Способы бурения. Буровой инструмент

Бурение — это процесс разрушения грунта с образованием в грун­товом массиве цилиндрических полостей и выносом из их про­дуктов разрушения на поверхность. При поперечнике до 75 мм и глуби­не до 9 м полости именуют шпурами, при огромных размерах — скважинами. В строительстве бурение производят для проведе­ния инженерно-геологических изысканий, при разработке грун Способы бурения. Буровой инструмент­тов взрывом, при водоснабжении и водопонижении, для уста­новки столбов, дорожных символов и надолб, устройства бурона-бивных свай и т.п.

Различают механические и физические методы бурения. В боль­шинстве бурильных машин и оборудования реализованы механи­ческие методы бурения с вращательно-поступательным, ударно-

Рис. 17.1. Буровой инструмент:

а Способы бурения. Буровой инструмент — лопастнойбур; б — шнековый бур; в — шнековый бур-расширитель; г — трехшарошечноедолото; д — зубильное долото; е — крестовое долото; ж — ударная

штанга; з — желонка —


вращательным и ударным движениями рабочего инструмента. В ка­честве рабочих органов для механического бурения используют лопастные, шнековые и ковшовые буры, буры-расширители, трех-шарошечные и ударные долота (рис. 17.1).

Лопастной бур(см Способы бурения. Буровой инструмент. рис. 17.1, а) состоит из трубчатого остова / с 2-мя копающими лопастями 6 в виде двухзаходного винта, забурника 5 и заслонок 2. Забурник направляет и держит бур на оси бурения. Заслонки, шарнирно прикрепленные к лопастям, препятствуют просыпанию грунта при его извлечении из скважи­ны. Бур укрепляют к нижнему концу граненой штанги. Для работы в промерзлых Способы бурения. Буровой инструмент грунтах лопасти и забурник оснащают резцами, армиро­ванными твердосплавными пластинками 4.









У шнекового бура(см. рис. 17.1, б) остов длиннее, чем у ло­пастного. К нему приварена спираль 7из полосовой стали, обра­зующая шнек. В нижней части остова закреплены копающие лопа­сти 6 и забурник 5.

Лопастной и шнековый буры разгружают после их Способы бурения. Буровой инструмент извлече­ния из скважины вращением с завышенной скоростью, вслед­ствие чего находящиеся на их лопастях и шнековой спирали про­дукты бурения рассыпаются в стороны за счет центробежных сил.

Ковшовый бурпредставляет собой полый цилиндр с откидным дном и ножиками в его нижнем торце. Срезаемый ножиками грунт за­полняет внутреннюю полость Способы бурения. Буровой инструмент бура через окна в его днище. После наполнения его извлекают из скважины и разгружают через откры­тое днище.

Буром-расширителем(см. рис. 17.1, в), фиксируемым на буро­вой штанге / в ее нижней части, расширяют полость скважины под пяту сваи. При вращении штанги ножики 9 с рычагами 8 опус­каются под действием собственного Способы бурения. Буровой инструмент веса и срезают грунт, кото­рый ссыпается в ковш 10. Разгружают ковш, как описано выше. Качество зачистки забоя скважины оказывает влияние на несущую способ­ность буронабивной сваи, потому разрыхленный грунт в забое уплотняют особыми трамбовками.

Шарошечное долото(см. рис. 17.1, г) состоит из 3-х сваренных меж собой лап, на концах которых на подшипниках Способы бурения. Буровой инструмент качения установлены шарошки с углом наклона осей к центральной оси долота 50...60°. Шарошка представляет собой корпус из кованой стали с запрессованными в его тело твердосплавными зубками. При вращении штанги шарошки крутятся вокруг собственных осей и относительно оси долота. Через пустотелую штангу и отверстия в корпусе долота и шарошках подают сжатый Способы бурения. Буровой инструмент воздух от компрес­сорной установки для выноса на поверхность буровой мелочи.

Продукты бурения убирают из скважины особыми инст­рументами, промывкой скважины водой, также продувкой. В слу­чае промывки либо продувки для работы в комплекте с буровой машиной используют насосную либо компрессорную установку, что увеличивает цена буровых работ. Для Способы бурения. Буровой инструмент промывки скважины тре­буется огромное количество воды, в связи с чем этот метод приме­няют, в главном, при работе поблизости водоемов. При всем этом, во избе­жание загрязнения рабочей площадки и сотворения обслуживающе­му персоналу обычных рабочих критерий, требуется принять меры по отводу от устья скважины водогрунтовой консистенции. При продувке скважины Способы бурения. Буровой инструмент воздухом в рабочей зоне бурильной машины появляется пылевое скопление с огромным содержанием абразивных частиц, вред­но влияющих на человеческий организм и содействующих резвому абразивному износу шарниров машины, частей ее гидроприво­да и других кинематических пар. Для защиты от вредного воздей­ствия пыли требуется принимать особые меры, включая ин-


дивидуальную защиту Способы бурения. Буровой инструмент, к примеру респираторы. Очищать скважину от буровой мелочи продувкой допустимо только в случаях, когда нереально использовать другие методы.

К физическим методам бурения относятся тепловой, уль­тразвуковой, электрогидравлический, частотный и гидрав­лический. Из их практическое применение отыскал только терми­ческий метод, реализованный в станках теплового бурения. Другие методы бурения находятся Способы бурения. Буровой инструмент в стадии теоретических и экспериментальных разработок.

17.2. Машины и оборудование вращательно-поступательного

бурения

Бурильные машины с вращательно-поступательным движени­ем бурового инструмента изготавливают на базе грузовых автомо­билей, гусеничных и пневмоколесных тракторов. Не считая того, бу­ровое оборудование монтируют в качестве сменного рабочего обо­рудования на одноковшовых гидравлических экскаваторах, мало­габаритных погрузчиках Способы бурения. Буровой инструмент с бортовым поворотом и других машинах.

Основным параметром бурильной машины является глубина бу­рения, по которой различают машины легкие, средние и томные с глубиной бурения соответственно до 5, 20 и выше 20 м.

Легкие бурилыю-крановые машиныиспользуют для бурения сква­жин в однородных грунтах. Рабочее оборудование таковой машины (рис Способы бурения. Буровой инструмент. 17.2) на базе грузового автомобиля, состоящее из полой бу­рильной штанги Зс гидроцилиндром в ней, вращателя 5, приво­димого через механическую коробку от мотора базисного авто­мобиля либо от личного гидромотора, граненой штанги 6, рабочего инструмента — лопастного 7 либо шнекового бура, распо­лагают сзади базисного автомобиля 1, закрепляя его шарнирно на

/////////////////////77//////////////// ////////////////////////

Рис. 17.2. Бурильно-крановая машина

1Л\


раме Способы бурения. Буровой инструмент последнего. Рабочее оборудование из транспортного положе­ния в рабочее и напротив переводят гидравлическим цилиндром 2.

Для бурения скважины машину устанавливают на выносные опоры 8, гидравлическим цилиндром, находящимся снутри по­лой штанги, опускают бур на поверхность земли и включают вра­щатель. По мере заглубления бура в грунт и скопления на его лопастях (в случае Способы бурения. Буровой инструмент лопастного бура) либо на спирали шнека (при шнековом буре) разработанного грунта бур извлекают из скважи­ны и на завышенной скорости вращения высвобождают его от про­дуктов разрушения, после этого бур опять опускают в скважину и повторяют процесс бурения до заслуги требуемой глубины.

Для установки столбов в Способы бурения. Буровой инструмент пробуренные скважины легкие бу­рильные машины оборудуют, не считая того, грузовой лебедкой с канатом, огибающем блоки на голове штанги и оканчивающимся крюковой подвеской 4.

В качестве базы средних бурильных машинупотребляют боль­шегрузные грузовые авто и гидравлические экскаваторы 4-й и 5-й размерной группы. Скважины бурят шнековыми и ков­шовыми бурами. Последние используют в Способы бурения. Буровой инструмент большей степени при бу­рении песочных грунтов, уплотняя их стены обсадными трубами.

Принципная схема установки рабочего оборудования на базо­вом автомобиле остается прежней. Обычно вращатель 10 (рис. 17.3)



Рис. 17.3. Кинематическая схема бурильно-кранового оборудования бурильной маши­ны среднего типа на базе автомобиля


приводится в движение 2-мя гидромоторами 14 и /5, один из ко­торых Способы бурения. Буровой инструмент — 14— через зубчатую пару 12 обеспечивает вращение буро­вой штанги 11 на рабочей скорости, а 2-ой — 75 — через зубча­тую пару 9 — вращение на завышенной скорости для освобожде­ния от товаров бурения вынутого из скважины шнекового бура 13. В связи с необходимостью обеспечения значимого по длине хода буровой штанги прежняя схема напорного Способы бурения. Буровой инструмент механизма оказы­вается неприменимой. Для этого употребляют два гидроцилиндра 7, ус­тановленные симметрично по обе стороны буровой штанги, и рабо­тающие перехватом через четырех-кулачковый патрон 8, который ох­ватывает штангу и зажимает ее сво­ими кулачками. В таком положении соединенные штоками с патроном гидроцилиндры опускают буровую штангу до исчерпания полного хода их поршней Способы бурения. Буровой инструмент, после этого кулачки разжимаются, гидроцилиндры под­нимают патрон ввысь, где его ус­танавливают на штанге на новеньком месте. Гидроцилиндры употребляют только для напорного движения, а для подъема штанги служит лебед­ка с барабаном 3, приводимым во вращение гидромотором 1 через интегрированный в барабан планетарный редуктор 4. 2-ой конец навивае Способы бурения. Буровой инструмент­мого на барабан каната 5 закреп­лен на вертлюге 6 в высшей части буровой штанги. В поднятом поло­жении штанга удерживается тор­мозом 2.

Рис. 17.4. Бурильная машина тяже­лого типа на базе одноковшового экскаватора: / — мачта; 2— телескопическая штан­га; 3 — гидроцилиндр подачи; 4 — вращатель; 5 — ковшовый бур; 6 — механизм погружения и извлечения обсадных труб; 7 — лебедка

Особенность работы с Способы бурения. Буровой инструмент ковшо­вым буромзаключается в его от­личной от прежней разгрузке. Для выполнения этой операции бур нужно отводить в сторону от скважины. С этой целью буровое оборудование устанавливают на поворотной части машины, в ча­стности, на гидравлическом экс­каваторе (рис. 17.4).

Рабочим органом машин для бурения шпуровпри разработке крепких грунтов Способы бурения. Буровой инструмент взрывом служит одна либо две буровые штанги 1



(рис. 17.5) с резцами либо шарошечными долотами на конце. Со­ответственно различают одно- и двухшпиндельные буровые маши­ны. Верхними гранеными концами штанги входят в полые цап­фы ведомых колес редукторов-вращателей 4 и заклиниваются в их, образуя недвижное соединение. Нижние концы штанг проходят через Способы бурения. Буровой инструмент направляющие отверстия в нижней части рамы 6. Редукторы совместно с приводными гидродвигателями 5 располага­ют на подвижной каретке 3, перемещаемой гидроцилиндром 2 в направляющих рамы 6. Последняя при помощи гидроцилиндров может быть установлена в вертикальное либо наклонное рабочее положение или уложена повдоль базисного трактора в транспорт­ное положение. В случае внедрения пневмоколесного базисного трактора Способы бурения. Буровой инструмент для обеспечения устойчивой работы машины ее уста­навливают на выносные опоры 7. Для бурения шпуров машину устанавливают в рабочее положение, опускают подвижную ка­ретку до касания бурами земли и одновременным вращением штанг и их осевым перемещением разрабатывают скважины. Про­дукты бурения выносятся на поверхность сжатым воздухом от передвижного компрессора либо Способы бурения. Буровой инструмент спиральной лентой по длине бу­ровых штанг. По мере надобности штангу временами подни­мают над поверхностью земли и вращением высвобождают от про­дуктов бурения.





Рис. 17.5. Двухшпиндельная машина для бурения шпуров на базе пневмоко­лесного трактора (а) и кинематическая схема привода рабочего органа {б)

Т.АА


17.3. Набор машин и оборудования

для образования горизонтальных скважин

в насыпях Способы бурения. Буровой инструмент шоссейных и стальных дорог

Установки горизонтального бурения используют для бурения го­ризонтальных скважин под шоссейными и стальными дорогами для прокладки в их трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электроснабжения. Эти работы делают из отрытого пе­ред насыпью приямка-траншеи (рис. 17.6). Его размеры должны быть достаточными для размещения в Способы бурения. Буровой инструмент нем бурового оборудования и вспо­могательных средств. Для контроля за работой на завершающем шаге бурения, также для подготовки к протаскиванию в пробуренную скважину, к примеру, рабочего трубопровода, кабелей таковой же при­ямок копают с обратной стороны насыпи. По мере разработ­ки скважины и удаления фунта в нее осаживают обсадную трубу Способы бурения. Буровой инструмент 9, которая после окончания буровых работ остается в скважине.

Обсадную трубу 9 укладывают в приямке на катучие опоры //, а в ней располагают винтообразной сборочный поток 10 из отдельных се­кций с резцовой головкой / и забурником на фронтальном (перед обсадной трубой) конце. Тыльный конец вала винтообразного конвей­ера приводят во вращение силовой установкой 6, состоящей Способы бурения. Буровой инструмент из ДВС и механических передач и укрепленной в задней части обсад­ной трубы хомутами 8. Напорное усилие обсадной трубе сообща­ют приводимой от такого же мотора лебедкой 5, смонтирован­ной на одной с ним раме 4, через полиспаст 3, недвижные блоки которого укреплены на якоре 2, вкопанном в насыпь.

Скважину разрабатывают вращением Способы бурения. Буровой инструмент резцовой головки с одно­временной подачей ее вкупе с обсадной трубой на забой. Разрушен­ный резцовой головкой грунт поступает на винтообразной сборочный поток, которым он перемещается в обсадной трубе к ее открытому торцу



Рис. 17.6. Установка горизонтального бурения



и высыпается на дно траншеи, а из нее экскаватором — в отвал либо в Способы бурения. Буровой инструмент тс. Реактивный момент сил сопротивления грун­та разработке воспринимается обсадной трубой, которая по мере продвижения в скважину больше защемляется фунтом. От воз­можного проворачивания относительно своей оси, в особенности в исходной стадии проходки, труба страхуется трубоукладчиком 7, удерживающим ее крюком за раму силовой установки.

Длина скважины составляет приблизительно 60 м. Длины же Способы бурения. Буровой инструмент секций обсадной трубы и винтообразного сборочного потока существенно короче дли­ны скважины. Потому по мере продвижения трубы и сборочного потока в скважину их увеличивают новыми секциями: трубу — сваркой, сборочный поток — соединительными муфтами.

В установках для бурения скважин огромных поперечных сече­ний (поперечником 1720 мм) напорное усилие делают гидравличе­скими Способы бурения. Буровой инструмент цилиндрами, упирающимися в щит, установленный у тыль­ной стены приямка.

Скорости проходки скважины составляют от 15 (для скважин диа­метром до 630 мм) до 1,4 м/ч (при поперечнике скважины 1720 мм), а усилия подачи — от 480 до 7200 кН соответственно. Описанное оборудование уникально по собственному предназначению. Оно позволяет проводить буровые работы без остановки Способы бурения. Буровой инструмент движения по шоссейным и стальным дорогам. Приведенные выше данные по скоростям про­ходки охарактеризовывают только технические способности этого обо­рудования, но не могут служить основанием для определения экс­плуатационной длительности буровых работ на переходе, в составе которых значительную часть занимают подготовительно-заключительные работы, также простои разного характера.

Контрольные вопросы

1. Что такое бурение? Как Способы бурения. Буровой инструмент именуют земельные сооружения, образо­
ванные бурением? Зачем в строительстве используют бурение грун­
тов? Перечислите методы бурения и охарактеризуйте их. Перечислите
виды бурового инструмента. Как они устроены и каковой принцип их рабо­
ты? Какими методами убирают продукты бурения из скважины? Оха­
рактеризуйте их и приведите сравнительную оценку.

2. Какие машины служат базисными Способы бурения. Буровой инструмент для производства бурильных машин
и навески на их бурового оборудования? Назовите главный параметр бу­
рильных машин. Приведите их систематизацию по этому параметру.

3. Зачем предусмотрены, как устроены и как работают бурильно-
крановые машины на базе грузовых автомобилей, в том числе больше­
грузных? Каким рабочим инвентарем их оснащают? Какие базисные
машины употребляют для Способы бурения. Буровой инструмент работы с ковшовым буром?

4. Как устроена и как работает машина для бурения шпуров?

5. Из каких машин состоит набор для бурения горизонтальных
скважин в насыпях шоссейных и стальных дорог? Опишите последова­
тельность операций бурения. Назовите скорости проходки горизонталь­
ных скважин.


sposobi-izlozheniya-norm-prava-v-statyah-normativno-pravovih-aktov.html
sposobi-izmereniya-inflyacii.html
sposobi-izmereniya-vvp-deflyator-vvp-nacionalnoe-bogatstvo.html