книги из ГПНТБ / Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник

в грунт штанг с конусом на конце и подсчета количества ударов молота, необходимых для погружения зонда в грунт на 10 см (рис. 8).

Подготовив установку к работе, подвешивают между направляю­ щими мачты пенетрационный молот. К молоту присоединяется

Рис. 7. Установка буровая пенетрационная УБП-15М.

штанга с конусом на конце. Забивка конуса производится ударником, поднимаемым при помощи лебедки. После заглубления первой штанги наращивается вторая штанга и т. д. Извлечение штанг после дости­ жения конечной глубины производится лебедкой. При извлечении шплинт, удерживающий съемный конус, срезается, и конус остается в скважине, не препятствуя подъему штанг. В некоторых случаях

пользуются извлекаемым конусом, соединенным со штангой при помощи резьбы (см. рис. 8, в).

Буровая установка БУВ-1Б для ударно-канатного бурения сква­ жин глубиной до 30 м диаметром 168—127 мм. Эта установка имеет

/

W—

ударный механизм кривошипно-шатунного типа для привода ударного снаряда весом 200 кг, при высоте подъема 600 мм и 60 ударах в минуту.

Фрикционная лебедка грузоподъемностью 1 т навивает канат со скоростью 1,0 м/с. Закрепление скважины обсадными трубами производится вибромолотом.

Привод установки осуществлен от двигателя УД-2 мощностью 8 л. с. Все оборудование смонтировано на одноосном прицепе. Общий вес установки 1,8 т.

§3. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ

СТРАНСПОРТИРОВКОЙ РАЗРУШЕННОЙ ПОРОДЫ НА ПОВЕРХНОСТЬ ШНЕКОВОЙ КОЛОННОЙ

Сущность вращательного бурения шнеками заключается в том, что разрушаемая долотом порода поднимается на поверхность одновременно с углублением забоя с помощью вращающихся буро­ вых штанг, на которые винтообразно навита стальная лента-реборда. Колонна этих штанг-шнеков образует винтовой транспортер. Высо­ кая скорость проходки скважины обусловливается быстрым разру­ шением породы с подъемом шнеками крупных кусков ее, сколотых долотом, без дополнительного дробления.

При движении породы от забоя к устью некоторая ее часть при­ жимается торцевой частью реборды к стенкам скважины, оштука­ туривая и закрепляя их.

Шнековый способ бурения с большой эффективностью применяется при проходке скважин в мягких и средней крепости породах, а также в слабосцементированных галечниках, если размеры гальки меньше

Шнековым бурением проходятся скважины для сейсморазведки, при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях, геологической съемке и поисках полезных ископаемых.

Геологическая документация обеспечивается путем изучения поднимаемой шнеками породы. Для уточнения документации пере­ ходят на бурение малыми интервалами. Например, быстро проходят 50 см, затем, не останавливая вращения шнеков, прекращают подачу, пока вся разрушенная на этом интервале порода не будет вынесена на поверхность, после чего продолжают углубление на такой же ин­ тервал.

Для взятия образцов породы в виде кернов применяют шнековый инструмент со съемной грунтоноской, который обеспечивает отбор керна без подъема шнековой колонны на поверхность.

Шнековый способ бурения не требует применения промывочной жидкости, что упрощает организацию работ, особенно в зимнее время.

Инструмент для шнекового бурения (рис. 9) состоит из долота и колонны шнековых штанг. Конструкции долот для шнекового бурения довольно разнообразны в зависимости от механических свойств буримых пород. Наибольшее применение получили двух- и трехперые долота со ступенчатой режущей кромкой, армированной резцами из твердых сплавов (рис. 9, а).

Шнековые штанги (шнеки) (рис. 9, б) представляют собой трубы диаметром 60—73 мм с навитой спиралью и приваренной стальной лентой толщиной 5—6 мм. К концам шнеков привариваются соедини­ тельные элементы для сборки шнеков в колонну с долотом на нижнем конце.

Рис. 9. Инструмент для шнекового бу­ рения.

следующим шнеком; 10— трос (канат).

Наружный диаметр шнека меньше диаметра долота на —15 мм, а шаг винтовой полосы реборды составляет 0,7—0,9 от наружного диаметра шнека. Длина шнеков составляет от 1,0 до 3 м и ограничи­ вается ходом подвижного вращателя бурового станка. Диаметры шнеков колеблются в пределах 60—300 мм и более.

Для взятия образцов пород (кернов) применяют шнеки с большим проходным отверстием в трубе, на которую навита спираль-реборда

вследствие образования сальников на долоте и шнеках. Проходка в этом случае облегчается путем подлива воды на забой или сооб­ щения вибрации колонне шнеков в процессе бурения.

Бурение твердых пород сопровождается принудительным дав­ лением на долото порядка 800—1000 кгс/см2, при этом число обо­ ротов снижается до 80—130 об/мин.

Проходка плывунов и водоносных горизонтов осуществляется при одновременном спуске обсадной колонны для крепления стенок скважины.

При бурении галечниковых отложений используется буровой инструмент повышенной прочности (долото и два-три тяжелых шнека над долотом). А для улучшения выноса гальки на поверхность рекомендуется вести бурение на повышенных скоростях вращения (до 200-1-300 об/мин).

Для шнекового бурения разработано и эксплуатируется значи­ тельное число моделей станков.

Для геологической съемки, поисков и картировочных работ, а также при проведении инженерно-геологических изысканий при­ меняются мотобуры, которые наиболее приспособлены для работы в труднодоступных районах и стесненных условиях (рис. 10). Мото­ буры обеспечивают бурение скважин диаметром 50—100 мм на глу­ бину до 5—7 м.

Мотобур имеет одноили двухскоростной редуктор и оснащен рукоятками, которые позволяют рабочему во время бурения удер­ живать мотобур, воспринимать крутящий момент и осуществлять необходимую подачу. Непосредственно к редуктору через центро­ бежную муфту крепится двигатель внутреннего сгорания. Двух­ скоростные мотобуры выгодно отличаются от односкоростных тем, что позволяют более полно использовать мощность двигателя, применяя в зависимости от характера геологического разреза или

Наиболее совершенной конструкцией обладает мотобур М-1. Мотобур имеет нейтральное положение зубчатой пары, вследствие чего прекращается вращение инструмента при работающем двига­ теле, что облегчает пуск двигателя; оснащен коробкой передач; имеет улучшенный амортизатор для рукояток; благодаря прочным и удобным рукояткам и креплению в коробке передач радиально­ упорных подшипников обеспечивает передачу значительного уси­ лия на долото.

Средняя производительность мотобуров М-1 в смену составила в песчано-глинистом грунте 38 м, максимальная достигает 83 м/смену. Обслуживает мотобур бригада из двух человек.

Значительная группа установок шнекового бурения смонти­ рована на самоходной гусеничной базе (табл. 5). Широкое приме­ нение они получили при сейсмических работах, поисках, инженерно­ геологических и гидрогеологических изысканиях (рис. И).

Привод всех установок этой группы осуществлен от ходового

двигателя.

Установки обычно обслуживают два человека: буровой мастер

(он же шофер) и буровой рабочий.

Проходка за час чистого бурения по породам: I категории состав­ ляет 75 м; II — 40 м, III — 21,4 м; IV — 10—14 м.

Рис. И . Установка шнекового бурения УШ-2Т до глубины 60 м.

Производительность бурения (время сооружения скважины) в зна­ чительной степени зависит от того, производится бурение сплошным забоем или с отбором образцов породы. При отборе керна произво­ дительность шнекового бурения значительно снижается.

§ 4. ВИБРАЦИОННОЕ (ВИБРОУДАРНОЕ) БУРЕНИЕ

Под вибрационным бурением понимается способ, при котором процесс бурения осуществляется путем передачи породоразруша­ ющему инструменту вибрационных или виброударных нагрузок, совмещаемых с осевым усилием, которое создается весом инструмента и вибропогружателя.

Вибрационный способ может быть использован только для буре­ ния нескальных (мягких и рыхлых) пород. Вибровращательное бурение, при котором помимо вибрационного и осевого усилия породоразрушающему инструменту передается и крутящий момент (т. е. вращение), позволяет производить разрушение крепких пород.

Различают две разновидности вибрационного бурения: чисто вибрационное и виброударное. В первом случае инструменту сооб-