Бурение: на воду, цена, виды бурения, типы бурения, нефть, газ Содержание >>>>>>>>>>>>>> Бурение… …   Энциклопедия инвестора

  • БУРЕНИЕ ШНЕКОВОЕ — вид вращательного бурения, при котором выбуриваемая п. поступает от забоя к устью скважины с помощью шнека (винтового транспортера). На нижнем конце шнек несет тот или иной буровой наконечник (в зависимости от свойств п.). Геологический словарь:… …   Геологическая энциклопедия

  • ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ — бурение, при к ром инструмент резец вращается вокруг оси, совпадающей с осью шпура ли скважины и одновременно с определ. усилием подаётся на забой. При этом происходит последовательное разрушение породы от вдавливания и скалывания частиц породы… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

dic.academic.ru


Смотрите также