Что такое шнековое бурение скважин

Шнековое бурение скважин технология

Считается, что шнековое бурение является самым дешевым и простым методом бурения скважин. И действительно, бурение шнековым методом отличается высокой скоростью проходки (до 100-300 м за смену).

• 1 Где применяется шнековое бурение
• 2 Технология шнекового бурения
• 3 Плюсы
• 4 Минусы

Если совсем просто объяснять принцип работы шнекового бурения, можно вспомнить ледовый бур, которым зимой пользуются рыбаки для того чтобы сделать лунку. Ледовый бур устанавливается вертикально и за счет вращения и нажима врезается в лёд.

Если же говорить о технологии, то бурение скважины в теории не сильно сложнее.

Где применяется шнековое бурение

Шнековое бурение применяется в основном при бурении песчаных и песчано-гравийных грунтов, а также пород средней твердости для взрывных скважин, инженерных и гидрогеологических исследований, геологической съемке, разведки полезных ископаемых, картировании и т.п. популярно при бурении скважин на воду.

Глубина скважины, обычно до 50 метров, но в зависимости от грунтов может составлять до 100-120 метров.

Диаметр бурения шнеками, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях, для неглубоких скважин, используются шнеки диаметром 1500 мм и более.

Технология шнекового бурения

Шнековое бурение является одним из методов вращательного бурения и осуществляется установкой которая имеет буровую головку, следом идут шнеки, с помощью которых на поверхность транспортируется разрушенная порода (шлам).

Разрушение породы происходит за счет вращения буровой головки, под которой понимается лопастное долото или бур. Инструмент разнообразный и подбирается исходя из свойств породы.

Буровая головка и шнек могут быть раздельными или одним целым, последнее называют шнекобуром.

Шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.

Шнек подбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема. Это важно т.к. в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры.

Нагрев происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.

Буровые шнеки диаметром до 100 мм имеют частоту вращения в среднем 200-500 об./мин., при диаметре 150-200 мм – в среднем 100-200 об./мин.

Реборда шнека служит только для транспортировки разрушенного грунта, а значит разрушающий инструмент (долото или бур) должен быть большего диаметра.

Плюсы

Непрерывный процесс подъема грунта на поверхность;
Шнековая колонна не требует подъема во время бурения;
Высокая скорость углубления (До 100-300 метров за смену).

Минусы

Необходимо быстрое вращение большой и тяжелой шнековой колонны, следовательно, буровая установка должна быть мощной;

Относительно небольшая глубина бурения, обычно до 50 метров;

При попадании на валун дальнейшая проходка может стать проблемой, скорее всего бурить придётся рядом;

Шнековое бурение скважин

Шнековое бурение — самый простой, экономный и рациональный метод получить скважину для воды глубиной до 45 метров и диаметром 60 сантиметров. Способ активно используется при наличии мягких и средних почв, например, глины, песка или торфа. Технология доведена до совершенства, поэтому спустя всего 1–2 дня после оставленной заявки заказчик принимает готовую работу.

Принцип шнекового бурения

Этот способ создания скважин получил свое название из-за особенностей конструкции. Главный элемент техники — винтообразный шнековый транспортер. По сути, это бур, на котором наварены реборды из стали толщиной около 5 миллиметров.

В процессе бурения скважины МГБУ винт начинает вращаться, извлекая грунт вверх. Некоторая часть земли утрамбовывается в стенки, делая их более прочными и устойчивыми. Если в породе присутствуют валуны или камни, это значительно усложняет задачу.

После достижения буром водного горизонта аппарат постепенно извлекается. Затем для предохранения от обвалов устанавливается обсадная труба.

Важная особенность шнекового метода — отсутствие промывочной жидкости. Она не нужна, так как шнек самостоятельно удаляет разрушенную породу и нужды в промывке земли нет. Отсутствие этого этапа делает шнековое бурение еще бюджетнее, поэтому его стараются использовать при любой удобной возможности.

Когда применяют шнековое бурение?

Такой метод в последние годы активно набирает популярность. Это связано с тем, что сегодня загородное строительство бурно развивается. Многие владельцы частных домов и земельных наделов выбирают шнековое бурение, так как оно самое эффективное и оптимальное по денежным и трудовым затратам. Кроме того, как правило, на частных территориях бывают сыпучие, неплотные грунты, которые как нельзя лучше подходят для работы буром с ребордами.

Преимущества и недостатки шнекового бурения

Эта технология хороша следующим:

1. Повышенная скорость бурения без необходимости дополнительно перемалывать отработанную породу.
2. Низкая цена в сравнении с другими методами.
3. Отсутствие потребности в подъеме бурильной колонны в процессе работ и принудительном охлаждении инструмента.
4. Уплотнение и укрепление стен скважины с помощью грунта, поднимаемого к устью.
5. Относительно небольшие затраты электроэнергии.
6. Не требуется подача бурильной жидкости.
7. Мобильность и компактность буровых установок. Техника может быть доставлена на любой участок.
8. Безопасность рабочего процесса.

Шнековый метод бурения обладает одним недостатком — ограничения в отношении характеристик грунта. Технологию невозможно использовать на почвах с высокой плотностью и вязкостью.

Тем не менее, такой способ создания скважин позволяет эффективно решать вопрос водоснабжения, поэтому занимает ведущую позицию в рейтинге с подобными методиками.

Шнековое бурение

Шнековое бурение (англ. auger drilling) — вращательное бурение, при котором разрушенная порода доставляется из скважины на поверхность шнеком (бурильной трубой с навитой на ней стальной лентой — ребордой). Шнеки соединяются между собой посредством резьбы или фигурного соединения. Разрушение породы на забое при шнековом бурении происходит путем резания и разрыхления.

Достоинства шнекового бурения выражаются в повышении скорости бурения мягких пород за счет сокращения (до минимума) числа спускоподъемных операций. Большим достоинством этого бурения является его универсальность, выражающаяся в возможности выполнения различных операций на забое скважины через полую колонну шнеков (закачка цементного раствора при сооружении буронабивных скважин с последующей установкой арматуры, установка фильтров при бурении водозаборных скважин, отбор керна с помощью ударно — канатного бурения и т.п.). Отбор керна возможен также при использовании специальных колонковых шнеков.

Возможности

АО «МОЗБТ» производит широкий ассортимент шнеков для Ямобуров (AICHI, Kanglim, Junjin, Hotomi и др.) и Гидровращателей (Delta, Digga, Hydra и др.) . Возможно изготволение наконечников по вашим размерам . :

• Шнеки для бурения (в т.ч. шнеки строительные непроходные, строительные забурники непроходные и скальные)
• Штанги бурильные
• Лопастные долота, буры и забурники
• Забурники шнековые
• Переводники шнековые
  и широкий ассортимент другой, необходимой для шнекового бурения, продукции.

Шнековое бурение скважин

Шнековый метод бурения — один из видов проведения буровых работ, который применяется для бурения неглубоких скважин на песок.

Есть много способов бурения скважин на воду, в этой статье мы рассмотрим шнековый метод бурения. Этот метод до сих пор считается одним из наиболее популярных. Применяется данный способ во многих случаях, а технология простая среди аналогов, но не лишенная тонкостей. Проделанная скважина может прослужить для разных целей: от самого простого (подачи воды) и до более сложного (нефтяные системы).

Шнековым бурением является метод, когда разрушенная порода добывается из скважины на поверхностный участок с помощью шнека.

В процессе применения этого метода используют буровые устройства с подвижным вращателем с повышенным крутящим моментом, которые имеют ход подачи от 1,8 до 3 метров, но иногда бывает и до 15. Шнеки между собой соединяются за счет элементов фигурного сечения и резьбы.

Деформация породы в забое при данном бурении производится путём разрыхления горных пород буровым лопастным долотом. При бурении массивных горных пород, а также гравийно-галечных отложений применяются долота, у которых лопасти приведены к забою под углом 90°, в рыхлых (или мягких) породах — 30-60°. При использовании данного метода разрушенной породой охлаждаются острые элементы долота. Вследствие скольжения по шнековой спирали проходят куски породы. Из-за трения породной массы о поверхность шнека гораздо меньше, чем за трение о стенки скважины. При обычной транспортировке разрушенная порода достигает 0,2-0,4 м3 объёма межвиткового промежутка. Производство шнекового транспортёра больше или равно производству долота.

Технология шнекового бурения

Шнеки с центральным каналом считаются самыми надежными, тем самым вода или воздух поступают через них забою. Такой способ снижает крутящий момент и коэффициент трения породы о поверхность шнеков. По каналу шнеков продвигаются забивные грунтоносы, спускаются в скважину взрывчатые вещества и фильтры. Полые шнеки используются в качестве обсадной колонны. Опорный канал шнеков при бурении плотным забоем закрывают съёмным долотом на бурильных трубах или канате.

Когда лучше применять шнековый метод бурения

Шнековый метод применяют для бурения скважин скважин на песок глубиной до 50 метров, диаметром от 60 до 800 мм. Этот инструмент хорошо подходит для деформации гравийно-песчаных и песчаных грунтов, в породах средней твёрдости, при ведении геологоразведочных, взрывных работ.

Предварительные работы

Перед началом буровых работ нужно провести геологоразведку, так как в противном случае работа будет проведена напрасно. Подготовительные работы требуется начинать с откопки технического котлована глубиной в 1 м. Поднимаемый грунт будет скидываться в этот котлован. Размеры котлована разные, они зависят от потенциальной глубины бурения. Если этого не учитывать, то при бурении на огромную глубину уже через 20 метров работы будут большие трудности в движении.

Описание метода

После чего можно ставить механизм для работы шнекового бурение скважины. Если устройство данного механизма создавалось до 1990 года, то под этот бур следует выкопать маленькую ямку 40*40*40 см, чтобы бур не «ходил», а сразу врезаться в почву.

В качестве базы к конструкции закреплена вращательная труба, и она дает начало движению двигателям. В низу трубы имеется крепежный механизм, он показан щелью под стальной стержень, который фиксируется скобами. Как раз в эту трубу ставятся буры с наваренной сталью, похожие на спирали, а затем фиксируются. Сами колонны часто обладают полой структурой, следуя из этого изнутри собирается срез породы. В самом низу механизма есть специально предназначенное долото на 2 блока. Оно разбивает, а потом перемалывает породу, и устремляя ее к подъемному конструктору.

После того, как первый бур полностью врезается в породу, следует его слегка поднять и потом поставить на место. Такой шаг даст возможность защитить механизм от залипания в породе, а если нужно будет длительный перерыв, то механизм подымается на вес, затем под спираль ставится швеллер для сохранения в таком положении. Затем укрепляющая скоба вбивается молотком, вращательная труба подымается, ставится колонна, и вновь все закрепляется на этом же месте.

Важно! При данной работе непрерывно из скважины будет выбрасываться порода, которую следует убирать в заранее выкопанный котлован. Необходимо постоянная ручная работа по отбрасыванию грунта от устья скважины.

Шнековый метод отнимает гораздо больше времени по сравнению с другими методами бурения, поэтому следует запастись терпением.

У данного бурения скважин есть большое преобладание по скорости проходки. А также вместе с бурением укладываются и продавливаются стенки скважины, поддерживающие породу и устраняющее обрушение.

Проложенные стенки скважины бывают из стали или пластика. При шнековом бурении скважин нет необходимости в промывке скважины во время бурения.

Достоинствами шнекового бурения считается простота организации работ и высокие скорости.

Перспективы данного бурения связанны с использованием специализированного бурового оборудования с высокой мощностью, комбинацией этого способа с другими видами бурения, например, с продувкой и с промывкой, с использованием съёмных керноприёмников и постоянным выносом породы.

Наряду с достоинствами, есть и свои минусы шнекового бурения. Самый главный недостаток — это незначительная глубина. Также вращение массивной шнековой колонны требует приложения немалых сил.