Шнековое бурение: особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Преимущества и недостатки метода

Большая нагрузка на инструмент приводит к его поломке

Согласно статистике, цена производства скважин при помощи шнекового бурения является самой низкой, скорость введения их в действие наиболее быстрой. Однако данный метод имеет как плюсы, так и минусы.

Кроме быстроты исполнения работы к положительным сторонам можно отнести простоту оборудования и несложный технологический процесс, что позволяет домовладельцам выполнять малообъемные работы и добираться до глубоко залегающих водоносных слоев самостоятельно. Инструмент легко монтируется и допускает быструю замену изношенных деталей. Отсутствует необходимость проливания водой ствола шахты при бурении и возможности удаления грунта, без извлечения инструмента. Плюсом можно считать отсутствие необходимости заниматься длительной прокачкой колодца при его запуске в эксплуатацию. Глина, песок и другие примеси в стволе фактически отсутствуют, фильтры водонасосов не засоряются, рекультивация не нужна.

Отрицательных сторон у технологии также достаточно. Главными считаются ограничение по глубине и ширине скважины, а также отсутствие возможности бурения в любом грунте. Даже если параметры почвы соответствуют технологическим требованиям, присутствие на пути бура большого камня может привести к необходимости смены участка. Кроме того, при работе происходит большая нагрузка на привод инструмента и может произойти его демонтаж или поломка. Именно поэтому применение данного способа наиболее распространено в регионах с близким залеганием пригодных для питья вод и со слабым грунтом. К недостаткам шнековых скважин также можно отнести небольшой приток воды, которого может не хватить на удовлетворение запросов большой семьи.

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:

1. Пробурите в земле отверстие глубиной 1 м так же, как и в предыдущем разделе, и вытяните шнек из ствола.
2. 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.
3. Установите шнек в обсадную трубу и опустите до упора. Он должен держаться на ручках инструмента.
4. Отсоедините цепь лебедки от бура.
5. 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.
6. Переставьте хомут с ручками на край подсоединенного удлинителя.
7. 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.
8. Выньте бур из скважины, отсоедините таль.
9. Закрепите к фильтру следующее колено и опустите обсадную трубу до упора. При необходимости используйте подъемное приспособление.
10. 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.

Подготовительные работы перед бурением скважины

Выполните сборку треноги в такой последовательности:

• Положите на землю 2 бруса в виде треугольника.
• Соедините бревна в верхней части гвоздями или другим способом.
• Просверлите в брусьях, в нижней части, отверстия, в которые будут установлены стяжки.
• Проденьте сквозь отверстия трубы и закрепите их, чтобы ноги не разъезжались.
• Поднимите треугольник на одно бревно и зафиксируйте.
• Положите на землю третью ногу таким образом, чтобы вся конструкция напоминала наклоненную пирамиду.
• Закрепите третье бревно в верхней части к первым двум.
• Соедините все бревна между собой стяжками, продев их через выполненные отверстия.
• Установите конструкцию в вертикальное положение.
• Закрепите к верхней части крюк для лебедки.

Работа выполняется таким образом:

1. Просверлите в колене на длине 100-110 см отверстия диаметром 5-8 мм в шахматном порядке. Между рядами оставьте зазоры 5 см. Чаще отверстия не сверите, они ослабят изделие. Вместо них можно выполнить прорези длиной 2,5 см и шириной 1-1,5 мм через 2 см.
2. Один из торцов колена заострите или сделайте зубчатым, а острия разведите в разные стороны, как у пилы.
3. На противоположной стороне фильтра нарежьте резьбу для соединения с соседними элементами. На других частях резьбу нарезайте с обеих сторон.
4. Если обсадная труба устанавливается в готовую скважину, оберните перфорированную часть сеткой по бокам и снизу. Вместо сетки колено допускается обмотать снаружи нержавеющей проволокой.

Перфорированное колено иногда устанавливают без сетки, но в этом случае между ним и скважиной должен быть зазор, заполняемый щебенкой, для задерживания грязи и песка.

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.

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.

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.

Описание конструкции МБУ

Бурение скважин малогабаритной установкой – наиболее простой в техническом плане процесс. В основе технологии – электромеханическое или гидравлическое бурение с использованием шнекового или ударного оборудования. В остальном принцип работ тот же, что и с крупногабаритными аналогами. Чаще всего МГБУ используют для скважины на песке.

Стационарные и самоходные конструкции

Малогабаритные установки для бурения разделяют на самоходные и стационарные. Первые устанавливаются на гусеничную или колесную базу и отличаются манёвренностью. К тому же такие системы не нуждаются в электропитании. Бурение происходит за счет увеличенной массы рабочего инструмента и от бортовой силовой установки.

Бурение скважин на воду стационарной малогабаритной установкой актуально для работ внутри помещений. Стационарные МГБУ представляют собой систему разборных модулей.

Устройство малогабаритных буровых установок

МГБУ бывают гидравлические и электромеханические. Гидравлические работают, используя ударную силу. Они легкие и маневренные, просты в эксплуатации. Разработать скважину под ключ гидравлической малогабаритной буровой установкой можно самостоятельно, заплатив только за аренду техники.

Гидравлические МГБУ справляются даже с плотным грунтом, поскольку их можно размягчить специальной промывочной жидкостью. Однако такие установки имеют небольшую мощность и, подходят для скважин до 100 метров.

Основные элементы конструкции гидравлического оборудования:

• металлический каркас;
• двигатель;
• вертлюг, который нужен для придания стабильности и прочной фиксации бурового инструмента;
• буровой инструмент – штанги различного диаметра с наконечниками;
• шланги, которые соединяют помпу и вертлюг;
• разные фитинги для подачи буровой жидкости по трубопроводу.

Электромеханические МГБУ работают от сети или генератора, и состоят из следующих элементов:

• электродвигатель и редуктор, который преобразует энергию мотора и направляет ее на бур;
• вертлюг;
• лебедка, которая спускает и поднимает обсадные трубы;
• буровой механизм – шнек или штанга с долото на конце.

Основное достоинство МГБУ – это малый вес, компактность и маневренность.

Поделиться

Способы самостоятельного бурения

На сегодняшний день мастерами-самоучками на дому разработано несколько способов бурения скважин на воду вручную. Рассмотрим самые действенные из них.

Ручной шнековый метод

К способам самостоятельного бурения относят бурение шнеком, которое пользуется популярностью за счет доступности выполнения. Благодаря шнеку удается пробурить неглубокую скважину (до 40 м), воды из которой хватит на целый дом.

Шнековое бурение скважин основано на применении винтообразного стержня (шнека), на который крепятся стальные лопасти с буровым наконечником. Рабочие внедряют шнек в почву подобно штопору. Постепенно углубляясь, винтообразный стержень разрушает многочисленные почвенные горизонты. Отработанная земля выносится наверх металлическими лопастями.

Различают следующие разновидности шнеков:

• конструкции с углом от 30 до 60 градусов;
• стержни с режущими лопастями.

Первый вид шнеков удобнее для использования, так как лопасти с меньшим углом препятствуют опаданию измельченного грунта. В результате не происходит засорения скважины.

Работа малогабаритных шнековых конструкций схожа с работой ручного бура, но в движение их приводит электродвигатель.

Технология колонкового бурения

Колонковая технология бурения скважины отличается быстротой выполнения работ. Благодаря специальному оборудованию (похожему на трубу с колонкой) удается пробурить не один метр почвенного горизонта. 16-ти сантиметровая в диаметре труба способна быстро внедряться внутрь, подтягивая за собой специальный шланг.

Верх такой трубы имеет узел крепления, на который в процессе погружения наращивают полутораметровые штанги. Поэтапно наращивая технологическую колонну, получают необходимой глубины скважину.

Прочный металлический сплав составляет основу коронки с заточенными краями для резки плотных вкраплений. В зависимости от физико-механического состава почвенного слоя выбирают соответствующие размеры и формы коронок. При вращении трубы в почве формируется небольшое отверстие.

Долото помогает разбить на осколки структуру сверхтвердых скальных пород, после чего погружают трубу с коронкой.

Установка после бурения скважины колонковым способом обсадных труб укрепляет стенки конструкции. Чтобы не допустить поломки прибора, систематически глиняным раствором либо чистой водой заполняют снаряд.

Далее показано, какие инструменты понадобятся для колонкового бурения скважины под воду:

Ударно-канатный способ

Ударно-канатный метод основан на разбивании грунта за счет тяжелого бурового прибора, опущенного с высоты в 200 м. При этом следует использовать специальный буровой инструмент, включающий в себя:

• трос с забивным стаканом;
• лебедку, прикрепленную к другому краю троса;
• треногу.

Благодаря лебедке уменьшается прилагаемая сила, а редуктор с мотором позволяет автоматизировать всю работу. Основу забивного стакана составляет металлическая труба с заточенной кромкой для резки. Такая установка разбивает породы любой твердости. Желонка помогает извлекать рыхлые породы при бурении водоскважины.

Канатно-ударное бурение выглядит как разбивание специальным инструментом почвенного горизонта с удалением режущей желонкой захваченного хлама. Последний поднимается на поверхность. После освобождения стакана от хлама начинают очищать снаряд желонку.

Алгоритм работы выглядит так:

1. Копка ямы (1×1 м) глубиной около 0,5 м.
2. Установка в ее центре садового бура с последующим его заглублением до появления влажного песка.
3. Установка на его место конструкции с обсадными трубами с последующим фиксированием ее в почве кувалдой.
4. Извлечение желонкой обрушенной обсадки.
5. Наращивание обсадной трубы соответствующими отрезками с последующим их свинчиванием.

За несколькими ударами на поверхность обязательно поднимают желонку либо стакан для очищения их от грунта. Далее можно увидеть, как происходит бурение скважины под воду ударно-канатным методом:

Ударно-вращательный метод

Бурение скважины данным методом основано на использовании инструмента, способного одновременно выполнять вращение и удары. Благодаря этому работа протекает быстрее и в течение короткого времени удается обустроить необходимое гидротехническое сооружение. Особенно эффективна установка при неоднородности геологии.

Бурение ударно-вращательным методом возможно с задействованием треноги, благодаря которой погружение и извлечение бура происходит быстрее. Методика незаменима на рыхлых почвенных горизонтах, а также при извлечении глинистых включений – суглинков с супесями.

Легкое самоходное оборудование

Обладает большей мощностью привода и монтируется на шасси грузовика. Это позволяет перемещаться на дальние расстояния и производить работы непосредственно с платформы автомобиля. При желании бурильные станки можно снять с базового грузовика и использовать в наземном варианте.

Отличительные признаки легких самоходок:

• высокая скорость проходки скважин;
• возможность выполнения работ промышленного значения;
• мобильность при весе до 1 т.

Станки способны бурить стволы для водозаборных нужд, геологоразведочных изысканий и буронабивных свай в любых местах. Для повышения проходимости буровой установки ее устанавливают на гусеничные шасси. Присутствие в комплекте мачты облегает спуско-подъемные операции.

Бестраншейные методы ремонта трубопроводов

Эти технологии появились в середине прошлого, XX столетия, но их значение с каждым годом только возрастает, а для нашей страны особенно. Причина – в крайне неблагополучном состоянии инженерных сетей. Согласно статистике среднее число аварийных повреждений трубопроводов на единицу длины в РФ как минимум вдвое выше, чем в странах Западной и Центральной Европы. Необходимость предупреждения преждевременного выхода из строя коммунальных трубопроводов и оперативной ликвидации аварийных ситуаций как никогда высоко подняли значение бестраншейных методов их ремонта. Наиболее востребованными на сегодняшний день являются три из них:

• нанесение цементно-песчаного и цементно-полимерного покрытия;
• восстановление трубопроводов полимерными рукавами;
• ремонт трубопроводов методом «труба в трубе»

Что такое скважина на воду

Скважина на воду – это гидротехническое сооружение, которое является частью автономной системы водоснабжения дачного участка, частного дома или нескольких домов. Она имеет цилиндрическую форму верхняя часть которой называется устьем, дно – забоем, а стены – стволом. Её глубина определяется тем, для каких целей планируется использовать воду.

Для полива и других технических нужд подойдет вода из верхних слоев почвы (верховодки), куда может попадать разный мусор, а также химические соединения от применения удобрений на участке. Вода в этом слое находится на глубине 5-15 метров.

Минуя верховодку, на глубине от 15 до 35 метров располагается горизонт с более чистой водой, пригодной для питья. На этом уровне организуют скважины средней глубины на песке. Если верхний слой состоит из глины, то такую скважину называют артезианской.

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.

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.

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.

Виды бурения

В зависимости от вида применяемого истирающего материала колонковое бурение разбивается на три основные группы:

1. алмазное,
2. твердыми сплавами,
3. дробовое.

В виду того что алмазы — дорогой импортный продукт, алмазное следует применять только при очень глубоких или сильно клонных скважин с углом наклона менее 45° в крепких и очень крепких породах. Применяют следующие сорта алмазов: карбонаты, балласты, борты. Наибольшее распространение в буровом деле имеют карбонаты, обладающие тонкокристаллическим строением и значительной вязкостью. Вес алмазов измеряется в каратах. Обычно в коронку диаметр 45 мм вставляется 6—8 камней весом по 0,75—1,0 к каждый. Алмазное — диаметр более 55 мм не рекомендуется.

Бурение твердыми сплавами надо применять во всех случаях, если породы поддаются резанию ими. Правильная вставка и заточка резцов увеличивают область распространения твердыми сплавами. Наиболее подходящим является победит РЭ-6 и РЭ-8. Стандартная форма резцов — восьмигранные призмы 5 X 10 мм (рис. 20а) и пластинки 3 х 7 х 10 мм (рис. 20б).

Коронка, оснащенная твердым сплавом, показана на рис. 21. Угол пристроения резцов от 45 до 75°. Чем крепче и трещиноватее порода, тем под более тупой угол затачиваются резцы. Резцы затачиваются на карборундовых кругах «экстра». Давление на коронку в крепких породах берется из расчета 100—150 кг на 1 резец.

Число оборотов коронки в 1 мин. — 100—200 в зависимости от диаметра и проходимых пород. Такие породы, как глинистые, филлитовые сланцы, известняки, мраморы, многие песчаники, выветрелые изверженные породы, целесообразнее всего проходить твердыми сплавами. Такие породы, как граниты, диориты, диабазы, различные брекчии и конгломераты, следует проходить дробовым бурением. Наиболее употребительные диаметры дробью—115, 100 и 85 мм.

Основные плюсы лидерного бурения

• Более легкий проход плотных песков (толщиной пласта до 2м) и грунтов с твердой консистенцией, содержащих около 30% различных крупнообломочных включений, а также грунтов высоких деформаций – глинистых твердой и полутвердой консистенций, что позволяет, опять же, утверждать, что метод позволяет создавать скважины большего диаметра и погружать сваи более высокой длины;
• Обеспечение максимальной вертикальности (соосности) свай (свайных шпунтов) при забивке;
• Устранение возможности повреждения оголовка сваи (свайного шпунта) при забивке;
• Повышение уровня точности соответствия проектным отметкам свайного поля;
• Сокращение времени, требуемого на забивку свай без пробного бурения скважин;
• Устранение отрицательных воздействий на расположенные поблизости здания и инженерные сооружения.

Все это, в сочетании с приемлемой ценой на услуги лидерного бурения, непременно даст положительный экономический эффект при расчете стоимости строительства в целом.