Буровая шнековая установка: Технология бурения скважин шнековым методом – Обзор шнековых буровых установок: ручные, легкие передвижные, самоходные

Малогабаритные шнековые буровые установки используются для работы на ограниченных территориях – в подвалах, гаражах и т.п.

Передвижные шнековые установки легкого типа дают следующие преимущества:

• Транспортировку в любые труднодоступные места.
• Быстрый монтаж-демонтаж на объекте.
• Облегчение спускоподъемных операций благодаря наличию мачты.
• Возможность работы в холод из-за наличия бурового здания на общем основании, чего нет у самоходных установок.

Вариантами таких аппаратов могут стать установки ПБУ (ПБУ- 2, ПБУ-50 и др.).

Самоходные

Эти установки шнекового бурения устанавливаются на шасси колесного либо гусеничного типа и могут работать от их двигателей с управлением через гидросистему базовой машины. Удобны в условиях бездорожья, могут использоваться для бурения ям и скважин разведочного, строительного или водозаборного назначения.

Самоходные бурилки имеют следующие особенности:

• Сверление отверстий более 100 метров глубиной.
• Диаметры скважин до 600 мм.
• Полностью гидрофицированное управление.
• Подача бурового инструмента посредством гидроцилиндров.
• Изменение движения вращателя через коробку передач.
• Легкое управление с механизацией всех бурильных операций.

Среди множества самоходных бурильных аппаратов можно назвать удобные и надежные установки отечественного производства: УКБ, УПБ, «Стерх», «Аллигатор» и другие.

Видео обзор шнековых буровых установок:

Буровая установка своими руками: ударно-канатная, роторная, шнековая

Бурить скважины чаще всего требуется при устройстве скважины на воду, но и кроме того периодически такие работы нужны: установить металлические столбы под забор (беседку, перголу), создать поле для сбора тепла из земли при устройстве теплового насоса земля-воздух, при устройстве столбчатого фундамента и многих других строительных работах. Облегчит и значительно ускорит процессы малогабаритная буровая установка. Имея некоторый навык сварки, ее можно сделать своими руками. 

Самодельная буровая установка

Виды самодельных буровых установок

Для самостоятельного бурения скважин (на воду и не только) требуется хоть небольшая буровая установка. Глубина скважин редко бывает меньше 20 метров и без применения хоть простейших механизмов обойтись очень сложно. Если говорить о техниках бурения и типах бутовых установок, то сделать своими руками можно следующие буровые:

• Ударно-канатную установку. Принцип работы этого типа оборудования основан на силе тяжести. На какой-то высоте закрепляют тяжелый буровой снаряд в заточенными краями — стакан или желонку. Его «роняют» несколько десятков раз. Каждый раз снаряд прорезает некоторую часть грунта, а порода застревает внутри полого снаряда (для сыпучих грунтов они снабжаются клапанами). Стакан вынимается из скважины, грунт удаляется. Далее процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет требуемой глубины. Для самостоятельного исполнения подобные устройства — самые простые. В наиболее бюджетном варианте это некая станина, позволяющая закрепить блок над скважиной. Через блок перекинут длинный трос с привязанной желонкой. За трос можно дергать «вручную», а можно установить мотор-редуктор с барабаном.

  Одна из ударно-бурильных установок

• Шнековая буровая установка. Углубление в грунт происходит при помощи шнека — стержня с наваренными винтом лопастями. Шнеком можно вручную пробурить скважины в пару метров — под свайный фундамент, например. Для прохождения плотных слоев типа глины или плотных песков, требуется солидное усилие. Поэтому требуется двигатель с большим вращающим моментом, а они работают от 380 В. И то, шнековые установки практически бесполезных на каменистых грунтах. И все равно — просто это небольшой камень типа щебня или скальные породы — шнек их не пройдет.

  Шнековая буровая установка

• Роторное бурение. Используется тоже принцип вращения, но внутрь бура подается бурильный раствор (вода). Это эффективный способ — вода выносит на поверхность шлам (раздробленную породу), и бур очень редко вынимают на поверхность. Его только сверху постоянно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Есть роторные установки «сухого» бурения — без растворов, но они требуют больших усилий, скорость бурения при этом намного ниже. Поэтому такие установки делают и используют редко.

• Роторная буровая установка

Выбор типа буровой установки для изготовления ее своими руками зависит от геологии местности, где будут бурить, влияет также глубина залегания водоносных слоев. Наиболее универсальный метод — ударно-канатный. Хорошо проходят разные грунты при помощи роторного оборудования с использованием воды (этот способ называют еще гидробурение). Для разных типов грунтов используют разной формы долота, а измельченный грунт вымывается на поверхность водой.

Самый «капризный» по грунтам шнековый бур, зато он неплохо справляется с вязкими грунтами — глинами, суглинками, но с валунами и каменистым грунтом он застревает.

Методы очистки воды из колодца или скважины описаны тут.

Виды самодельных канатно-ударных бурильных установок

При изготовлении буровой установки под канатно-ударное бурение есть два важных элемента: станина и стакан (патрон, желонка). Для самого простого варианта можно сделать станину из трех-четырех труб, которые соединяются над местом, где будет проходить бурение. Там крепят блок, через него перекидывают гибкий стальной трос. На конце троса привязан бурильный снаряд. Вот и вся конструкция. Приводится в действие эта «установка» мышечной силой — за трос тянут, потом резко опускают. Снаряд понемногу углубляется.

Наиболее простые конструкции

Для снижения физических нагрузок устанавливают лебедку, для еще большей автоматизации — мотор с редуктором, вращающим вал лебедки. При этом важно придумать систему, которая позволит освобождать вал лебедки и сбрасывать желонку.

Рама-тренога не всегда удобна — она требует большой площади. Причем для устойчивости «ноги» должны находится на равном расстоянии от центра. Не помешают также перемычки между всеми опорами. Вот в этом случае буровая установка будет стоять надежно. Есть еще один вариант рамы — в виде буквы «Н» с телескопическими штангами (на фото ниже).

Сделанная своими руками мини буровая установка

Вертикальная стойка тоже телескопическая. Она позволяет менять высоту, с которой сбрасывается снаряд. В остальном комплектация такая же.

Станина для малой буровой установки вид сбоку

Как работает буровая установка ударно-канатного бурения, сделанная своими руками из подручных материалов, смотрите в видео. Такую конструкцию точно повторить несложно.

Подробнее о том, как пробить и обустроить скважину для воды описано тут.

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:

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.

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

Как провести воду от скважины к дому читайте тут. 

Простейшая установка для шнекового бурения

Если водоносные слои неглубоко, грунты мягкие, можно обойтись механической буровой установкой со шнеком. Это та же тренога или любая другая рама с блоком через который перекинут трос. Только вместо желонки или бурового стакана к тросу привязан шнек. В верхней его части имеется перекладина, при помощи которой его проворачивают.

Ручная буровая установка со шнеком

Для облегчения процесса желательно наличие лебедки или хотя-бы ворота (по типу колодезного). Но можно сделать роторную бурилку, похожую на описанную выше. Изменится только строение вертлюга — он нужен без отвода под подачу воды. Работа одной из бурильных установок, собранной мастеровым человеком своими руками, из подручных материалов — на следующем видео. Можно рассмотреть и особенности конструкции.

И последний момент — видео о том, как сделать шнек для буровой установки своими руками.

особенности, недостатки и плюсы на vodatyt.ru

Автор Пётр Андреевич На чтение 4 мин. Опубликовано 13.01.2019

Шнековое бурение скважины– это технология, предполагающая разрыхление твердых пород металлическими резцами бура. Будучи закрепленными на валу по спирали, они позволяют вынимать грунт из шурфа, не останавливая производственный процесс. Говоря утрированно, процедура выдачи породы на поверхность схожа на мясорубку, а дробление сродни процессу вкручивания самореза.

Особенности бурения шнеком

Метод применим при разработке рыхлых и сыпучих грунтовых пород.

Ограничением является наличие глинистых пластичных грунтов, которые налипают на бур и не выдаются на поверхность. Это означает, что процедура теряет свой смысл. Шнековое бурение – технология скоросного бурения, за сутки можно пройти до двух сотен метров.

При производстве работ необходимо учитывать температурный режим. Механическое воздействие на бур приводит к его перегреву, если скорость вращения слишком высока. Есть буры, которые оснащены системой водяного охлаждения. В данном случае предполагается подача охлаждающей жидкости в шурф. Шлам должен заполнять полости, ограниченные спиралью, не более, чем на треть.

Принцип работы шнековой установки

Технология применима для организации вертикальных скважин и горизонтальных проколов. Бурение скважины на воду шнековым буром производится по следующему сценарию:

1. Бур под собственным весом погружается в грунт, ввинчиваясь за счет острого наконечника и винтовым резцам.
2. Вращаясь, бур выдает на поверхность выработанную породу в чистом виде или в виде шлама.
3. По мере заглубления шнек наращивается за счет дополнительных секций. Беспрерывное вращение производится до момента заглубления одной штанги.

По окончании работ конструкция разбирается и вынимается, а на ее место опускаются обсадные трубы, задача которых – не дать грунту осыпаться.

Угол атаки режущих элементов по отношению к грунту зависит от его плотности. Когда порода сыпучая, мягкая, угол колеблется от 30 до 60 градусов. Твердые грунты бурят шнеками, на которых винтовая лопасть закреплена под углом 90 градусов.

Преимущества и недостатки бурения шнековым буром

Данный метод бурения скважины обладает рядом достоинств, среди которых основными являются следующие:

1. Быстрота, с которой выполняются работы.
2. Непрерывность процесса, автоматическое извлечение отработанной породы.
3. Отсутствие необходимости применение других технологий выборки грунта.

При этом имеются и недостатки:

• Есть ограничение по глубине бурения.
• Для производства работ требуется применять специальные установки, обеспечивающие необходимое давление на бур в процессе вращения.

Размеры шнековых буров и особенности

Применение различных по диаметру буров обусловлено способностью перегреваться. В соответствии с габаритами бурового инструмента определяется быстрота вращения.

Технология шнекового бурения на воду предполагает, что:

1. Если диаметр бура до 20 см, то скорость вращения должна находиться в диапазоне 150-200 оборотов в минуту.
2. Для диаметра до 10 см, скорость вращения за минуту может быть больше. Предел – 500 оборотов за 60 сек.

Данное соотношение скорости и диаметра нужно учитывать на этапе проектирования буровой установки, если она собирается собственными руками. В интернете можно найти рекомендации о том, как правильно произвести монтаж.

Рекомендации

Независимо от метода бурения, оборудование должно иметь режущие кромки, которые способны противостоять механическому воздействию. Для этого долото и края винтового резца наплавляются твердосплавным металлом, и применять нужно именно этот инструмент. Вынуть шнек на поверхность при окончании работ нужно аккуратно.

Важно не потерять секции, не повредить бур и не спровоцировать обрушение стенок шурфа.

Только после этого устанавливаются обсадные трубы, которые могут быть металлическими или пластиковыми. При формировании обсадного трубопровода нужно обеспечить герметичность соединений. Если это стальные трубы, то лучше их сварить. ПНД имеют специальную резьбу, что упрощает задачу.

При подборе оснащения преимущество отдают пустотелым шнекам. Воздух способствует охлаждению. Если по каналу подавать воду, процедура облегчается за счет дополнительного размягчения грунта, что продлевает ресурс бура. Сухой грунт способствует быстрому износу рабочих граней.

Описанная технология подходит для самостоятельного применения, если речь идет о неглубоких скважинах. Когда это абиссинский колодец, проблем, скорее всего, не будет. Сложности начнутся, если требуется пробурить скважину на песок. Но если нужна артезианская вода, то бурение собственными силами практически невозможно, и придется нанимать бригаду специалистов и специализированную технику.

Шнековое бурение скважин буром и буровой установкой

Скважина в частном доме или на даче – это возможность получать только чистую, пригодную для питья воду. Поэтому, если в регионе, где вы проживаете, располагается песчаный грунт либо в основе грунта лежит гравий, то в вопросах обустройства скважин вам поможет шнековое бурение. Исходя из названия, мы можем определить, что в качестве бура здесь используется режущая головка с наличием шнеков, где последняя выполняет функцию отвода объемов земляных пород.

Особенности технологии

В отличие от алмазной коронки, бурящей грунт только по периметру и трамбующей его в полость трубы, которую затем следует извлекать для очистки, в случае со шнековым бурением в способе подобной очистки нет никакой необходимости. Здесь идет полное разрушение крепких плотных слоев грунта за счёт его измельчения под действием шнека.

Что касается необходимости промывать скважину во время шнекового бурения, то здесь этот вопрос тоже поднимать не стоит, поскольку вся работа выполняется на сухую.

Шнековое бурение скважин идеально подойдёт для неглубоких залеганий воды, что, например, удобно для оборудования технической скважины или строительства экологически чистого источника воды.

Здесь во время работы важно не перегревать режущий элемент, а также своевременно поднимать его для очистки. Подобная технология может быть применена в строительстве, в том числе и в капитальном, для монтажа свай. В частном строительстве шнековый бур, установленный на спецтехнике, может быть использован для углубления под столбы забора. В строительстве капитальных домов, проводя техническое обследование зданий, производят шнековое бурение с последующей установкой свай.

Преимущества и недостатки метода

Бурение шнековым буром включает в себя следующие преимущества:

1. Если грунт мягкой породы, то обеспечена высокая скорость бурения. Это позволяет использовать такой бур для строительства забора, быстро устанавливая столбы по периметру.
2. Благодаря современной спецтехнике подъём грунта на поверхность обеспечивается максимально быстро, плюс его часть изначально поднимается за счёт шнека. Всё это влияет на темп выполнения работы.
3. Нет необходимости промывать скважину. Это уменьшает затраты на обустройство, что делает проект более выгодным для потребителя.
4. Для совсем небольших глубин применяются ручные установки.

Как и любой другой вариант обустройства, подобный метод имеет свои недостатки:

1. Глубина бурения шнеком ограничена, зачастую она не превышает значений в 30 м.
2. Техника, которая доставляет бур, поднимает его, опускает и производит давление, должна быть достаточно мощной, поскольку требуется высокое давление на грунт.
3. Что касается долота, то оно довольно чувствительно к силе трения, что обусловлено отсутствием промывки во время работы. Это выводит ее из строя, что требует соблюдения определенных норм производства изделий. В частности, диаметр долота должен быть на 2 см больше диаметра шнека.

Применение ручных установок

Шнековый способ бурения ручным методом сегодня используется активно. Его основным преимуществом является компактность оборудования, которая позволяет транспортировать буровую установку на легковом автомобиле.

Благодаря мобильности, возможности эксплуатироваться без наличия средств коммуникации, а также возможности применять бур в закрытых помещениях, например, в подвалах или в других помещениях в зависимости от плана здания, такие системы всё же используются для шнекового бурения на небольшую глубину.

Их оснащают электрическим приводом, который можно запитать от генератора переменного тока и выполнять работу в самых отдаленных районах пригорода.

Буровая установка шнекового бурения предназначена не только для обустройства неглубоких скважин, но и для выполнения строительных задач. Это может быть шнековое бурение под столбы, колонны, несущие опоры и разные виды углублений. Средний вес подобного устройства составляет 67 кг, но в максимальной комплектации мощный ручной бур может весить до 200 кг включительно.

Пример ручного шнекового бурения скважины:

Легкое самоходное оборудование

Легкое самоходное оборудование обладает рядом преимуществ. Например, устройство за счёт своей проходимости может добираться до трудных и далеких объектов, в том числе и тех, где нет ещё асфальтированной дороги. Это могут быть поселки городского типа.

Под самоходными установками понимаются грузовики и спецтехника, на базе которых установлен шнековый бур. Они же, в свою очередь, могут не только бурить скважину на воду, но и помогать в вопросах строительства, в вопросах установки электрических столбов, опорных линий.

Другим преимуществом самоходной установки является возможность бурить за счёт двигателя внутреннего сгорания, что добавляет процессу автономности. Подобные системы способны углубляться в землю более чем на 30 м, получая на выходе диаметр скважины вплоть до 60 см, а также работать самостоятельно, не привлекая к процессу дополнительную технику, которая могла бы подвозить воду и промывать скважину.

Самоходные установки, благодаря правильной модернизации, могут изменять даже скорость вращения шнека, что достигается регулировкой оборотов через коробку передач. Подобными системами управлять довольно просто, они ремонтопригодны и проходимы.

Пример бурения шнековой установкой, расположенной на самоходном оборудовании:

Буровое оборудование ЛБУ

В процессе шнекового бурения зачастую используется установка ЛБУ. Это механизированные средства, оснащенные механическим или гидравлическим принципом действия привода, где, благодаря функционалу, есть возможность проводить инженерно-геологические изыскания для строительства.

Благодаря формам механизмов, установки ЛБУ способны выполнять работу колонковым, шнековым способом, применять шурф в вопросах шнекового бурения, а также использовать различные комплексы шнеков равноправного действия. В движение механизм приводится за счёт двигателя внутреннего сгорания путем отбора его мощности.

Высокая степень разрушения породы грунта такого устройства определяется за счёт сочетания совокупности работы гидравлического и механического привода, которые вместе создают высокую осевую нагрузку.

Это позволяет за один проход углубляться на значительную величину, разрушая до 60 см в диаметре.

Удобством работы с устройством является конструктивная точность, с которой машина может отводить буровой механизм от оси скважины, чтобы рабочие могли выполнить операции по спуску и подъему или обустраивать колонну. В конструкции предусмотрена лебедка, которая может выполнять подъём груза массой до 3000 кг. Эта же лебёдка оснащена функцией свободного сброса, что позволяет с большой высоты бросать долото для разрушения породы грунта.

Этапы проведения работ

Технология шнекового бурения предполагает два основных способа разрушения породы грунта, где используется горизонтальный и вертикальный проход. Что касается горизонтального способа, то он нашел свое применение в промышленной сфере и в основном используется в вопросах капитального строительства.

Здесь применяют технику высокой мощности, в основу которой входит функция, позволяющая монтировать обсадную трубу параллельно с процедурой вращения колонны с буром.

Этот способ предполагает работу с точным соблюдением последовательности действий:

1. На первом этапе, оценив кадастровый план участка, копают котлован, предварительно выполнив разметку при помощи высокоточных измерительных устройств лазерного действия. Рекомендуется выкопировка участка.
2. Далее производят точное выравнивание установки относительно плоскости бурения.
3. На подготовленную установку производят монтаж обсадной трубы, на чём подготовка заканчивается.
4. После этого начинают проводить работу, приводящую к разрушению грунта, что называется процессом шнекового бурения.

В вертикальном способе нет необходимости устанавливать обсадную трубу заранее на механизм обустройства скважины. Здесь нужно обратить внимание именно на угол направляющей рабочей ленты, а также на выбор долота и другого инструмента.

Что касается ленты, то это важная часть конструкции, которая предполагает отвод отработанного грунта на поверхность.

Лопасти долота должны периодически затачиваться или меняться, поскольку сам грунт из-за твёрдости приведет к их разрушению. Что касается глубины, то техника должна углубляться до тех пор, пока часть бурового механизмы не будет опущена. Затем его поднимают и производят установку дополнительной секции.

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 бурение 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 шнеками, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях, для неглубоких скважин, 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, 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.

Буровая головка и шнек могут быть раздельными или одним целым, последнее называют шнекобуром.

Шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.

Шнек подбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема. Это важно т.к. в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры.

Нагрев происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.

Буровые шнеки диаметром до 100 мм имеют частоту вращения в среднем 200-500 об./мин., при диаметре 150-200 мм – в среднем 100-200 об./мин.

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.

Шнековое бурение — описание технологии, обзор оборудования и особенности шнекового бурения, полезная информация от компании «ПК Анкер Гео»

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.