Шнековое бурение.

Выбираем шнек....

Шнековое бурение – это один из самых старых способов бурения скважин, который со временем почти не менялся и пришел в наши дни с самыми небольшими принципиальными усовершенствованиями.

Недостатком является ограничение по максимальной глубине, которую можно достичь без применения дополнительного оборудования. Однако преимущества делают шнековое бурение самым популярным способом создания скважин.

Все, кто связан с бурением скважин навесными гидробурами, по достоинству ценят скорость производимых работ, универсальность применения оборудования, финансовую доступность и относительно не сложную технологию.

Шнековое бурение применяется чаще всего для скважин небольшой глубины (до 20 метров) шнеками небольших диаметров (до 1500мм).

Перечислим несколько самых популярных направлений работ, при которых применяется шнековое бурение:

установка дорожных ограждений, дорожных знаков, оград, столбов и опор различного назначения,

взятие проб грунта с разной глубины,

создание буронабивных свай,

пересаживание деревьев,

завинчивание винтовых свай,

лидерное бурение для забивки свай и т.п.

Наиболее часто шнековое бурение гидробурами производится в грунтах категорий III- Х по классификации крепости горных пород Протодьяконова. В грунтах категорий III-IV процесс бурения более сложный и требует высокой квалификации участников, производящих работы, и использования наиболее надежного и профессионального рабочего инструмента.

Самые распространенные методы шнекового бурения – рейсовый и поточный.

При рейсовом способе бурения используется шнек, который наращивается штанговыми удлинителями для достижения заданной глубины. Шнек забуривается на глубину витков, извлекается из скважины по мере наполнения витковой части буримой породой. Порода сбрасывается в стороне от скважины, шнек погружается обратно за следующей порцией грунта.

Этот процесс продолжается до достижения необходимой глубины. Производительность такого метода зависит, в том числе от длины винтовой части шнека. Но тут нельзя забывать о том, что, чем больше диаметр, тем более тяжелый груз извлекается базовой машиной из скважины.

Сам шнек и удлинители являются внушительной металлической конструкцией, а вместе с грунтом, особенно при большой глубине бурения, этот комплекс может оказаться на грани грузоподъемности базовой машины. На шнеках производства ТП Импульс учтена эта особенность - количество витков зависит от серии шнека и его диаметра, но с учетом максимально возможного объема породы, который предстоит этим шнеком извлечь.

При поточном способе бурения выход породы из забоя происходит постоянно на всей глубине бурения. Этот способ более производительный, чем рейсовый. При работе поточным способом не надо постоянно извлекать шнек с породой, т.к. буримая порода сама движется по всей длине шнека к устью скважины. Достигается такая производительность тем, что реборда идет по всей длине шнека и всех удлинителей. Соединяя шнек и удлинители таким образом, чтобы на стыке последний виток шнека переходил в первый виток удлинителя и так далее, в зависимости от глубины, получается шнековая колонна, производящая непрерывное (поточное) транспортирование буримого грунта из забоя на поверхность.

Выбор способа бурения зависит от поставленной задачи.

Полностью винтовая шнековая колонна всегда более производительная, но стоит дороже, чем шнек с удлинителями-штангами. Если бурится скважина глубиной до 5 или 10 метров, то рейсовый способ бурения будет комфортным, а если 10 метров и глубже, наиболее предпочтительным будет поточный способ.

Есть виды работ, при которых поточный способ не просто предпочтительнее, но именно он и необходим. Это те работы, которые требуют идеально четкие диаметр, вертикальность и ровность по всей глубине скважины, например, лидерное бурение для последующей забивки свай или создание скважин для изготовления буронабивных свай.

Для достижения наибольшей эффективности и качества бурения основное внимание уделяется рабочему инструменту – шнеку.

Слово «Шнек» немецкого происхождения и имеет такие значения, как улитка, завиток, спираль.

Состоит шнек из основания в виде стержня, на котором, вдоль оси, закреплены спиральные витки. По своей сути это конвейер, который доставляет по трубе сыпучие материалы.

Шнек буровой оснащен снизу режущей частью, которая разрушает буримую породу, и присоединительным хабом.

Транспортировка материала осуществляется одновременно с проходкой скважины – это и есть суть шнекового бурения.

Контакт шнека с породой происходит не одновременно по всей площади скважины. При забуривании мощное давление, сконцентрированное в зубьях, передается на породу. Происходит вдавливание зубьев в породу. Если порода мягкая и податливая, с вкраплением камней 0 – 10%, что соответствует V – X категориям крепости пород по шкале Протодьяконова, зубья для абразивного бурения врезаются в грунт и, срезая слой за слоем, транспортируют по шнеку землю к устью скважины.

Если порода соответствует категориям I – IVa, т.е. крепкая или очень крепкая, то применяются скальные зубья, которые вдавливаясь, скалывают и измельчают ее, посылая измельченный материал по стальным виткам (ребордам) с нижней части скважины к ее устью. Трубой в этом случае является скважина. Благодаря разнице коэффициентов трения породы между коэффициентами трения о стальные витки и породу стенок, поднимающаяся масса укрепляет стенки скважины. Коэффициент трения о сталь ниже, чем коэффициент трения о грунт, поэтому разрушенная порода продвигается по центральной части шнека быстрее, чем на границе с грунтом, благодаря чему неровности стенок скважины удерживают и уплотняют породную массу, укрепляя таким образом стенки скважины. Увеличивающуюся из-за трения избыточную температуру шнек отдает буримому грунту.

Во всех сферах деятельности человека недопустимы отклонения в сторону крайностей.

В случае со шнеками это выражено в том, что количество разрушенной режущей головкой породы не должно быть маленьким, т.к. это сократит производительность, и не должно быть большим, т.к. забьет межвитковое пространство и будет стопорить продвижение породы по скважине. Таким образом, шнеки производства ТП Импульс изготавливаются исходя из того, что производительность шнекового транспортера должна быть выше или равна производительности режущей части шнека.

Непосредственно подъем породы по шнековому транспортеру возможен лишь при условии, когда угол линии спирали меньше значений трения породы о поверхность реборды. Этим важнейшим деталям Технопарк Импульс уделяет максимальное значение при проектировании и изготовлении шнеков.

Технопарк Импульс изготавливает для Компании Традиция-К шнеки и удлинители всех типов и размеров для обоих способов бурения.

Эти шнеки предназначены для использования в комплекте с соответствующими моделями гидровращателей Delta, или Импульс, или любой другой марки для бурения в грунте скважин заданного диаметра на заданную глубину при температуре окружающего воздуха от -40°С до +40°С.

Шнеки, изготовленные Технопарком Импульс, подобрать достаточно просто, т.к. они разбиты на серии, каждая из которых имеет свои ограничения по максимальному крутящему моменту.

Шнеки разных серий имеют свои посадочные размеры, что, в большинстве случаев, позволяет избежать ошибки при установке несоответствующих шнеков на гидровращатели Delta или Импульс.