книги из ГПНТБ / Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении

При использовании соответствующего комплекта инструмента мотобур M l может эффективно быть использован как для бурения шпуров, так и для проходки скважин при глубинной металлометри­ ческой съемке (в качестве пробоотборника) и бурении мелких сква­ жин взамен мотобура Д10.

Т а б л и ц а 26

Мощность от двигателя к коробке скоростей передается через цен­ тробежную муфту сцепления. Вращатель мотобура расположен в силлуминовом корпусе. Поводковая муфта отсутствует.

Ведомый диск муфты сцепления приводит во вращение вал-шес­ терню (z — 10), которая связана с зубчатым колесом (z == 48), сидя­ щим на шпонке промежуточного вала. На этом же валу размещены шестерни (z = 11) и (z = 21). Скорость вращения шпинделя изме­ няется попеременным зацеплением шестерен промежуточного вала соответственно с зубчатыми колесами (z = 47, z = 37) подвижного блока, передвигаемого по шлицам шпинделя при помощи вилки пере­ ключения скоростей. Положение рукоятки управления фиксируется в пазах кожуха-фиксатора. Перемещение рукоятки в верхнее поло­ жение соответствует включению первой и второй скоростей вращения шпинделя. При установке рукоятки в среднее положение зубчатые

пары выводятся из зацепления, обеспечивая выключение вращения инструмента при работающем двигателе. Это облегчает пуск двига­ теля и исключает возможность произвольного включения механизма при повышении числа оборотов двигателя и срабатывания центробеж­ ной муфты, что в сравпении с другими мотобурами существенно улуч­ шает условия техники безопасности.

Число оборотов двигателя можно снижать (на определенном интер­ вале) дросселированием, при этом крутящий момент не снижается.

бурении скважин при металлометрической съемке. За время испы­

с целью выявления его эффективности при бурении шпуров прово­ дились в Мамско-Чуйской экспедиции Иркутского геологического управления. Бурили в наносах многолетней и частично сезонной мерзлоты. Разбуриваемые породы представлены растительным слоем (0,2—0,3 м), песчано-глинистыми отложениями с содержанием грубообломочного материала до 30 — 40%, разрушенными коренными породами (пегматиты, известняки, бнотитовые гнейсы и пр.). Кате­

склонов в месте работ достигала 15—25°. Температура воздуха при испытаниях колебалась от —45 до -)-10° С. Из 1046 м шпуров, пройденных в период приемочных испытаний, на плановых,, объектах пробурено 911 м, что обеспечило проходку поисковых траншей взрывом на выброс в объеме 3113 м3 .

Сравнительные технико-экономические показатели проходки шну­ ров мотобуром и мотосверлом в аналогичных геолого-технических условиях для одинаковых объемов бурения приведены в табл. 27.

Средняя сменная производительность, полученная за время ра­ боты мотобура МІ, на приемочных испытаниях при бурении шпу­ ров в многолетней мерзлоте достигала 10—25 м.

При приемочных испытаниях выявлено, что в условиях, МамскоЧуйской экспедиции мотобур M l эффективнее электросверла.

Для установления эффективности мотобура при бурении шнековым способом мелких скважин опытный образец испытывался в Орской геофизической экспедиции. Проходка скважин при испыта­ ниях осуществлялась для проведения глубинной металлометриче­ ской съемки с отбором проб на определенных интервалах. Максималь­ ная глубина скважины достигала 7,5 м. Применялись шнеки диа­ метром 65 мм с породоразрущающим инструментом в виде пикобура, имеющего диаметр 70 мм.

Геологический разрез района работ сложен различными, часто

деллитовыми, структурной корой выветривания (IV категория бу­ римости).

Из общего объема бурения 3214 м за время приемочных испыта­ ний 2% пород относятся ко I I категории буримости, 68% — I I I ка­ тегории буримости и 30% — I V категории буримости. В основном бурили на второй скорости вращения (80% от общего объема).

В аналогичных геологических условиях проводились также сравнительные испытания M l с пробоотборником МП1 и мотобуром Д10, при этом использовался буровой инструмент как МП1, так и Д10. Полученные технико-экономические показатели приведены в табл. 28.

вязких глин или зон с большим содержанием обломочного материала периодически включалась первая скорость (как правило, при за­ клинке шнека обломочным материалом). Наличие у МІ радиальноупорных подшипников позволяет создавать в процессе проходки скважин высокое давление на забой, что благоприятно сказывается на увеличении механической скорости бурения.

Мотобур МП1 с четырехлопастным породоразрушающим инстру­ ментом Д10 обеспечивают проходку 200—400 м, один шнек длиной 1,25 м позволяет пробурить 250—300 м. Следует отметить высокую эффективность четырехлопастного лородоразрушающего инстру­ мента ДЮ, который при бурении мотобуром МІ в породах I I — I I I категорий обеспечивает механическую скорость в 2—4 раза боль­ шую по сравнению с мотобуром МП1.

Всего за время предварительных и приемочных испытаний опыт­ ным образцом мотобура M l пробурено около 6000 м.

Проведенные на основе результатов испытаний расчеты пока­ зали, что при бурении скважин шнековым способом себестоимость 1 м снижается с 1,13 до 0,73 руб. По этим же данным применение M l

Для проходки скважин указанной глубины в настоящее время имеются буровые установки: УПБ-25, БУВ-1А, СУГП-10, БУКС-ЛГТ и др. Для отбора проб большого объема путем бурения скважин взамен шурфов при разведке россыпных месторождений золота СКБ Главнефтепроммаша разработана специальная буровая уста­ новка УБСР-25.

Наиболее распространенной буровой установкой для бурения скважин глубиной до 25 м является УПБ-25.

Установка УПБ-25 предназначена для бурения скважин по по­ родам I — X I I категорий по буримости шнековым и колонковым способами при поисково-картировочных работах, инженерно-геоло­ гических изысканиях. Установка включает станок, плунжерный

горизонтальный промывочный насос 1НБ-8 и три комплекта бурового инструмента.

Станок состоит из следующих основных узлов (рис. 91): рамы с направляющими стойками, укосиной и вилкой с компенсатором,

троса полиспастной системы при переходе с вертикального на на­ клонное бурение регулируется стяжной втулкой.

Насос 1НБ-8 состоит из привода и гидравлической части, соеди­ ненных между собой и смонтированных на общей раме.

Промывочная жидкость через всасывающий рукав и воздушный колпак поступает в насос, из которого она попадает в нагнетатель­ ную линию. На этой линии устанавливается манометр, снабженный разделителем с демпфирующим устройством. Двигатель через ре­ дуктор и клиноременную передачу передает движение плунжера насоса.

Вприводной части насоса расположен эксцентриковый вал с ша­ туном, который соединяется с плунжером. Уплотнение плунжера достигается резиновыми манжетами. Смазка производится через масленку. Бензиновый бак устанавливается выше насоса.

Вкорпусе гидравлической части насоса расположены вставной стакан с резиновыми кольцами, всасывающий и нагнетательный

представленные сухими суглинками и плотными глинами с включением небольшого количества обломочного материала, проходились без от­ бора керна шнеками диаметром 60 мм с винтовым породоразрушающим инструментом диаметром 62 мм или с двухлопастным доло­ том диаметром 70 мм. Несколько скважин были пробурены полыми шнеками диаметром 100 мм с винтовым породоразрушающим инстру­ ментом диаметром 102 мм, образцы породы отбирались съемным грунтоносом, опускаемым в полые шнеки на канате. Пробы по сухим суглинкам и глинам отбирались в количестве 60—100% от пройден­ ных интервалов скважин. Коренные породы V I I I — I X категорий, представленные туфами и порфиритами, бурились колонковым спо­

При бурении использовались стальные бурильпые трубы диамет­ ром 24 мм. Скважины не крепились. Спуско-подъемные операции проводились при помощи лебедки через вращатель, а также вручную.

Несколько скважин пробурено шнековым способом под углом 60—70°, средней глубиной 11 м (максимальная 18,5 м). Диаметр скважины 62 и 70 мм. Расстояние между ними составляло 55 м. Техническая скорость бурения при этом достигала 16,1 м/ч. Глу­ бина скважин, пробуренных полыми шнеками с отбором образцов породы съемным грунтоносом с забоя, составляла 6 м. Техническая скорость бурения равнялась 8,6 м/ч.

Средняя глубина скважин, пробуренных комбинированным спо­ собом, шнеками с двухлопастным долотом диаметром 70 мм и колон­ ковым снарядом диаметром 36 мм с отбором керна, составила 26 м, максимальная 47,3 м. Техническая скорость бурения 5,6 м/ч при расстоянии между скважинами 70 м.

На другом участке в этой же экспедиции с высотными отметками 1200—1400 м установкой УПБ-25 с использованием стальных и легкосплавных (алюминиевый сплав В-95) бурильных труб диамет­ ром 24 мм бурились картировочные скважины. Геологический разрез участка был представлен плотными лёссовидными отложениями, в которых иногда встречались включения крупнообломочного ма­ териала, а также трещиноватыми кварц-серицитовыми и кварцкаолинитовыми ( V I I — I X категории по буримости) породами. Мощ­ ность насосов (объем бурения которых составлял около 80%) изменя­ лась от 6 до 70 м. Лёссовые отложения разбуривались пикобуром диаметром 50 мм, армированным твердосплавными резцами вось­ мигранной формы, а коренные породы и валунно-обломочные отло­ жения в зависимости от крепости и трещиноватости их проходились твердосплавными коронками диаметром 46 мм типа СМ-2, СА и ал­ мазными коронками. Скважины промывались водой при помощи насоса 1НБ-8.

В зависимости от твердости пород проходка скважин производи­ лась на различных режимах бурения (табл. 29).

Средняя производительность бурения легкосплавными трубами достигла 17,2, а остальными трубами 16,8 м в смену. Скважина глубиной 80 м с отбором керна была пройдена за 38 ч, включая время монтажа и демонтажа установки. Спуско-подъемные операции проводились с помощью лебедки и вручную. Легкосплавные трубы опускались и поднимались вручную свечами из четырех труб длиной около 6 м, а остальные — из трех труб длиной около 4,5 м. Легко­ сплавные трубы поднимались вручную с глубины 45—50 м, сталь­ ные — с 18—23 м с затратой времени на подъем соответственно 33 и 44 с. Таким образом, с увеличением глубины скважины время на спуско-подъемные операции при проходке легкосплавными тру­ бами резко снижается по сравнению с использованием стальных бурильных труб. Применение легкосплавных бурильных труб при бурении картировочных скважин глубиной до 50 м с помощью установки УПБ-25 позволяет увеличить скорость проходки скважин за счет сокращения времени на спуско-подъемные операции, снизить мощность на вращение бурильной колонны.

В экспедициях Иркутского геологического управления в тече­ ние 1964—1965 гг. проходили испытания шесть установок ^ПБ-25.

Применение легкоразборных переносных станков, в том числе установки УПБ-25, позволяет заменить проходку горных вырабо­ ток проходкой скважин при геологической съемке масштаба 1 : 20 000 и 1 : 50000. Бурение скважин на глубину 20—30 м обеспечивает высокое качество геологических исследований в труднодоступных районах.

Для подтверждения результатов бурения были пройдены кон­ трольные канавы, доказавшие полную достоверность разреза по скважинам; три шурфа, пройденные вблизи скважины, показали полную сходимость результатов, полученных по скважинам.

Мамско-Чунская экспедиция использовала установку УПБ-25, при поисково-съемочных работах в пределах Витимо-Патомского нагорья. Тарейская партия Мегетской геофизической экспедиции для проверки магнитных аномалий при определении их геологиче­ ской природы и для изучения геологического разреза долины реки Чунша и уточнения строения по данным аэрофотосъемкам, а Пилюдинская партия при поисково-съемных работах масштаба 1 : 50000 также приняли на вооружение установки УПБ-25.