Технология бурения скважин шнековым методом

Шнековое бурение скважин

Конструктивно шнек – бурильная труба, вокруг которой винтообразно расположена стальная лента. Рабочий орган приводится в действие подвижным вращателем установки. В зависимости от требований к параметрам скважины и используемой установки ход подачи шнека может варьироваться в пределах 1,915 м. При диаметре до 100 мм он вращается с частотой до 500 об/минуту.

Для предупреждения обвала забоя в него вставляют обсадную колонну. Она изготавливается из стальной оцинкованной трубы. Возможна комбинация металла и пластика. Отсутствие обсадной колонны сокращает срок службы сооружения до нескольких лет. Такой приём возможен, если грунт плотный, не склонен к обвалам (к примеру, глинистый).

При использовании шнековой технологии бурения глубина забоя составляет до 50 м, но отдельные установки допускают строительство скважин 100120 м. Средняя скорость – до 30 м/сутки. При применении этого метода промывание не требуется, измельчённый грунт подаётся на поверхность непрерывно. За счёт этого заглубление выполняется быстро, поднимать шнек в процессе бурения не нужно.

Продавливание

Если при проколе грунт, вытесненный из скважины, попросту «вдавливается» в стенки скважины, то при продавливании он, подобно керну при колонковом бурении, поступает в снаряженную ножом трубу, что позволяет работать с трубами гораздо большего диаметра (до 2000, а отдельных случаях даже 3000 мм). Проталкивание трубы, как и при проколе, осуществляется домкратами.

Давление передается через наголовник сменными нажимными удлинительными патрубками, шомполами или зажимными хомутами. Труба (стальная или железобетонная) вдавливается циклически, путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход. Прилагаемое усилие до 3000 кН. Возможно использование виброударных установок, гидроразмыва, комбинации гидромонитора, размывающего грунт, и шнека, его удаляющего.

Длина продавливания составляет обычно до 100 м. Cкорость проходки при применении гидравлических домкратов – до 10–12 метров в смену. Работы могут вестись как с разрушением, так и без разрушения старой трубы.

Плюсы и минусы метода шнекового бурения скважин

Шнековое бурение используется в промышленном и гражданском строительстве. Его особенность состоит в том, что разрушенная порода удаляется с помощью деталей шнекового снаряда, а не методом промывания или закачки газожидкостной смеси.

Такой тип бурения используют в случаях:

обустройства индивидуальной водозаборной скважины;
подготовки фундамента для разных типов свай;
установки ограждений и опор из железобетона;
строительства колодцев.

Отработанный грунт быстро поднимается на поверхность. Из-за того, что жидкость для промывки не нужна, такой способ можно использовать на безводных территориях. Шнековое бурение эффективно работает даже при низкой температуре воздуха.
К недостаткам технологии относят то, что она не позволяет сделать скважину в твердой породе. При использовании в глинистой и суглинистой почве возможны трудности. Пробурить на глубину более 40 м невозможно.

Перфоративное бурение

Такой способ бурения используют для строительства абиссинского колодца.

Для этого используется труба из железа, которая собрана из отрезков разной длины, которые между собой скреплены с помощью муфт. По своей форме они похожи на своеобразное копье и поэтому её ещё называют скважин иглой. Герметичность соединений резьбы чрезвычайно важна и добиваются её использованием силикона, или же сантехнического льна.

Прежде всего, бурение проводят до начала обводненного слоя земли. Скважина должна быть в диаметре от пятидесяти до восьмидесяти миллиметров в сухой земле. После этого скважину ставят в фильтр, а обсадные колонны забиваются.

Внизу такой трубы располагается фильтр, представляющий из себя простую трубу с таким же диаметром. В ней имеется много отверстий в среднем диаметров от пяти до восьми миллиметров. Снаружи она защищена фильтровой сеткой, способной пропускать влагу и задерживать взвеси и песок. Сквозь подобную сетку с галунным плетением проходят частички только самого маленького диаметра и размеров.

Для установки такой трубы в грунт на глубину от восьми до двенадцати метро применяют всевозможное оборудование, от штанг до бабки.

Особенности бурения шнеком

Глубина бурения шнековым методом относительно небольшая, до 60 м

Такой способ проходки ствола хорош при наличии мягких грунтов с незначительным включением гравия и других скальных пород. Часто, если на пути шнекового бура встречаются крупные твердые элементы, процесс приходится прекращать, или подключать другие способы разрушения пород повышенной твердости.

Глубина бурения шнековым методом относительно небольшая, до 60 м. При благоприятных грунтах и сочетании с другими методами можно добиться более глубокой проходки ствола, — до 100 м. Такой углубленности хватает, чтобы гарантированно достать песчаные водоносные пласты, а в некоторых регионах, — артезианские. Шнековый метод, при всех своих преимуществах, имеет существенный недостаток, что заключается в сниженном притоке воды в обустроенную скважину. С другой стороны, есть еще одно преимущество в том, что при запуске колодца в эксплуатацию не приходится длительно заниматься его прокачкой, то есть очисткой ствола и фильтра от продуктов бурения (глина, песок и другие элементы грунта).

Бурение шнековым методом на воду, — явление весьма распространенное в регионах с грунтами, обладающими невысокими показателями твердости

Подытожив сказанное, можно обозначить плюсы и минусы вращательного способа бурения скважин для добычи воды. Преимущества таковы:

высокая скорость работы;
несложные технология и оборудование;
нет необходимости промывки ствола при бурении;
непрерывная доставка к устью разрушенных долотом пород;
грунт извлекается без поднятия бурового инструмента;
есть возможность добраться до основных водоносов, имеющих потребительскую ценность (песчаный и частично известняковый горизонты).

Недостатки бурения на воду шнековым способом следующие:

ограниченная глубина;
не каждый грунт подходит для проходки ствола шнеком;
сниженный дебет скважины;
большая нагрузка на привод шнекового бура.

Таким образом, бурение шнековым методом на воду, — явление весьма распространенное в регионах с грунтами, обладающими невысокими показателями твердости, и неглубоким залеганием качественных водоносов. При других условиях необходимо бурить иными способами, позволяющими преодолевать твердость скальных пород и достигать больших глубин залегания качественной воды.

Роторное бурение

В ходе строительства частных водозаборов при необходимости прохождения скальных пород широко применяется роторная технология. Рабочий инструмент – долото, с помощью которого бурильная установка разрушает грунт независимо от уровня его плотности. Для последующей выемки частиц используется заливаемая в забой жидкость. Для сокращения энергозатрат и бурения на глубину от 300 м диаметром до 70 см.

Сред аргументов в пользу выбора роторного способа бурения выделяют следующие факты:

Строительство скважин большого диаметра. Их высокая производительность допускает использование одной водозаборной точки для нескольких домохозяйств, если горизонт допускает такую эксплуатацию.
Возможность строительства скважин на участках с магматическими и метаморфическими породами.
Высокая скорость бурения. Средний показатель – до 1000 п. м/месяц.
Независимо от глубины скважины роторная технология допускает выполнение работ без перехода на другой способ.
Сравнительно большой срок эксплуатации за счёт дополнительного укрепления затрубного пространства.
Бурение возможно вне зависимости от времени года и погодных условий

Принцип ведения шнековой разработки

Для осуществления указанной операции используется специальное оборудование, которое конструктивно отличается от стандартной буровой установки. Обычно оно монтируется на передвижную платформу, чтобы можно было оперативно менять местоположение при необходимости перенести спектр работ на несколько метров дальше.

Самоходка справится с этой задачей гораздо быстрее, чем можно осуществить перенос стационарного агрегата. Простота организации рабочего процесса является главным преимуществом, из-за которого собственно метод и является столь популярным при проведении разведывательных операций. Причем за одну смену можно пройти до трехсот метров вглубь, если попадется благоприятная местность с нормальной твердостью почвы.

Технология бурения скважин шнековым способм подразумевает проведение следующих операций:

• Доставки рабочего оборудования на место предполагаемого бурения и перевод установки из транспортного положения в рабочее.
• Начало всверливания бура в землю. При этом повышенный крутящий момент будет быстро разрушать горную породу, а специальная стальная лента послужит для доставки отработанных элементов на поверхность.
• По мере прохождения бура вглубь, в работу будут включаться все новые и новые шнеки, что значительно ускорит операцию.

При этом во время работы нужно обязательно учитывать твердость породы, так как от этого будет зависеть положение резцов бура по отношению к рабочей плоскости. Неправильная установка может привести к поломке буровой головки, что заставит прерывать процедуру на некоторое время. А любые простои в работе в итоге оборачиваются дополнительными затратами. Шнековый бур для бурения скважин представляет собой трубку, на которую наварены специальные винтообразные элементы, располагающиеся по спирали.

Такой тип устройства наилучшим образом подходит для работы, так как позволяет быстро вкручиваться в горные породы и разрушать их с минимальным сопротивлением. Для этого понадобится использовать самые твердые марки стали, чтобы они не гнулись при контакте с прочными слоями. Но металл должен обладать и определенной степенью пластичности, потому что в противном случае он будет слишком ломким.

Шнековый способ бурения скважин является самым старым из всех известных на сегодняшний день. И технология оказалась настолько удачной, что сохранилась до сих пор, в несколько более совершенном виде. Промышленники по достоинству ценят быстроту осуществления работ, поэтому метод распространен повсеместно. Единственным недостатком является сильное ограничение по максимальной глубине, которое не позволяет ограничиться применением только этой технологии.

Технология бурения скважины шнеком

Бурение скважины в твердой почве

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

Соберите треногу, как описано выше.
Определите центр скважины. Для этого закрепите к цепи бур и опустите его лебедкой острием на землю.
Вокруг метки выкопайте яму размером 1,5×1,5 и обшейте стенки деревянными досками или щитами.
Точно в центре скважины выкопайте яму глубиной в 2-3 штыка.
Опустите в нее шнековый бур для бурения скважин и закрепите ручки.
Вращая приспособление, углубитесь на всю его длину (или насколько хватит сил).
Поднимите инструмент лебедкой и очистите от грунта.
Опустите его обратно в шахту и закрепите удлинитель. Фиксировать куски лучше с помощью пальца, который продевается через отверстия в трубах. Не соединяйте отрезки резьбой, ведь шнек часто приходится вращать в обе стороны.
Повторите операции до вхождения инструмента в водоносный слой. Проворачивать его лучше вдвоем или втроем — один человек должен надавливать на приспособление сверху.
Продолжайте вращение, чтобы достигнуть нижнего глиняного пласта. Когда вращать инструмент вновь стало тяжелее, поднимите его на поверхность.
Очистите шахту с помощью желонки.

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

Работа выполняется в следующей последовательности:

Пробурите в земле отверстие глубиной 1 м так же, как и в предыдущем разделе, и вытяните шнек из ствола.
Закрепите к фильтру (нижнему колену обсадной трубы) хомут с ручками, установите его в отверстие и осадите. При необходимости проверните его. Над поверхностью должен выступать отрезок высотой не менее 100 мм.
Установите шнек в обсадную трубу и опустите до упора. Он должен держаться на ручках инструмента.
Отсоедините цепь лебедки от бура.
Наверните на него удлинитель длиной 1-1,5 м. Закрепите цепь лебедки к новой части и выберите ее слабину. Убедитесь, что конструкция располагается вертикально. В противном случае обсадные трубы тяжело перемещаются в скважине, а шнек начнет касаться стенок ствола. При обнаружении уклона выровняйте ствол, забивая клинья между ним и грунтом.
Переставьте хомут с ручками на край подсоединенного удлинителя.
Вращая шнек, углубитесь на максимальную глубину. Для облегчения проворачивания добавляйте в скважину воду. Через каждые 20-30 см поднимайте инструмент и очищайте его от земли.
Выньте бур из скважины, отсоедините таль.
Закрепите к фильтру следующее колено и опустите обсадную трубу до упора. При необходимости используйте подъемное приспособление.
Повторите операции, пока инструмент не достигнет водоносного слоя. Выньте бур из скважины.

Во время шнекового бурения скважин на воду воспользуйтесь нашими рекомендациями:

Маркируйте обсадные трубы, чтобы быстро определять глубину скважины.
Если ствол более 7 м, установите в него направляющую — отрезок трубы, диаметр которого больше диаметра скважины. Центрирующее приспособление тщательно выставьте в вертикальное положение и забетонируйте. Оно не позволит шахте отклоняться от вертикали.
Пластиковые трубы легко повредить шнеком, поэтому на штангу одеваются центраторы, через каждые 3-5 м. Самые дешевые пружинные, более качественные — турболизаторы, но они стоят дороже и обычно применяются в профессиональном бурении.

Что такое шнековое бурение

Суть процесса заключается в разрушении долотом породы, с последующей доставкой ее на поверхность с помощью винта шнека, который вращается с большой частотой. Такой метод используется при наличии породы невысокой твердости и без промывки скважины. Особенности процесса:

При шнековом бурении обеспечивается большая скорость работ без перемалывания и истирания уже отделенной от забоя породы.
Забой очищается непрерывно, одновременно с разрушением породы.
При отделении от забоя порода поступает на винт-шнек, который вращается с большой скоростью. Возникающие при этом центробежные силы прижимают ее к стенкам, а постоянно движущаяся винтовая лента поднимает породу вверх. При этом часть породы ребордой ленты втирается в стенки.
При таком процессе забой хорошо очищается от разрушенной породы. Это обеспечивает большие скорости бурения до IV категории пород по буримости.
Большая механическая скорость обеспечивается при прохождении слабых цементированных отложений мелкой гальки и щебня. Связано это с тем, что последние не разрушаются, а выносятся на поверхность целиком.
Шнековый транспортёр плохо работает в вязких глинах, налипающих на шнеки и препятствующих транспортировке выбуренной породы.
Долото и шнеки охлаждаются за счет их быстрого заглубления в мягкие породы с постоянно изменяющейся температурой.
Шнековое бурение можно производить на глубину от 1,5 до 80 метров.
Используется такой процесс для проходки поисковых и инженерно-геологических скважин, при гидрогеологических исследованиях в сочетании с другими методами.

В конструкцию инструмента для бурения шнеками входят:

Наибольшей популярностью пользуются двух- и трехлопастные долота. У трехлопастного долота корпус выполнен методом литья из стали с зубчатыми лопастями, имеющими наклон по винтовой линии. Твердосплавные восьмигранные резцы армируют лопасти.

Станки для шнековых установок

Вращение рабочего инструмента на шнековой установке осуществляется специальными станками. Так, шнековое бурение скважин станками типа ЛБУ 50 обеспечивается подвижным вращателем, что исключает применение в нем устройств шпиндельного и роторного типов. Это необходимо для обеспечения большого крутящего момента и осуществления поступательного осевого перемещения шнеков. Для обеспечения высокой скорости, станки должны быть мощными, высокопроизводительными и обладать достаточной мобильностью. Для этого их часто устанавливают на шасси тракторов или автомобилей, как показано на фото.

Шнековое бурение скважин станками типа СО 2 осуществляется навесным рабочим органом. Установка СО 2 стоит на машине-экскаваторе типа Э-1252. На нем:

С помощью шарнирного устройства, крепится стойка, с которой подвижно связан навесной рабочий орган, включающий в себя каретку с электроприводом.
На валу устройства устанавливается телескопическая шнековая буровая колонна с инструментом для бурения и очистителем.
Колонна состоит из телескопических секций в количестве двух штук, на нижней монтируются шнековые лопасти.
Расширитель или шнек с буровой коронкой крепится с помощью пальцев к нижней секции колонны.

Назначение буровой коронки, имеющей форму трехперого долота, осуществляющего вращение – разрушение в забое грунта и подача его на шнек буровой колонны. Для разных грунтов прикладываются к установке комплект коронок.

Таким устройством можно бурить на глубину до 70 метров, а использование расширительного инструмента позволяет увеличить ее диаметр до двух метров.

Шнековые насосы для скважин

Широкое распространение получили насосы для скважин шнековые, работающие по такому же принципу, как и установки для бурения – подача воды на поверхность с помощью шнека.

Насос скважинный шнековый в отличие от других может перекачивать жидкости с содержанием абразивных частиц и агрессивных химических элементов. Одинаково хорошо работают в вертикальном и горизонтальном положениях. Отличаются надежностью и простотой конструкция, цена агрегатов приемлемая для использования на любом участке. Шнековые погружные насосы для скважин обладают несколькими важными особенностями:

Удобной конструкцией. Прилагаемая инструкция позволяет без проблем эксплуатировать устройство и при необходимости осуществлять ремонт.
При ремонте можно легко осуществить демонтаж насоса, все быстроизнашиваемые детали легко меняются новыми.
Конструкция изделия тщательно проработана. На корпусе всасывания нет возможности возникновения отложений, а всасывающий патрубок может поворачиваться на 90 градусов.
Нет вибрации, что приводит к увеличению срока службы.

Специфика технологии бурошнекового бурения

Буровая скважина – это отверстие цилиндрической формы с поперечным сечением. Устьем называют его начало, боковые поверхности – стенки, а дно – забой.
Расценки на шнековое бурение зависит от того, для каких целей создается скважина, требуемой ширины и глубины. Следует учитывать свойства грунта и пород, через которые придется пройти технике во время работы. От этого зависит и выбор типа оборудования, и режим работы.

Процесс бурения состоит из нескольких этапов:

разрушение породы при забое и отделении частиц от массива;
подъем обработанной почвы на поверхность;
прочистка скважины, подготовка к дальнейшей эксплуатации.

Эффективность работы зависит от свойств породы, плотности, пористости, водопроницаемости. Технология шнекового бурения используется для создания скважин шириной 60-200 мм и глубиной до 40 м. Для скальных пород данный метод не подходит.

Технические характеристики Perforator РВА-320:

Прессовое усилие	3200 кН
Обратное усилие	2300 кН
Шаг прессования	500 мм
Крутящий момент	100000 Нм
Максимальное вращение	22 об/мин
Шестигранник	120 мм
Ход редуктора	250 мм
Вес установки	8200 кг
Максимальный диаметр трубы	1720 мм
Минимальные размеры котлована	9,0х4,0 мм
От дна котлована до оси бурения	1200 мм
Гидроагрегат	HS-190

Разместите заявку на покупку техники или запчастей для спецтехники!

торговые предложения

Продажа:

Посмотреть больше

Скрыть

Вся информация взята из открытых источников

Оцените, пожалуйста, статью: Оценивших: 8, оценка: 4,13 из 5

Нам очень важно ваше мнение

Технические характеристики техники в каталоге основаны на информации, взятой из официальных источников, в том числе с официальных сайтов производителей.

К нашему сожалению, даже официальные документы могут содержать ошибки и опечатки. Кроме этого, характеристики могут отличаться в зависимости от региона поставки техники, а также изменяться производителями без предварительного уведомления.

В связи с этим, мы рекомендуем пользоваться опубликованной информацией в качестве основного обзора моделей, и при совершении покупки уточнять параметры, имеющие для Вас большую значимость, у продавца.

Если вы заметили ошибку, неточность, или не нашли какую-либо модель в справочнике – пишите редактору сайта: PR@excavate.ru

Экскаватор Ру — ведущий портал о строительной технике и оборудовании в русскоязычном интернете.

Легкое самоходное оборудование

В данную категорию входят более мощные и тяжелые буровые шнековые машины: максимальный вес некоторых моделей составляет 1000 кг. Для их перевозки используются мобильные транспортные шасси, одновременно выполняющие функцию платформы, с которой и осуществляется бурение.

Максимальный вес шнековых буровых машин составляет тонну.

Установки данного типа относятся к промышленному оборудованию. Они применяются для устройства водозаборных, поисковых, строительных, исследовательских и прочих видов скважин.

Бесспорными преимуществами таких моделей являются мобильность, высокая производительность, возможность транспортировки на любые объекты, быстрый монтаж и демонтаж.

Это интересно: Замена насоса в скважине: как достать старый и поставить новый насос

Гидробурение

Осуществляется мощной струей воды из специального бурового инструмента. Преимущество технологии в том, что возможно гидробурение скважин в каменистой почве.

Нагрузка струи обеспечивается весом штанги и бурильной оснастки. В установку заливают специальный раствор, который потом направляется в подготовленный приямок.

Последовательность гидробурения своими руками:

В первую очередь устанавливается малогабаритная конструкция или МБУ для гидробурения.
Начинать работы лучше всего с утра.
Если бурение происходит в песчаной почве, то необходим большой запас жидкости.
Перед работой глина смешивается в раствор в подготовленном приямке. Замес выполняется посредством строительного миксера. Консистенция должна напоминать кефир.
Далее по шлангам подается раствор к работающему буру.
Постепенно жидкость шлифует стенки и углубляется в почву. Раствор используется по кругу.

Эта технология содействует дополнительному усилению стенок образующегося источника.

Принцип работы шнековой установки

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

Бур под собственным весом погружается в грунт, ввинчиваясь за счет острого наконечника и винтовым резцам.
Вращаясь, бур выдает на поверхность выработанную породу в чистом виде или в виде шлама.
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.

Гидробурение

Технология эффективна при работе на участках с глинистым, песчаным, суглинистым грунтом. Если почва каменистая, гидробурение не применяется. Это связано с тем, что метод предусматривает постепенное размягчение слоёв под действием воды, которая нагнетается помпой в зону бурения. За счёт этого поддерживается сравнительно высокая скорость заглубления.

Для выполнения работ применяют малогабаритную разборную мобильную установку, с её помощью возможно строительство скважин глубиной до 50 м. Преимущества технологии:

возможность бурения на участках со сложным доступом, вблизи действующих построек;
минимальное воздействие на окружающий ландшафт;
для доставки оборудования к месту бурения не нужны масштабные подъездные пути;
сравнительно невысокая стоимость строительства скважин.

При выборе технологии нужно учитывать, что гидробурение невозможно внутри зданий.

Факторы, влияющие на цену буронабивных свай

Устройство свай методом НПШ – идеальное в экономическом плане решение, позволяющее сэкономить на привлечении дорогостоящей техники и использовании других, более трудоемких и затратных способов.

На стоимость бурения методом НПШ влияют следующие факторы — объем работ по обустройству свай, желаемое качество свай и марка бетона, учитывается площадь будущего фундамента и энергетические затраты техники, а также сроки исполнения работ.

При установке буронабивных свай непрерывным полым шнеком предприятие экономит ресурсы и быстро, эффективно, качественно выполняет поставленные задачи по сравнению со стандартным способом забивки свай. Экономически выгодное использование метода НПШ позволяет сократить сроки сдачи здания и гарантирует повышенную безопасность будущего объекта.

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение,
рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия),
подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ),
углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм),
подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%,
для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер,
металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Аналогичным способом в последовательном порядке извлекаются все элементы установки.