Шнековое бурение скважин

бурение скважин в Московской области

Шнековое бурение скважин: специфика оборудования для ручного и машинного бурения

Бурение скважины на воду на индивидуальных участках в настоящее время чаще всего делают шнековым методом. При желании можно пробурить неглубокую скважину и ручным способом, но чаще всего применяются компактные механизированные буры.

Рассмотрим разные аспекты, плюсы и минусы шнекового бурения скважин, разберемся в его отличиях от иных методик, и выясним, когда оно является оптимальным выбором. Обзор подробно рассматривает технологический процесс и устройство бурильной техники.

Особенности шнекового метода

По своей сути скважина – это цилиндрическое отверстие в земле, которое отличают значительная протяженность и небольшой диаметр. Вход в скважину называется «устье», внутреннюю поверхность – «стенки», а донная часть – «забой».

Конкретный метод буровых работ зависит от предназначения скважины, ее заданных параметров. Имеют также значение физико-механические характеристики пород, сквозь которые пройдет бур.

Еще один немаловажный фактор – экономическое обоснование изготовления скважины на определенном участке. Он играет важную роль в ходе проектных работ, которые определяют номенклатуру необходимого оборудования и особенности бурильных работ.

Проектировщик и исполнитель шнекового бурения скважин обязаны ориентироваться на долгий срок эксплуатации скважин. От последних требуется стабильный дебет и устойчивая водонепроницаемость окружающей местности на долгий срок.

Бурильные работы включают в себя несколько стадий:

  1. Измельчение породы.
  2. Доставка отработанного грунта на поверхность.
  3. Чистка скважины необходимым оборудованием, промывка водозаборной выработки.

Результативность буровых работ связана с природными свойствами: плотностью, пористостью, водонепроницаемостью несвязных грунтов, консистенцией глинистых связных пород.

Шнековое бурение скважин, как правило, не применяется на скальных породах, отличающихся монолитной и кристаллической структурой.

Плюсы и минусы шнекового бурения

Данную методику используют и в промышленных целях, и на стройках, и на индивидуальных загородных участках. Характерное отличие метода – разрушенный грунт удаляется из скважины не под напором промывочной жидкости либо газожидкостной смеси, а механически, резьбовой конструкцией самого бура.

Бурение скважин шнековым способом производится как вертикально, так и горизонтально. Вертикальное бурение предпочтительно при бурении скважин под воду либо под сваи. Горизонтальное помогает прокладывать инженерные коммуникации без подготовки траншей.

Шнековое бурение обеспечивает внушительную производительность труда в нескальных грунтах на глубину до 80 м и позволяет немедленно укреплять стенки новой скважины, устанавливая в ней обсадные трубы.

Еще одно преимущество – подача вырытой породы на поверхность по резьбе бура без его извлечения на поверхность. Кроме того, не нуждаясь в промывочной жидкости, шнековый бур лучше работает в маловодных породах, а также в холодное время года.

Шнековое бурение скважин применяется для:

  • создания индивидуальных скважин под воду;
  • возведения строительных фундаментов с винтовыми/буронабивными сваями;
  • постройки ограждений и ж/б опор;
  • формирования колодцев и приямков небольшой глубины.

В то же время метод имеет и свои минусы. Шнековому бурению плохо поддаются очень твердые породы. Бурение твердых глин и суглинков с известковыми прослойками вызывает затруднения, а прохождение абразивных пород быстро изнашивает шнековый бур.

Наряду с этим глубина шнекового бурения тоже ограничена. Сделать скважину глубже 80 м этим способом весьма непросто. Предлагаем ремонт скважины на воду по индивидуальным расценкам для наших клиентов.

Методика вертикального бурения

По своему устройству шнек – это бурильная труба высокой прочности с винтовой спиралью вдоль ее продольной оси, по которой подается на поверхность измельченная порода. Измельчение грунта происходит резанием и разрыхлением, а его подъем по спиральным нарезам обеспечивается скольжением по металлу, поскольку трение породы о металл ниже, чем о стенки скважины.

От шнековой колонны требуется оперативная подача всего объема измельченной породы. Но в ходе бурения часть породы попадает обратно в забой, что требует более тщательную очистку бура и его обязательную промывку после завершения работы.

Методика горизонтального бурения

В ходе обустройства разного рода инженерных коммуникаций под препятствиями (ж/д магистрали, автотрассы, лесополосами) используется горизонтальный метод шнекового бурения скважин.

Приступая к работе, предварительно выкапывают пару котлованов – стартовый (рабочий) и приемный на одном уровне с будущей скважиной. Затем в стартовый котлован помещается и монтируется необходимая техника.

Горизонтальная шнековая буровая установка отличается значительным ходом подачи, она оборудуется износостойким буровым шнеком из высоколегированной стали, а также зондом-контроллером бурения. Отслеживая ход работы на мониторе, оператор установки имеет возможность регулировать направление бурения и угол вхождения буровой головки.

После вхождения шнека в приемный котлован, бур заменяют на расщепитель и трубу. Затем лопасти запускаются в обратном направлении, и труба втягивается в пробуренную скважину. По завершению работ шнековая установка демонтируется из стартового котлована.

При помощи бестраншейного способа прокладываются трубопроводы протяженностью до 80 м под горизонтом грунтовых вод. Этот способ помогает сократить до минимума временные, трудовые и финансовые затраты.

Шнековое бурение скважин горизонтальным методом применяется в ходе размещения трубопроводов и прочих коммуникаций там, где другие способы недоступны. Главный плюс бестраншейного способа укладки – экономичность.

Специфика бурения в разных породах

Главные технические характеристики шнекового бурения – осевая нагрузка и частота оборотов винта шнекового транспортера. Увеличенная нагрузка на ось ускоряет прохождение породы, что чревато аварийными ситуациями.

По этой причине необходимо контролировать объем подаваемой на поверхность шнеком породы, чтобы избежать ее пробок на витках транспортера.

Чаще всего пластичные глинистые породы, рыхлые и среднеплотные пески бурят, не подавая принудительно нагрузку на ось. Шнековый бур проникает в породу силой собственной тяжести, а к ней добавляется реактивное усилие от подачи измельченного грунта к устью скважины.

Нагрузки на ось до 5 кН, как правило, прилагают на старте входа бура в породу, при прохождении твердых супесей, суглинков, глин, аргиллитов, алевролитов. В этом режиме не следует превышать частоту вращения колонны 1,7-3,3 с-1.

Если частота превышено, возникают вибрации, способные разъединить звенья буровой колонны. В результате буровой снаряд застрянет ТВ скважине, извлечь его едва ли будет возможно – следовательно, предстоит начинать новую скважину. С другой стороны, недостаточная частота вращения затрудняет подачу породы к устью.

Чем тверже породы, тем сильнее нагрузки на ось. Гравийные и дресвяно-щебнистые грунты, мерзлые суглинки, водонасыщенные пески, алевролиты с включением кварца бурят с нагрузкой на ось 8-10 кН на долото и частотой оборотов колонны 1,3-2,2 с-1.

Шнековое бурение не применяют на галечниках и породы с краплениями валунов, а в песках разной плотности и насыщенности водой бурят на повышенных оборотах и постоянно укрепляют станки шахты обсадными трубами.

Оборудование для шнекового бурения

Приспособления для шнекового бурения скважин классифицируют по количеству витков и конструкции режущей части. На твердых и полутвердых супесях и суглинках зачастую применяют буры, оборудованные дополнительными резцами.

Как правило, в ходе бурения на загородном частном участке бурильщики скважин под воду пользуются только лишь стартовым шнеком, который не имеет никаких дополнений. Это связано с тем, что буровые работы производятся в осадочных связных и несвязных породах. Уходящий в породу бур попросту наращивают буровыми штангами.

В процессе этой работы бур вынимают из скважины после прохождения каждый 50-70 см и тщательно вычищают забой и очищают бур от частиц грунта и мелкого гравия, чтобы бурение не застопорилось. Этот способ является наиболее экономичным по деньгам, но в то же время требует значительных трудозатрат.

Чтобы разбурить валуны и гальку, нередко попадающиеся в осадочных породах, применяют ударно-канатную методику. Чащ всего она подразумевает применение долота, сделанного из прочной инструментальной стали. Такой заостренный по нижнему краю бур с усилием «швыряют» в скважину до тех пор, пока препятствие не будет разрушено.

Расколов валун или гальку таким способом, их осколки вынимают из скважины стаканом (колонковой трубой) либо желонкой. Вслед за тем бурильщик возобновляет работу шнеком. Как правило, при бурении скважины необходимо комплексно чередовать различные методы бурения.

Для прохождения рыхлого песка и мягкого суглинка применяются буровые шнековые снаряды с направленными в сторону забоя лопастями под углом 30-60 градусов, а на связных глинистых породах – 90 градусов.

Такую спираль формируют, наматывая стальную ленту высокой прочности диаметром 7-5 мм на винтовую оправку. После растягивания ленты на стрежневой трубе ее надежно фиксируют сваркой.

С ростом диаметра трубчатой основы шнека падает его пропускная способность подачи отработанной породы на поверхность. Следует иметь в виду, что диаметр длинномерного бура имеет ограничения из-за механической прочности шнекового бура, а также технологией его изготовления.

В наши дни промышленность выпускает 2 типа шнеков:

  1. Полые (или с центральным отверстием)
  2. Массивные (или утяжеленные, без полостей).

Чтобы избежать слишком сильного износа винтовой поверхности в ходе прохождения пород с высокими абразивными свойствами на внешнюю кромку наматывают стальную полосу либо наплавляют на эту кромку слой твердого металла.

В условия буровых работ на повышенных скоростях над буровым устройством устанавливают особый переходник с 2-заходной завивкой из стальной полосы. Это позволяет подавать практически всю вынимаемую породу на винтовой транспортер без лишнего трения.

К краю буровой трубы, а которую была навита стальная спираль, в обязательном порядке привариваются соединительные приспособления. Существуют две разновидности фиксации шнеков: безрезьбовая и резьбовая. Безрезьбовая подразумевает соединение муфтовыми замками и держится на металлических пальцах с фиксаторами, а резьбовая фиксация достигается ввинчиванием.

Второй способ (резьбовая фиксация) шнеков в бурильную колонну позволяет устроить более удобное их подсоединение и разделение в ходе монтажа и вынимания из скважины, а также при подаче напорной жидкости в нее. Но здесь имеется и недостаток – такой шнек лишен функции обратного вращения. По этой причине именно безрезьбовый способ гораздо более популярен.

Специализированные установки для шнекового бурения обычно бывают укомплектованы комплектами шнеков различных диаметров.

Шнеки полого типа с резьбовой фиксацией используют в ходе буровых работ с продувкой, для откачки жидкости во время бурения цилиндрических скважин в различных породах, для подачи снаряда в геофизические скважины, для подачи бетонной смеси в скважины под сваи. Кроме того, они подходят для применения в качестве обсадной колонны.

В ходе буровых работ сплошным забоем центральный канал перекрывается буром на канате.

Разновидности буровых станков

Шнековое бурение скважин производится как вручную, так и с помощью специальной техники. Наиболее прост по устройству ручной шнековый земляной бур. По сути это – труба или стержень с ножом винтообразной формы и Е-образной рукоятью. Такого рода приспособление втыкают в землю, как штопор. Пор мере углубления бур наращивается штангами. Шнековые буры ручного типа имеют разборную конструкцию, обеспечивающую удобство их транспортировки в легковых автомобилях и хранение, а также наращивание колонны необходимой длины.

Вручную можно пробурить скважину не глубже 2 метров и диаметром, не превышающим 20 сантиметров. Кроме того, в продаже имеются мотобуры, работающие на бензине либо от электросети. В их устройстве присутствует винтовой транспортер (он же шнек) и мотор с редуктором, через который обеспечивается вращение бура.

Такого рода приводные устройства совместно с наращиваемыми буровыми штангами позволяют углубиться в землю на 25 метров, при этом диаметр скважины может достигать 30 сантиметров. Это позволяет установить уличные столбы для освещения, заборов и для прочих целей.

Бурильные устройства мобильного типа – это компактные станки, также оснащенные двигателями, использующими бензин либо электроэнергию. Таки устройства помогут оперативно пробурить дачную скважину под воду, подготовить много ям для свай и опор. Зачастую подобного рода станки производят в виде автоприцепов к легковым машинам, что упрощает их доставку к нужному участку.

Промышленность и строительство также применяют шнековые приспособления для выработок на значительной глубине и большего диаметра. В этом случае специальное буровое оборудование нередко монтируется на автомобилях или тракторах.

Такую спецтехнику широко применяют в ходе установки опор высоковольтных линий электропередач, опор для наружного освещения улиц, спортивных комплексов, аэропортов и городских площадей. Шнековые буровые установки промышленного класса используют при постройке шпунтового ограждения котлованов, установки винтовых свай.


Позвоните для получения консультации или вызова мастера (бригады)
8 (926) 890 34 22
Или можете написать письмо.

2020 ЕСЛИ НАСОС СЛОМАЛСЯ В СКВАЖИНЕ - В «ЛИМИШ» ПОМОГУТ, У НАС ВСЕ НАЛАЖЕНО!

Мы перезвоним Вам!

Top 34857650
ООО "ЛИМИШ" Контакты:
Адрес: пр. Пацаева 7, корп 1. 141707 Московская обл, г. Долгопрудный,
Телефон:8 (926) 890 34 22 \ 8 (916) 269 52 76, Электронная почта: e-mail: infovodosnab@mail.ru