Механический вращательный способ буровых работ

В строительстве бурение используют при исследовании свойств и качеств грунтов, определении уровня грунтовых вод, устройстве скважин водоснабжения и водопонижения грунтовых вод, выполнении земляных работ с применением взрывчатых веществ, разработке и дроблении твердых пород, устройстве свайных оснований, искусственном закреплении грунтов и т. п. Для этого в земной коре сооружают вертикальные, наклонные или горизонтальные цилиндрические выработки разных диаметров и глубин. Такие работы называют буровыми и для их проведения используется соответствующее буровое оборудование.

Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин. Шпуры - это цилиндрические выработки диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м, скважины - выработки более глубокие с диаметром, превышающим 75 мм. Верхнюю часть шпура или скважины называют устьем, нижнюю (дно выработки) - забоем, боковые поверхности - стенками. По характеру образования буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забоем всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде. При колонковом бурении разрушение породы происходит лишь по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком. При бурении породу разрушают механическим или физическим воздействием.

Механические способы бурения.

Технологический процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, подаче ее на поверхность, обеспечению устойчивости стенок буровых выработок и вспомогательных операций. Грунт в забое разрушают резанием, истиранием, ударами, сколом и комбинированным воздействием (например, истиранием и ударом). Измельченный грунт транспортируют на поверхность двумя методами: гидравлическим, при котором грунт удаляют путем вымывания его водой, направляемой в выработку под давлением, и сухим, когда измельченный грунт удаляют сжатым воздухом или винтовым конвейером.

Механическое бурение ведут тремя основными способами: вращательным, ударным и вибрационным.

При вращательном способе бурения грунт забоя разрушают вращением бурового инструмента, при ударном способе - нанося удары по грунту буровым снарядом, при вибрационном - воздействием колебаний высокой частоты (до 2500 колебаний в 1 мин). В некоторых случаях для получения наибольшей эффективности при бурении пользуются комбинированными способами - ударно-вращательным или вибровращательным. Механическое бурение выполняют буровыми станками и машинами. Ручное бурение ведут при незначительных объемах работ, в мягких грунтах с глубиной бурения не более 5 м. Вращательный способ бурения характеризуется высокой производительностью (в 3 - 5 раз превышающей производительность ударного бурения), более низкой стоимостью буровых работ, возможностью бурения вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин. При вращательном способе бурения порода забоя истирается, ее режут или скалывают буровым инструментом, жестко закрепленным на нижнем конце вращающейся штанги.

Основные виды вращательного способа бурения - шнековое, колонковое и роторное, выполняемые с помощью самоходных установок или станков.

Шнековое бурение применяют для скважин диаметром 110 - 125 мм и глубиной до 30 м в мягких и мерзлых грунтах. Шнековые буровые станки имеют металлическую раму, состоящую из двух направляющих стоек, установленных на передвижной платформе или на полозьях. По направляющим стойкам рамы перемещается электродвигатель с редуктором, в шпиндель которого вставлены рабочие буровые штанги. Рабочие штанги длиной 2 м представляют собой трубы, на поверхности которых по винтовой линии наварены стальные полосы - реборды. Извлекают штанги с помощью ручной лебедки. По мере углубления скважины штанги наращивают, соединяя .их между собой специальными патронами. Звенья заканчиваются рабочей частью в виде долота или лопастного резца, которые при вращении штанг врезаются в породу. Выбуренная порода с помощью винтового конвейера выдается на поверхность.

Колонковое бурение применяют для проходки скважин диаметром 45 - 130 мм и глубиной до 200 м. Колонковые буровые установки или станки имеют лебедку подъема трубчатых штанг и механизм для их вращения. На конце штанги находится рабочая часть - колонковый снаряд с кольцевой коронкой, армированной резцами из твердых сплавов или алмазами. При вращении бурового снаряда колонка под действием осевого давления внедряется в породу, образуя кольцевую выработку породы вокруг керна, входящего в колонковую трубу. После проходки на необходимую глубину буровые штанги вместе с колонковым снарядом и керном поднимают лебедкой на поверхность. В процессе бурения в забой скважины насосом через бурильные трубы подают глинистый раствор (или воду). Смешиваясь с частицами разрушенной породы, глинистый раствор выносит их на поверхность по кольцевому пространству между штангами и стенками скважины. Глинистый раствор охлаждает бурильный инструмент и одновременно предотвращает обрушение стенок скважины.

<< Торкретирование и штукатурные работы | Подъёмники в строительстве и промышленности, виды и область применения >>

На главную

Архив: информация, материалы

+7 (499)265-09-17, (499)265-09-18, (499)265-09-27, (800)301-0545 , Сделать прямой звонок с сайта e-mail: info@str-t.ru Компания в:

Соpуright ПО «Стройтехника» Копирование материалов сайта запрещено. См. Раздел о защите авторских прав, условиях использования ресурса и сотрудничества.