✅ Шнековое бурение скважин технология — Всё о бурении скважин — dnp-zem.ru

Что такое бурение скважины шнеком

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 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.

Технология бурения скважин шнековым методом

Шнековое бурение скважин – эффективный способ, не требующий привлечения высокотехнологичного оборудования. Данный метод преимущественно используется для грунтов песчаного или гравийно-песчаного типа. Принцип работы бурильного оборудования заключается в разрушении режущим инструментом породы и доставка ее на поверхности при помощи винта шнека. При этом для повышения эффективности процесса бурения промывка скважины не осуществляется. Данный метод не применяется на территории, где находятся грунты высокой твердости.

Технология бурения

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.

Особенности технологии

Шнековый метод бурения эффективен в сыпучих и рыхлых грунтах. При этом он категорически не подходит для работы в глинистых пластичных грунтах. В последнем случае порода будет прилипать к лопастям, и ее удаление из глубины на поверхность станет невозможной. При использовании метода достигается отличная скорость передвижения бура – до 100-200 м за сутки.

При эксплуатации бурильного оборудования необходимо внимательно выбирать шаг между витками стальной ленты. Он должен рассчитываться таким образом, чтобы отработанный грунт занимал менее половины межвиткового пространства. Лучший вариант – выработка занимает 30% объема.

Также во время работы шнековый бур имеет способность нагреваться. Поэтому при изготовлении оборудования необходимо учитывать соотношение между диаметром инструмента его скоростью вращения:

• при диаметре до 200 мм допустимая скорость вращения составляет 100-150 об./мин.;
• при диаметре до 100 мм оптимальная скорость вращения – 500 об./мин.

Снижение температуры оснастки будет происходить при передвижении разрушенной породы по лопастям. Некоторые модели оснащены водяным охлаждением. В данном случае шнек выполняют в виде полой трубы. Для охлаждения внутрь инструмента подается вода, которая предотвращает перегрев.

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 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.

Применение ручных установок

Оборудование ручного типа обладает множественными достоинствами – компактность, мобильность, возможность эксплуатации в ограниченной по площади территории (например, в подвальном помещении). Для облегчения проведения всего комплекса работ аппарат может оснащаться электрическим приводом.

Средний вес таких установок составляет 50-70 кг. При этом максимально данное оборудование может весить 200 кг. Ручные установки способны пробурить питьевую скважину или отверстие для свайного фундамента.

Легкое самоходное оборудование

Легкое самоходное оборудование является более мощным. Его устанавливают на базе грузового автомобиля, что позволяет осуществить транспортировку на любое расстояние. При этом их шасси может использоваться в качестве платформы, из которой будет осуществляться бурение.

К другим особенностям легких самоходных установок относят:

• высокая производительность;
• оборудование относят к промышленному типу;
• мобильность;
• максимальный вес оборудования достигает 1000 кг.

Буровое оборудование ЛБУ

Модель ЛБУ 50 устанавливается на шасси многих грузовых автомобилей – ЗИЛ, УРАЛ, КамАЗ. Данное оборудование характеризуется высокой скоростью, универсальностью и надежностью.

С помощью самоходной установки ЛБУ 50 можно пробурить скважину диаметром до 850 мм и глубиной до 200 м. При этом шнеки применяются только до уровня 50 м. Глубже используются альтернативные способы бурения – ударно-канатный, с промывкой или продувкой.

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

Шнековое бурение скважин технология

Шнековое бурение: технология и ее особенности

Шнековое бурение относится к одному из видов вращательного бурения. Сам термин «шнековое» происходит от слова «Schnecke», что в переводе с немецкого означает винт, завиток, улитка.

Особенности выполнения работ

Этот вид бурения существенно отличается от других видов, в частности, в том, что при этой работе выполняется удаление разрушенной породы и ее транспортирование по скважине не потоком очистного агента, а за счет вращения колонны.

Шнековое бурение очень широко распространено, является универсальным способом, используемым для проходки скважин небольшой глубины в мягких или рыхлых породах. Этот способ удобен для выполнения работ в галечных породах. Он также широко распространен в сейсморазведке, разработке взрывных скважин, при инженерных исследованиях гидрогеологической направленности, геологических съемках, поиске полезных ископаемых.

Шнеки буровые в процессе работы разрыхляют и дробят породу, а затем перемещают полученный продукт к устью скважины на специальном шнековом транспортере. Технология работы включает три главных момента. Это: процесс охлаждения инструмента, задействованного в разрушении породы, транспортировка на поверхность продукта разрушения и укрепление стен полученной скважины поднимаемыми породами.

Шнековое бурение выполняется буровым инструментом. Существует три вида технологического инструмента. Буровая техника – это колонна обычных шнеков с долотом, магазинный шнек с коронкой, колонны обычные и полые со съемным долотом и съемным керноприемником.

Широко применяют для работы с рыхлыми породами двух- или трехлопастное долото, имеющее плоские или спиральные лезвия. В тех случаях, когда шнековое бурение выполняется для работы с породами средней твердости, требуется более высокая износостойкость, поэтому используют долото округленного профиля, насыщенное твердыми сплавами.

При проведении работ используются высокотехнологические специальные установки. Скорость бурения огромна, поэтому требования к установкам – мобильность и высокая транспортабельность. Установки изготавливают переносными или же самоходными.

Главная положительная особенность шнекового бурения — непроизвольное самозакрепление стен скважины разрушенной породой при ее подъеме по шнекам, так как она как бы «втирается» и создает эффект своеобразного оштукатуривания.

Отметим, что процесс этот — высокотехнологичный, но при этом достаточно простой в организационном плане способ ведения подземных выработок, при котором до минимума сводится риск обрушения при работе. Шнековое бурение можно осуществлять практически всегда, независимо от времени года. Деформация поверхности при этом незначительна, что очень важно при работах под железными и автомобильными дорогами, постройками и хозяйственными сооружениями.

Заметное преимущество работы — достаточно высокая скорость, простота и небольшой ущерб инфраструктуре и окружающей среде.

Специалисты всего мира отмечают постоянный интерес к данному способу бурения и прогнозируют хорошие перспективы его развития.

7 частей тела, которые не следует трогать руками Думайте о своем теле, как о храме: вы можете его использовать, но есть некоторые священные места, которые нельзя трогать руками. Исследования показыва.

Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют. Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Наперекор всем стереотипам: девушка с редким генетическим расстройством покоряет мир моды Эту девушку зовут Мелани Гайдос, и она ворвалась в мир моды стремительно, эпатируя, воодушевляя и разрушая глупые стереотипы.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

Что такое шнековое бурение скважин для воды?

При наличии в регионе (на участке) легких грунтов малой или невысокой плотности для устройства индивидуальных источников воды целесообразно применять шнековое бурение скважин. Для того, чтобы бурить вращательным способом, необходимо соответствующее оборудование и знание технологии. В большинстве случаев бурение шнеком осуществляют специализированные бригады, особенно, когда речь идет о скважине значительной глубины. Для проходки неглубоких колодцев применяют небольшие шнековые бурильные станки, или ручные буры, работающие по схожему принципу и предполагающие приложение человеческой силы. В чем преимущество шнекового бурильного оборудования и есть ли у него недостатки, — об этом прочитаете в статье.

Технология проходки ствола шнеком

При нормальной работе за смену бурильная установка шнекового типа может углубиться от 10 до 30 м

Что такое шнек? Это металлическая труба или штанга, оснащенная жесткой стальной лентой, расположенной винтообразно. Винтовая пластина является своеобразным транспортером, который, при вращении шнека, выносит разрушенный в процессе бурения грунт на поверхность. Такая особенность позволяет производить углубление в грунт практически непрерывно, без необходимости вымывания породы, как при роторной проходке скважины. Это упрощает технологию и делает процесс устройства колодца производительным. При нормальной работе за смену бурильная установка шнекового типа может углубиться от 10 до 30 м.

Еще одна положительная сторона работы шнеком, — формирование (уплотнение) стенки ствола, что уменьшает риск обрушения. Одна из технологий предполагает применение цементосодержащих растворов, которые вслед прохождению шнека формируют жесткий каркас ствола, удерживая рыхлые участки и поверхностные водоносные слои.

Скорость вращения бура зависит от диаметра и глубины колодца

Бурильный шнек представляет собой сборную конструкцию, состоящую из отдельных отрезков. Бурение происходит на глубину отдельного шнека, после чего работа останавливается и присоединяется следующий фрагмент. Нижний элемент оснащен лопастным долотом, за счет которого происходит разрушение плотного грунта. Долото располагается под определенным углом к поддающейся воздействию поверхности. Чем плотнее грунт, тем больше угол резца по отношению к стволу проходки. Он меняется от 30 до 90 градусов. При проходке пород повышенной твердости применяются долота, оснащенные техническими алмазами, имеющими высокую твердость.

При бурении грунтов от трения происходит сильный нагрев долота и нижней части шнека, что ограничивает скорость вращения бура. В некоторых современных конструкциях внутри центральной трубы шнека предусмотрен канал для жидкости, через который происходит подача воды на долото. Это охлаждает резец и дает возможность увеличить вращательный момент, ускорив при этом прохождение ствола.

Скорость вращения бура зависит от диаметра колодца. При бурении скважины до 10 см в диаметре, шнек вращается до 500 раз в минуту. При больших сечениях забоя вращательная скорость бура колеблется в пределах 100-250 об/мин.

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.

Шнековое бурение скважин

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.

Такой метод бурения используется только для скважин с небольшим дебетом. Обычно шнековое бурение скважин на воду производится в мягком, рыхлом или мерзлом грунтах. При помощи винтового шнека из забоя удаляется выбранная при бурении порода. 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.

Режущие элементы бура охлаждаются за счет разрушаемого грунта. При этом разрушенная порода поднимается по спирали шнека. Объем разрушаемой породы при средней скорости транспортировки должен составлять не более 0,2-0,4 от общего объема пространства. При этом частота вращения бурового инструмента должна быть 150-200 об/мин. 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.

Единственный недостаток шнекового бурения скважин заключается в том, что пробуренная скважина имеет, как правило, очень маленький дебит .