Шнековое бурение скважин: особенности технологии и снаряда для бурения вручную и установкой

Технология шнекового бурения скважин

Бурение скважин на воду это работа ответственная и требующая соответственного опыта и оборудования. Нужно учитывать множество нюансов самих работ и особенности почвы.

Также, важен правильный выбор технологии бурении. Одним из самых простых и, что самое главное дешевых будет шнековый метод. Он довольно популярен и позволяет быстро делать скважины.

Принцип работы шнекового метода

Этот метод относится к вращательным, и на самом деле довольно простая и доступная для самостоятельного использования. Один из популярных представителей – это обычный садовый ямобур. Еще один представитель ручных шнековых устройств – это ледоруб. Эти устройства всем знакомы и понятны.

Принцип технологии бурения шнеком заключен в постоянном вращении лопастей и подачи выработки на поверхность. В своей основе, шнеки для бурения скважин на воду состоят из:

центральной трубы или буровой штанги, по всей длине которой спирально прикреплена стальная полоса;
наконечника, который осуществляет врезку в грунт.

Наконечник режет и разрыхляет почву. А металлическая полоса выполняет функции транспортерной ленты, по которой из скважины подается выработанный в процессе бурения грунт.

Наконечник чаще всего делается съемным, так он может меняться в зависимости от типа почвы. Обычно применяются:

трехлопастное долото;
долото с двумя лопастями;
лопастной бур.

В некоторых модификациях, наконечник делается несъемным.

Вообще, этот метод применяется в основном для изготовления неглубоких скважин. Однако при необходимости длина проходки может превышать 50 метров. Во время проведения работ не требуется поднимать оснастку. По ходу заглубления шнеки наращиваются дополнительными секциями.

Особенности

Технология бурения шнеком используется в основном на сыпучих и рыхлых грунтах. Она обеспечивает высокую скорость проведения работ – за день можно пройти 100-200 метров, а это довольно хороший показатель.

При бурении, есть один нюанс – выбор шага витков ленты, должен рассчитываться таким образом, чтобы шлам (выработанный грунт) не занимал больше половины от объема межвиткового пространства. В идеале, выработка должна занимать около 30% этого объема.

Это нужно учитывать, т.к. за счет быстрого вращения, шнек и наконечник будут нагреваться. Скорость может составлять:

при диаметре оснастки в 200 мм – скорость вращения 100-150 оборотов в минуту;
при диаметре в 100 м – скорость вращения до 500 оборотов в минуту.

Таким образом, охлаждение шнека происходит за счет движения породы по лопастям. В некоторых модификациях предусмотрено и водяное охлаждение. Для этого, шнек для бурения скважин делается на основе полой трубы, по которой может подаваться жидкость для охлаждения.

Достоинства и недостатки

Как и другие методы бурения, у шнекового есть свои характерные плюсы и минусы.

простота;
быстрота проведения работ;
можно делать скважины большого диаметра, вплоть доя 150 см;
есть возможность бурить глубокие отверстия;
выработанный грунт поднимается непрерывно поднимается на поверхность, при этом не требуется вынимать оснастку;
не требуется подача промывочной жидкости, как например, при роторной технологии;
можно бурить в любом направлении, например под углом;
широкий спектр применения, помимо питьевых скважин, установки применяются для разведывательных работ, установки столбов и свай и т.д.

подходит не для всех типов почв – лучше всего работает на рыхлых и мягких грунтах;
не получится сделать глубокие отверстия.

Однако, один из главных недостатков – это невозможность использования на твердых почвах. К тому же, если во время работ шнек наткнется на большой камень – это может остановить процесс. Таким образом, шнековый метод уступает другим по универсальности, например, канатно-ударному, который может использоваться практически где угодно.

С другой стороны, простота оборудования и скорость проведения работ делают этот метод популярным. Особенно он востребован когда проводятся работ на малых глубинах.

Оборудование

Шнековые установки для бурения скважин разделяются на три типа:

ручные;
легкие передвижные;
тяжелые передвижные.

Они предназначаются для разных задач однако работают по одному принципу.

Ручные установки

Основное достоинство таких моделей это легкий вес и компактность. Многие модели оснащаются мотором, что значительно облегчается процесс сверления отверстий в земле.

Основные характеристики ручных моделей:

компактность;
небольшой вес – максимальная масса установки достигает 200 кг, средняя же весит до 50-80 кг;
используются для бурения питьевых скважин, а также других строительных работ.

Благодаря своей компактности, эти малогабаритные установки могут применяться в любых условиях. Также можно вести работы в помещениях, например в подвале.

Легкие самоходные установки

Это более мощные агрегаты, которые устанавливаются на базу грузовых автомобилей. Благодаря этому облегчается их транспортировка. Кроме того, они могут использовать шасси автомобиля в качестве платформы для бурения.

вес установок может достигать 1 тонны;
легкость передвижения;
высокая производительность.

Естественно, такие агрегаты выигрывают ручных, однако это уже промышленное оборудование.

Тяжелые установки

Они также монтируются на базе шасси тяжелого грузового транспорта. Однако в отличие от легких, они представляют собой уже буровой комплекс, т.к. интегрированы с системами автомобиля.

управление установкой с автомобиля;
возможность бурения скважин больших диаметров и глубин;
автономная работа – не требуется подключение дополнительного оборудования.

Таким образом, установки для этого типа бурения довольно широко представлены на строительном рынке. И позволяют выполнять разные типы работ, а также ориентированы на все группы потребителей – от домовладельцев до крупных промышленных предприятий.

Буровые установки ЛБУ

Одна из самых популярных передвижных установок для шнекового бурения это модель ЛБУ 50. Она ставится на шасси таких грузовых машин:

Эти бурильные агрегаты отличаются высокой мощностью и надежностью. Они применяются как для изготовления питьевых скважин, так и для общестроительных и разведывательных работ.

Машина может осуществлять разные типы работ:

шнековое бурение;
ударно-канатное;
с промывкой;
с продувкой;
колонковое.

Таким образом, она достаточно универсальна и может применяться на различных видах почв. Также, в процессе бурения станками типа лбу, можно устанавливаться обсадные трубы.

относится к классу самоходных установок;
максимальный диаметр скважины – 850 мм;
максимальная глубина проходки – 200 м;
глубина бурения шнеками – 50 м.

В базовой комплектации установка оснащена всеми необходимыми элементами для проведения бурильных работ.

Установка СО-2

Это еще одна популярная промышленная модель. Шнековое бурение скважин станками типа со 2 применяется в основном для обустройства свай. Основой для установки служат подъемные краны, либо экскаваторы.

Основные характеристики модели:

возможность расширять основание скважины;
максимальная глубина бурения – 30 метров;
максимальный диаметр – 60 см;
тип бурения – шнековый.

Стоимость оборудования

Средняя цена бурильного оборудования может варьироваться от нескольких тысяч рублей до миллионов. Это обусловлено тем, что на рынке представлено множество моделей, ориентированных на разных потребителей.

установка ЛБУ-50 – средняя стоимость в зависимости от базы и комплектации варьируется от 3-х до 4-х миллионов рублей;
малогабаритные установки значительно дешевле. Например, модель УКБ-12/25 стоит около 200 тысяч, а ПМ-23 в районе 100 тысяч;
комплекты для ручного бурения обойдутся еще дешевле – средняя стоимость будет в пределах 20-30 тысяч;
простой шнековый бур можно приобрести за 2-3 тысячи.

Среди оборудования, наиболее популярен и разнообразен модельный ряд малогабаритных установок. Поскольку за сравнительно небольшие деньги покупатель получает полноценный бурильный агрегат.

Особенности работ

Эта технология имеет некоторые особенности:

Самым эффективным способом проходки шнековым способом, считается бурение с оборудование оснащенным центральным каналом. В этом случае к резцу может подаваться воздух или специальный водяной раствор;
Если требуется делать глубокие скважины, чаще всего совмещаются разные технологии проходки. Например, дополнительно используется ударно-канатное. Это обусловлено тем, что шнек не предназначен для прохождения твердых пластов, а так же валунов;
стенки отверстия во время бурения очень уплотняются, поэтому, для скважин чаще всего характерен низкий дебет.

Таким образом, технология хоть и имеет некоторые недостатки, однако получила широкое распространение. Это обусловлено первую очередь быстротой и простой технологии – что незаменимо при проведении строительных работ. Также, она распространенная и среди домовладельцев, поскольку позволяет делать скважины без значительных финансовых затрат.

Технология бурения скважин шнековым методом

Шнековое бурение скважин – эффективный способ, не требующий привлечения высокотехнологичного оборудования. Данный метод преимущественно используется для грунтов песчаного или гравийно-песчаного типа. Принцип работы бурильного оборудования заключается в разрушении режущим инструментом породы и доставка ее на поверхности при помощи винта шнека. При этом для повышения эффективности процесса бурения промывка скважины не осуществляется. Данный метод не применяется на территории, где находятся грунты высокой твердости.

Технология бурения

Для бурения скважин шнековым способом происходит постоянное вращение рабочего инструмента с лопастями. Это обеспечивает бесперебойную подачу отработанной породы на поверхность, что очень удобно. Шнеки, осуществляющие все предвиденные технологией операции, состоят из центральной трубы, которую также называют буровой штангой. По ее поверхности по всей длине под определенным углом размещается стальная полоса. Именно она транспортирует разрушению почву на поверхность.

В конструкции шнека присутствует острый наконечник, который осуществляет врезку в грунт. Чаще всего его делают съемным. Это позволяет менять наконечник, зависимо от типа обрабатываемого грунта. При шнековом бурения чаще всего применяются следующие типы наконечников:

долото, оснащено трема лопастями;
лопастный бур;
долото с двумя лопастями.

Во время бурения скважин на воду одновременно происходит формирование и укрепление ее стенок. Для этого может использоваться бетон или металл. Также следует не забывать, что данный метод редко применяется для производства глубоких скважин. Но при необходимости длина проходки может достигать 50 м. Поэтому шнек для бурения оснащается дополнительными секциями.

Особенности технологии

Шнековый метод бурения эффективен в сыпучих и рыхлых грунтах. При этом он категорически не подходит для работы в глинистых пластичных грунтах. В последнем случае порода будет прилипать к лопастям, и ее удаление из глубины на поверхность станет невозможной. При использовании метода достигается отличная скорость передвижения бура – до 100-200 м за сутки.

При эксплуатации бурильного оборудования необходимо внимательно выбирать шаг между витками стальной ленты. Он должен рассчитываться таким образом, чтобы отработанный грунт занимал менее половины межвиткового пространства. Лучший вариант – выработка занимает 30% объема.

Также во время работы шнековый бур имеет способность нагреваться. Поэтому при изготовлении оборудования необходимо учитывать соотношение между диаметром инструмента его скоростью вращения:

при диаметре до 200 мм допустимая скорость вращения составляет 100-150 об./мин.;
при диаметре до 100 мм оптимальная скорость вращения – 500 об./мин.

Снижение температуры оснастки будет происходить при передвижении разрушенной породы по лопастям. Некоторые модели оснащены водяным охлаждением. В данном случае шнек выполняют в виде полой трубы. Для охлаждения внутрь инструмента подается вода, которая предотвращает перегрев.

Достоинства и недостатки метода

Технология шнекового бурения скважин имеет множество преимуществ:

обеспечивается высокая скорость бурения без дополнительного перемалывания отработанной породы;
очищение углубления в грунте осуществляется непрерывно;
обеспечивает глубину бурения от 1,5 до 70 м;
простота технологии;
отсутствие необходимости привлечения высокотехнологичной техники и оборудования;
не нужно осуществлять подачу бурильной жидкости, что упрощает процесс работы;
при необходимости скважина может размещаться под небольшим углом;
широкий спектр применения в различных отраслях – для бурения питьевых скважин, для формирования свайных фундаментов;
возможность осуществления геологической разведки территории.

Шнековое бурение скважин не лишено недостатков. Данный метод невозможно использовать в глинистых грунтах или при наличии почвы с большой плотностью. При попадании режущего инструмента на камень (даже небольшой по размеру) работу можно прекращать. Дальнейшее передвижение становится невозможным. Также при углублении шнека на значительную глубину необходимо приложить немало усилий.

Применение ручных установок

Оборудование ручного типа обладает множественными достоинствами – компактность, мобильность, возможность эксплуатации в ограниченной по площади территории (например, в подвальном помещении). Для облегчения проведения всего комплекса работ аппарат может оснащаться электрическим приводом.

Средний вес таких установок составляет 50-70 кг. При этом максимально данное оборудование может весить 200 кг. Ручные установки способны пробурить питьевую скважину или отверстие для свайного фундамента.

Легкое самоходное оборудование

Легкое самоходное оборудование является более мощным. Его устанавливают на базе грузового автомобиля, что позволяет осуществить транспортировку на любое расстояние. При этом их шасси может использоваться в качестве платформы, из которой будет осуществляться бурение.

К другим особенностям легких самоходных установок относят:

высокая производительность;
оборудование относят к промышленному типу;
мобильность;
максимальный вес оборудования достигает 1000 кг.

Буровое оборудование ЛБУ

Модель ЛБУ 50 устанавливается на шасси многих грузовых автомобилей – ЗИЛ, УРАЛ, КамАЗ. Данное оборудование характеризуется высокой скоростью, универсальностью и надежностью.

С помощью самоходной установки ЛБУ 50 можно пробурить скважину диаметром до 850 мм и глубиной до 200 м. При этом шнеки применяются только до уровня 50 м. Глубже используются альтернативные способы бурения – ударно-канатный, с промывкой или продувкой.

Этапы проведения работ

Шнековый способ бурения применяется для формирования скважин вертикального или горизонтального направления. В последнем случае присутствуют следующие этапы работ:

Осуществляется подготовка оборудования, его установка на специальную устойчивую платформу.
Роют котлован для удаления сыпучих и неуплотненных грунтов.
При помощи лазерных измерительных устройств определяют направление бурения.
Происходит установка всего необходимого оборудования, обсадной трубы.
Углубление бура происходит до упора, пока не будет достигнута максимальная глубина.
Рабочий инструмент извлекают на поверхность.
К буру подсоединяют новую секцию, что позволяет достигнуть необходимой глубины.

Вертикальное бурение происходит также, но данный метод не требует применения обсадной трубы.

Видео по теме: Первое в жизни бурение скважины обломал шнек 16 метров глины

Технология и тонкости шнекового бурения скважин

Шнековое бурение скважин отличается высокой скоростью проходки, но такое бурение невозможно осуществить в породах высокой твердости. Применяют такое оборудование: ручные шнековые установки, самоходные легкие и тяжелые, буровые установки СО-2 и ЛБУ.

Что такое шнековое бурение

Суть процесса заключается в разрушении долотом породы, с последующей доставкой ее на поверхность с помощью винта шнека, который вращается с большой частотой. Такой метод используется при наличии породы невысокой твердости и без промывки скважины.

Особенности процесса:

При шнековом бурении обеспечивается большая скорость работ без перемалывания и истирания уже отделенной от забоя породы.
Забой очищается непрерывно, одновременно с разрушением породы.
При отделении от забоя порода поступает на винт-шнек, который вращается с большой скоростью. Возникающие при этом центробежные силы прижимают ее к стенкам, а постоянно движущаяся винтовая лента поднимает породу вверх. При этом часть породы ребордой ленты втирается в стенки.
При таком процессе забой хорошо очищается от разрушенной породы. Это обеспечивает большие скорости бурения до IV категории пород по буримости.
Большая механическая скорость обеспечивается при прохождении слабых цементированных отложений мелкой гальки и щебня. Связано это с тем, что последние не разрушаются, а выносятся на поверхность целиком.
Шнековый транспортёр плохо работает в вязких глинах, налипающих на шнеки и препятствующих транспортировке выбуренной породы.
Долото и шнеки охлаждаются за счет их быстрого заглубления в мягкие породы с постоянно изменяющейся температурой.
Шнековое бурение можно производить на глубину от 1,5 до 80 метров.
Используется такой процесс для проходки поисковых и инженерно-геологических скважин, при гидрогеологических исследованиях в сочетании с другими методами.

Преимущества бурения шнеком в мягких породах:

Высокая скорость углубления.
Транспортировка породы осуществляется без подъема инструмента, непрерывно.
Бурение можно производить без промывки.
Сравнительно малая глубина бурения.
Вращение тяжелой шнековой колонны требует большей мощности.

В конструкцию инструмента для бурения шнеками входят:

Инструмент для бурения скважин

Совет: Чтобы увеличить ресурс долота его нужно армировать твердосплавными резцами. Диаметр долота должен быть на 15-20 мм больше, чем диаметр шнека, для свободного вращения в скважине колонны шнеков, из-за того, что на ее стенках образуется шламовая корка.

Наибольшей популярностью пользуются двух- и трехлопастные долота. У трехлопастного долота корпус выполнен методом литья из стали с зубчатыми лопастями, имеющими наклон по винтовой линии.

Чем отличаются роторное и шнековое бурение скважин

Не следует путать эти виды бурения. Рабочий орган установки для роторного бурения – тоже металлическая колонна с долотом на конце. Но порода при погружении инструмента не транспортируется наверх автоматически, а вымывается глинистым раствором или выдувается. Различия методов:

глубина бурения шнеком – от полутора до 120 метров, самая глубокая роторная скважина – 9 км;
условия работы. Поскольку роторная технология задействует раствор, есть ограничения по внешней температуре. Рекомендуемая температура при бурении шнеком – до минус 20. Это популярный способ при бурении зимой, а ротором лучше работать в теплое время;
в отношении грунта роторный метод почти универсален, а шнек рекомендован для сухих мягких почв;
скорость шнекового бурения получается выше, поскольку можно работать одним инструментом безостановочно. При роторном часто меняют насадки;
стоимость роторного бурения выше за счет большей сложности технологии: вымывание, выдувание, монтаж осадочных колец.

Из-за этих различий роторный и шнековый метод применяются в разных ситуациях:

роторный – преимущественно при устройстве артезианских скважин, на твердых грунтах, при глубинной разведке;
шнековый – при устройстве скважин малой глубины: на воду в районах с неглубоким залеганием водоносного слоя, на мягком грунте, в зимний период; для фундаментов; для инженерно-геологических исследований.

Особенности бурения шнеком

Метод применим при разработке рыхлых и сыпучих грунтовых пород.

Ограничением является наличие глинистых пластичных грунтов, которые налипают на бур и не выдаются на поверхность. Это означает, что процедура теряет свой смысл. Шнековое бурение – технология скоросного бурения, за сутки можно пройти до двух сотен метров.

При производстве работ необходимо учитывать температурный режим. Механическое воздействие на бур приводит к его перегреву, если скорость вращения слишком высока. Есть буры, которые оснащены системой водяного охлаждения. В данном случае предполагается подача охлаждающей жидкости в шурф. Шлам должен заполнять полости, ограниченные спиралью, не более, чем на треть.

Технология вертикальной проходки выработок

Шнек – высокопрочная бурильная труба с навитой спиралью, которая выполняет функцию вертикального винтового транспортёра. Под действием осевой нагрузки рабочая часть бурового снаряда внедряется в породу и разрушает её путём резания и разрыхления. Одновременно шнековым буром производится подача отработанного грунта на спираль шнека.

Под действием центробежных сил разрыхленный грунт поднимаются по лопастям буровой колонны вверх. Подъём происходит благодаря скольжению по спирали, так как трение грунта о шнек меньше, чем о стенки скважины.

Так разрушенная порода доставляется в измельченном состоянии от забоя на поверхность, и выбрасывается через устье скважины. При незатрудненной транспортировке грунт заполняет 30-40% от всего объёма межвиткового пространства.

Параметры шнековой колонны должны обеспечивать быстрый подъём всей массы грунта, разрушенного шнеком. Однако при бурении часть разрыхленного грунта осыпается обратно на забой. Потому при выполнении шнекового бурения и требуется более усиленная прочистка ствола, а по завершении нужна обязательная промывка.

Горизонтально направленное бурение шнеком

При монтаже инженерных коммуникаций различного функционального назначения под препятствиями (автомагистралями, железнодорожными путями, лесными массивами) применяют горизонтально направленное шнековое бурение.

На начальном этапе работ роют два котлована – стартовый (рабочий) и приёмный. Они должны находиться на одном уровне со спроектированной скважиной. После этого в рабочий котлован спускают и монтируют необходимое оборудование.

Такое оборудование имеет большой ход подачи и оснащено износостойкой буровой головкой из высоколегированной стали. На нём также установлен зонд для отслеживания бурения. Получая на монитор сигналы, оператор контролирует ход процесса и может корректировать направление движения, а также угол наклона буровой головки.

Когда шнек входит в приёмный котлован, то есть конечную точку согласно проекту, бур снимают. Вместо него фиксируют расширитель и трубу. После этого запускают вращение лопастей в обратном направлении, чтобы затянуть трубу в готовую скважину. По окончанию бурильных работ из стартового котлована извлекают шнековую установку.

Бестраншейный метод позволяет осуществлять прокладку труб под коммуникации ниже уровня грунтовых вод длиной до 80 м. При этом все сложные работы выполняются без трудоемкой разработки траншей, что даёт возможность минимизировать время исполнения и сократить финансовые затраты.

Применяют горизонтальное шнековое бурения при укладке напорных трубопроводов и монтаже систем связи в зонах, где произвести прокладку другими способами невозможно. Главное преимущество бестраншейной прокладки – экономичность. Кроме того, для поддержки устойчивости готовой выработки нет необходимости использовать бетонит или другие полимеры.

Особенности бурения в разных породах

Базовые технологические параметры бурения скважины – осевая нагрузка и частота вращения винта шнекового транспортёра. При увеличении нагрузки непременно повышается и скорость проходки, что может привести к возникновению разных аварийных ситуаций.

Поэтому обязательно нужно следить, чтобы объём отделяемой в единицу времени шнеком породы не превышал производительности транспортёра. В противном случае на витках образуются пробки.

Как правило, пластичные глинистые породы, пески рыхлые и средней плотности бурят без принудительной подачи осевой нагрузки. Шнековый инструмент внедряется в грунт под своим весом, а также за счёт реактивного усилия, возникающего при подаче отработанной породы к устью цилиндрической выработки.

Осевые нагрузки до 5 кН обычно создают при стартовом забуривании скважины, при бурении в твердых супесях, суглинках, глинах, аргиллитах, алевролитах. Частота вращения колонны при этом не должна превышать 1,7-3,3 с-1.

При более высоких частотах внутри возникают вибрации, из-за которых звенья буровой колонны могут утратить соединения. В итоге буровой снаряд останется на забое, достать его практически невозможно, значит, придется бурить новую выработку. А при малых частотах сильно затрудняется транспортировка отработанного грунта наверх.

С увеличением твёрдости пород осевые нагрузки повышают. Бурение в гравийных и дресвяно-щебнистых грунтах, мёрзлых суглинках, водонасыщенных песках, алевролитах с включением кварца производят с осевой нагрузкой 8-10 кН на долото и частотой вращения колонны 1,3-2,2 с-1.

Галечники и породы с включением валунов шнековым методом не бурят. Эти окатанные обломки скальных пород разрушают долотом и поднимают на дневную поверхность желонкой.

Бурение в песках различной плотности и степени насыщения водой, гравийных и щебенистых отложениях ведут при больших оборотах и одновременно укрепляют стенки выработки обсадными конструкциями.

Чтобы этого избежать, снижают скорость бурения до минимально возможной, расхаживают колонну и добавляют воду в скважину. Также в подобной ситуации помогает периодический подъём бурильного инструмента на поверхность и очистка от налипшего суглинка.

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.

Преимущества и недостатки шнекового бурения

Среди положительных сторон стоит выделить такие плюсы:

Работы выполняются быстро.
Стены скважины самопроизвольно закрепляются в ходе выемки грунта на поверхность.
Процесс проходит непрерывно.
Имеется возможность создавать скважину большой глубины.
Для выборки почвы не нужно использовать сторонние разработки.
безопасность бурения.
Нет необходимости в подаче бурильной жидкости.

Малогабаритная буровая установка для бурения скважин на воду

Но есть и обратная сторона медали – главный минус заключается в ограниченности по части типа грунта. То есть шнековая технология неприменима на участках с очень плотным или вязким грунтом.

Оборудование

Шнековые установки для бурения скважин разделяются на три типа:

ручные;
легкие передвижные;
тяжелые передвижные.

Они предназначаются для разных задач однако работают по одному принципу.

Ручные установки

Основные характеристики ручных моделей:

компактность;
небольшой вес – максимальная масса установки достигает 200 кг, средняя же весит до 50-80 кг;
используются для бурения питьевых скважин, а также других строительных работ.

Благодаря своей компактности, эти малогабаритные установки могут применяться в любых условиях. Также можно вести работы в помещениях, например в подвале.

Легкие самоходные установки

Особенности:

вес установок может достигать 1 тонны;
легкость передвижения;
высокая производительность.

Естественно, такие агрегаты выигрывают ручных, однако это уже промышленное оборудование.

Тяжелые установки

Особенности:

управление установкой с автомобиля;
возможность бурения скважин больших диаметров и глубин;
автономная работа – не требуется подключение дополнительного оборудования.

Буровые установки ЛБУ

Эти бурильные агрегаты отличаются высокой мощностью и надежностью. Они применяются как для изготовления питьевых скважин, так и для общестроительных и разведывательных работ.

Машина может осуществлять разные типы работ:

шнековое бурение;
ударно-канатное;
с промывкой;
с продувкой;
колонковое.

Основные характеристики:

относится к классу самоходных установок;
максимальный диаметр скважины – 850 мм;
максимальная глубина проходки – 200 м;
глубина бурения шнеками – 50 м.

В базовой комплектации установка оснащена всеми необходимыми элементами для проведения бурильных работ.

Установка СО-2

Основные характеристики модели:

возможность расширять основание скважины;
максимальная глубина бурения – 30 метров;
максимальный диаметр – 60 см;
тип бурения – шнековый.

Стоимость оборудования

установка ЛБУ-50 – средняя стоимость в зависимости от базы и комплектации варьируется от 3-х до 4-х миллионов рублей;
малогабаритные установки значительно дешевле. Например, модель УКБ-12/25 стоит около 200 тысяч, а ПМ-23 в районе 100 тысяч;
комплекты для ручного бурения обойдутся еще дешевле – средняя стоимость будет в пределах 20-30 тысяч;
простой шнековый бур можно приобрести за 2-3 тысячи.

Среди оборудования, наиболее популярен и разнообразен модельный ряд малогабаритных установок. Поскольку за сравнительно небольшие деньги покупатель получает полноценный бурильный агрегат.

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение;
рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия);
подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ);
углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм);
подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%;
для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер;
металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Аналогичным способом в последовательном порядке извлекаются все элементы установки.

Шнековое бурение: особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Способы бурения скважин зависят от свойств горных пород, залегающих на территории исследуемого участка. Проходка выработок с помощью шнекового инструмента производится в мягких и средней крепости грунтах. Технология существует давно и остается востребованной благодаря простоте и доступности.

Бурение скважин шнеком.

Технология бурения

Проходка ствола скважины заключается в разрушении резцами породы в глубине выработки и выдаче шлама на устье посредством шнека — стальной ленты, обвивающей буровой снаряд. Для крепких скальных массивов шнековое бурение не подойдет. Установки для проходки скважин размещают на самодвижущихся шасси, оснащенных приводом для вращения режущего инструмента и приспособлением для заглубления обсадных труб.

Технология строительства скважин зависит от прочности грунта, назначения выработки и выполняется 3 методами:

Бурение с последующей обсадкой: сначала проходится ствол, а затем его стенки укрепляются трубой. Используется технология в устойчивых породах формированием выработки диаметром большим, чем гильза. Для скважины 185 мм готовят обсадку Ø178, по окончании проходки секциями впрессовывают в ствол.
Совмещение процессов бурения и обсадки применяется в неустойчивых и обводненных породах. Вращение колонны со шнековым буром и вдавливание трубы осуществляется одновременно.
Проходка ствола без крепления. Не всегда требуется усиление стенок выработки посредством обсадных труб или бетонирования: при бурении под столбы и с целью инженерно-геологических изысканий прочность скважины изнутри требуется лишь на короткое время.

Для проходки артезианских колодцев шнековый способ непригоден: предельная глубина метода 50 м. Чтобы обеспечить погружение резцов к забою, используют дополнительные шнековые секции.

Особенности технологии

В отличие от иных вариантов бурения, предназначенных для крепких пород, при шнековой проходке не требуется выдувание сжатым воздухом или вымывание водой разрушенной мелочи из забоя. Шлам удаляется шнеком одновременно с резанием грунта.

Прежде чем воспользоваться бурением, полезно ознакомиться с его особенностями:

Влияние свойств и обводненности почвы — при сочетании этих факторов применить такой метод в глинистых породах невозможно: налипание шлама на шнек не даст углубиться буровому снаряду. Сыпучие и рыхлые почвы позволяют использовать шнековую установку даже в ручном варианте.
Режим вращения режущей насадки в зависимости от ее диаметра влияет на отвод тепла от инструмента. Чтобы не допустить перегрева, рекомендуется не превышать число оборотов снаряда: 100-150 об/мин для Ø100-200 мм, и 500 при диаметре

Закрепление выработки в процессе бурения происходит самопроизвольно, обусловлено технологией. Разница между диаметрами долота в призабойной зоне и скважины 5-20 мм. При транспортировке шлама лопастями шнека мелочь втирается в стенки выработки и укрепляет их. Эта особенность ценится при бурении в гравийно-галечных отложениях, когда другие методы для применения затруднительны.

Возможность левого вращения шнековых секций позволяет легко и быстро устранить осложнения при бурении в виде прихватов, расклинивания валунами, налипания на лопасти комьев почвы. Таким же маневром, в сочетании с небыстрым подъемом колонны, осуществляют ликвидационный тампонаж скважины: заполнение выработанного пространства разрушенным грунтом.

Буровая установка выполняет разрыхление породы.

Возможности шнековой технологии дополнены устройством центрального канала в буровом снаряде. Через него подают воду для снижения трения породы об ленту. Проход используется также для опускания грунтоноса, керноприемника при геологоразведочных работах. Чтобы перекрыть канал, нужно установить долото на забойную часть бура.

Достоинства и недостатки метода

Простота технологии понятна на примере льдобура, которым пользуются любители зимней рыбалки. Снаряд представляет собой стержень, обвитый лентой и армированный резцами или долотом. Вращение осуществляется ручным способом или посредством механического, электрического, пневматического привода.

Достоинства шнекового метода бурения скважин:

высокая скорость проходки выработок — до 300 м за смену;

непрерывный отбор грунта от забоя ствола и доставка его на поверхность;

не нужно готовить буровой раствор для организации выноса шлама;

возможность строительства скважин глубиной до 50 м диаметром
проходка выработок с углом наклона от вертикального до горизонтального;

бурение стволов различного назначения — геологоразведочных, водозаборных, под свайный фундамент;

приемлемость для самостоятельной проходки скважины с помощью использования ручного инструмента.

Есть у шнекового метода и недостатки: попадание под резцы камня или валуна приводит к прекращению бурения. Для эффективной работы шнека необходимо создавать давление на трубную колонну.

Применение ручных установок

К этому типу оборудования относятся мобильные и компактные механизмы, которые позволяют выполнить работу в стесненных условиях, например, построить скважину в подвале. Вес установок

Ручное бурение скважин на воду.

Они бывают разной мощности и назначения:

сверление льда при зимней рыбалке и грунта I, II категории по силам для мотобура с ручной подачей и массой 15 кг;

проходка скважин для строительных работ и водозаборных в породах I―III группы; установкой весом до 80 кг управляют 1 или 2 оператора;

гидробурение, изготовление выработок под сваи и разведочных; исполнение механизма блочное из модулей

Кроме вариантов автономного привода от двигателя внутреннего сгорания, выпускают установки с электромотором. Ямобуры мощностью 2,2 кВт подключаются к сети 220 В, а 4 киловатта — к питанию 380 V и комплектуются бензиновым движком. Глубина бурения у обеих моделей 5 м, а диаметры скважин в первом случае

Легкое самоходное оборудование

Обладает большей мощностью привода и монтируется на шасси грузовика. Это позволяет перемещаться на дальние расстояния и производить работы непосредственно с платформы автомобиля. При желании бурильные станки можно снять с базового грузовика и использовать в наземном варианте.

Отличительные признаки легких самоходок:

высокая скорость проходки скважин;

возможность выполнения работ промышленного значения;

мобильность при весе до 1 т.

Станки способны бурить стволы для водозаборных нужд, геологоразведочных изысканий и буронабивных свай в любых местах. Для повышения проходимости буровой установки ее устанавливают на гусеничные шасси. Присутствие в комплекте мачты облегает спуско-подъемные операции.

Буровое оборудование ЛБУ

Устанавливается на автомобили КамАЗ, ЗИЛ, УРАЛ. Это универсальное и высокопроизводительное оборудование, позволяющее бурить скважины диаметром до 850 мм глубиной

Удаленные горизонты достигаются этой техникой с помощью инструмента для ударно-канатного, колонкового и других видов бурения с продувкой сжатым воздухом или промывкой водой. Конструкция самоходной машины предусматривает вдавливание обсадных труб.

Возможности ЛБУ-50 в части шнекового бурения:

строительство скважин диаметром до 500 мм;

проходка шурфов с предельным Ø85 см;

максимальная глубина изготовленных стволов 50 м.

Самоходная буровая установка .

Оборудование ЛБУ приводится в действие от силовой установки базовой машины. Предприятие Геомаш, расположенное в Курской области, изготавливает механизмы для бурения с закреплением на шасси КамАЗ. Направления использования техники охватывают все сферы, связанные с проходкой скважин: геолого- и сейсморазведка, строительство, взрывные работы при добыче полезных ископаемых, сооружение водозаборов.

Этапы проведения работ

Бурение планируют на основании предварительной геологической информации, позволяющей оценить возможность применения шнекового способа проходки выработки. Подготовку начинают с обустройства площадки.

Этапы строительства скважин:

Сооружение котлована для размещения поднятого из недр разрушенного грунта выполняется в 1 м от устья заложенной выработки. Размеры ямы определяют из условия, что на проходку 10 м ствола потребуется 1 м³ объема. Осуществляется это с целью обеспечения свободного доступа к буровой установке.

Монтаж оборудования на точку забуривания: в зависимости от модели станка копают углубление 40х40х40 см, чтобы исключить отклонение бура от оси скважины. Другой вариант — жесткая фиксация посредством направляющих. Шасси выставляется на дополнительные опоры.

Начало работы: во вращательную трубу вкладывается шнековый снаряд и фиксируется скобами. В нижнюю часть бура длиной 1-3 м крепится долото или резец из 2-3 перьев, предназначенных для разрушения породы.

Бурение — после полного вкручивания снаряда в массив его немного приподнимают и ставят на место. Прием позволяет избежать залипания бура в породе. Если перерыв продолжительный, шнек вынимается полностью, под него подкладывается швеллер. Для наращивания колонны скоба выбивается, устанавливается и фиксируется дополнительная секция. Вместо скрепления хомутом часто используют резьбовое соединение.

Уборка шлама: с каждым извлечением снаряда разрушенный грунт из скважины удаляется в котлован.

С достижением нужной глубины бурение прекращается. Колонна поднимается с таким расчетом, чтобы верхняя секция вышла из скважины совсем, а следующая — на 10% длины. Колонна фиксируется подкладыванием швеллера, шнек демонтируется и присоединение восстанавливается. Операция выполняется до извлечения долота.

В последнюю очередь устанавливается обсадочная труба: прикрепляется к подъемному блоку и погружается в выработку до нижнего положения. Затем приваривается следующий отрезок, и опускание продолжается до нужной отметки.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Бурение скважин шнековым методом применяется в основном для песчаных и гравийно-песчаных грунтов. Оно производится установкой, которая имеет буровую головку, следом за которой идут шнеки, отводящие грунт. У шнекового бурения скважин есть несомненное преимущество по скорости проходки.

Кроме этого, одновременно с бурением продавливаются и укладываются стенки скважины, которые удерживают породу и предотвращают ее обрушение. Устанавливаемые стенки скважины могут быть как бетонными, так и стальными.

При шнековом бурении скважин отпадает необходимость в промывке скважины во время бурения.

Шнек – это бурильная труба, вся длина которой обвита стальной лентой. Бурение шнековым методом производится буровыми механизмами, имеющими подвижный вращатель. Шнеки соединяются резьбой или элементами, имеющими фигурное сечение.

Ход подачи при бурении шнековым методом от 1,9-15 м.

Полые герметичные шнеки оборудованы реверсивными замками, имеющими различные долота. За счет высококачественной стали замковых соединений, имеющих высокую износоустойчивость, время на бурение значительно сокращается. При этом производительность работ возрастает.

При шнековом бурении скважин на мягких и рыхлых грунтах лопасти долота должны находиться под углом 30-60о по отношению к забою. На плотных грунтах или гравийно-галечных отложениях лопасти долота должны иметь угол 90о по отношению к забою. Установка угла при бурении зависит от твердости пробуриваемого грунта.

Режущие элементы бура охлаждаются за счет разрушаемого грунта. При этом разрушенная порода поднимается по спирали шнека.

Для шнеков, имеющих размер до 100 мм частота вращения не должна превышать 500 об/мин.

При бурении скважин шнековым методом наиболее эффективными считаются шнеки, имеющие центральный канал. Через него подается воздух или вода при помощи гидравлического насоса, что снижает трение при бурении. Обычно шнековое бурение скважин производят на глубину до 50 м. В исключительных случаях бурение шнековым инструментом может производиться до глубины 100-120 м.

При бурении глубоких скважин шнековое бурение обычно комбинируют с некоторыми другими видами.

При производстве шнекового бурения скважин может быть применена технология с использованием обсадных труб или же тампонированием стен скважины бетоном под давлением с поверхности. При данном виде бурения скорость прохождения грунта в сутки может доходить до 30 метров.

В станках для шнекового бурения скважин применяются литые буровые головки, имеющие режущие лопасти и хвостовик. Режущая кромка лопастей обычно должна быть наплавлена твердым сплавом. В случае бурения на особо твердых породах буровая головка должна быть оснащена техническими алмазами.

Глубина шнекового бурения скважины проводится на размер одной штанги, затем станок отключается, штанга должна быть отсоединена от шпинделя, поднята наверх и наращена новой штангой. После этого бурение может быть продолжено.

Особенности шнеков для бурения скважин на воду

Шнеки буровой установки охлаждаются за счёт разрушаемой почвы.

При этом грунт поднимается по спирали режущего инструмента:

Объём грунта при средней скорости движения должен быть не больше 0,2-0,4 от общего. При этом количество вращений бура должно быть 150-200 оборотов в минуту.

Для режущих элементов, которые имеют размер до 10 см, частота вращения не может быть больше 500 об./мин.

При бурении скважин шнеками более результативными являются режущие элементы, которые имеют центральный канал. Через него идет воздух или вода при помощи гидравлики, что понижает трение при бурении грунта.

Перед шнековым бурением следует выполнить анализ грунта

Традиционно бурение шнеками скважин осуществляют на глубину до 50 м. В качестве исключения бурить оборудованием можно до глубины 120 м.

Этапы проведения работ

Шнековый способ бурения применяется для формирования скважин вертикального или горизонтального направления. В последнем случае присутствуют следующие этапы работ:

Осуществляется подготовка оборудования, его установка на специальную устойчивую платформу.

Роют котлован для удаления сыпучих и неуплотненных грунтов.

При помощи лазерных измерительных устройств определяют направление бурения.

Происходит установка всего необходимого оборудования, обсадной трубы.

Углубление бура происходит до упора, пока не будет достигнута максимальная глубина.

Рабочий инструмент извлекают на поверхность.

К буру подсоединяют новую секцию, что позволяет достигнуть необходимой глубины.

Вертикальное бурение происходит также, но данный метод не требует применения обсадной трубы.

Видео по теме: Первое в жизни бурение скважины обломал шнек 16 метров глины

Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?

Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?

Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?

Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?

Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?

Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Плюсы применения шнека

Процесс бурения скважин на воду путем применения режущего элемента исключает надобность перемолки и стирания отделенного от забоя грунта. Забой выполняется в непрерывном режиме, в параллель идет разрушение почвы. При отделении от забоя земли она отправляется на винт, который вращается с высочайшей скоростью. Центробежные силы, которые сопровождают процесс, прижимают грунт к стенам скважины, тогда как беспрерывно движущаяся лента толкает землю наверх. Часть грунта остаётся на стенах колодца. Эти методики обеспечивают скорость выполнения работ до 4-ой категории пород по буру.

Плюсы вращательного бура следующие:

Высокая скорость заглубления;

Транспортировка грунта без подъёма оборудования;

Непрерывное поступление почвы на поверхность;

Не требуется выполнение промывания.

Техника для шнекового бурения стоит достаточно дорого

При всех достоинствах инструмент имеет и недостатки. Для создания колодца шнековым способом имеет значение незначительная глубина бура

Также берется во внимание вращение массивной колонны шнека, требующее прикладывания значительных усилий. Чтобы сделать больше ресурс долота, его необходимо армировать резцами из твердого сплава

Долото должно иметь сечение больше шнека на 2 см.

Наиболее востребованными долотами, применяемыми для бура шнеком, выступают те, которые имеют в комплектации 2-3 лопасти. 3-лопастный инструмент имеет корпус, сделанный методом литья из металлического материала. Когда проделывается колодец, вращение инструмента на буровом оборудовании осуществляется при помощи специальных станков

Внимание! Без знания правил не получится выполнить работы по бурению, где применяется шнековый инструмент

Первое условие перед запуском оборудования — анализ грунта на участке, второе — то, на каком расстоянии идет вода. Так, работа при помощи станочного агрегата ЛБУ-50 выполняется специальным вращателем, что исключает применение роторных и шпиндельных элементов. Это потребуется для гарантии большого вращения и создания осевого поступательного движения винта.

Если колодец надо сделать максимально быстро, то нужно применить мощные станки, которые могут гарантировать высочайшую производительность. Для этого их установка выполняется на шасси автомобиля. Бурение может осуществляться станками СО-2. В такой ситуации в тандеме с оборудованием применяется современный экскаватор.

Проделывание скважин — дело непростое, однако если иметь под рукой необходимый инструмент и следовать технологии, то пробурить колодец можно и самостоятельно.

Описание технологии

Данная технология применяется только для скважин с малым дебетом.

При шнековом бурении следует соблюдать правила техники безопасности

Стандартное шнековое бурение колодца под воду выполняется в грунте:

При помощи шнека-винта из забоя устраняется выбранная при буре земля. Шнек – это труба-бур, вся длина которой заделана лентой из стали. Работа шнеком выполняется буровыми механизмами, которые имеют подвижный вращатель. Шнек соединен резьбой или элементами, которые имеют специальное сечение. Ход подавания при буре шнеком от 1,9-15 м. Полые герметичные шнековые элементы имеют специальные замочные механизмы. За счёт высокосортной стали замка, имеющей высокую износостойкость, время на бурение в разы сокращается. При этом производительность, напротив, растет.

Достоинства и недостатки метода

Технология шнекового бурения скважин имеет множество преимуществ:

обеспечивается высокая скорость бурения без дополнительного перемалывания отработанной породы;

очищение углубления в грунте осуществляется непрерывно;

обеспечивает глубину бурения от 1,5 до 70 м;

простота технологии;

отсутствие необходимости привлечения высокотехнологичной техники и оборудования;

не нужно осуществлять подачу бурильной жидкости, что упрощает процесс работы;

при необходимости скважина может размещаться под небольшим углом;

широкий спектр применения в различных отраслях – для бурения питьевых скважин, для формирования свайных фундаментов;

возможность осуществления геологической разведки территории.

Машины для бурения

Шнековое бурение скважин не лишено недостатков. Данный метод невозможно использовать в глинистых грунтах или при наличии почвы с большой плотностью. При попадании режущего инструмента на камень (даже небольшой по размеру) работу можно прекращать. Дальнейшее передвижение становится невозможным. Также при углублении шнека на значительную глубину необходимо приложить немало усилий.

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).

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 при бурении 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 шнековым способом, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях 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, а 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.

Слева направо: Лопастной бур; Долото двухлопастное; Долото трехлопастное.

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

Затем шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.

Причем, шнек выбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема.

Это необходимо учитывать потому что в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры. Нагрев же происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.

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;

Бурение в породах высокой твердости невозможно;

В липких и вязких грунтах возможно налипание.

Технология бурения

Что такое Скважина

Для бурения скважин шнековым способом происходит постоянное вращение рабочего инструмента с лопастями. Это обеспечивает бесперебойную подачу отработанной породы на поверхность, что очень удобно. Шнеки, осуществляющие все предвиденные технологией операции, состоят из центральной трубы, которую также называют буровой штангой. По ее поверхности по всей длине под определенным углом размещается стальная полоса. Именно она транспортирует разрушению почву на поверхность.

В конструкции шнека присутствует острый наконечник, который осуществляет врезку в грунт. Чаще всего его делают съемным. Это позволяет менять наконечник, зависимо от типа обрабатываемого грунта. При шнековом бурения чаще всего применяются следующие типы наконечников:

долото, оснащено трема лопастями;

лопастный бур;

долото с двумя лопастями.

Во время бурения скважин на воду одновременно происходит формирование и укрепление ее стенок. Для этого может использоваться бетон или металл. Также следует не забывать, что данный метод редко применяется для производства глубоких скважин. Но при необходимости длина проходки может достигать 50 м. Поэтому шнек для бурения оснащается дополнительными секциями.

При шнековом бурении обязательно нужно сразу укреплять скважину

Правила шнекового бурения

Процесс бурения скважин на воду описанным выше способом имеет много преимуществ, одно из которых состоит в оперативности прохода. В то же время с производством бурения идет продавливание и установка стен колодца, что оказывает помощь в удержании грунта, исключая его осыпание. Устраиваемые стены могут быть металлическими или бетонными.

Этот способ используется только для таких колодцев на воду, которые имеют маленький дебет. Благодаря винту из забоя забирается почва. Устройство представляет собой специальную трубу, которая целиком обвита лентой из металла. Процесс предусматривает применение буровых агрегатов, которые устраивают подвижным вращателем. Резаки соприкасаются резьбой или деталями, что имеют фигурное сечение. Шаг подачи имеет предел до 15 м.

Для выполнения шнекового бурения необходимо минимум 2 человека

Включают в конструкцию полости;

Имеют реверсы-замки;

Снабжены разными долотами.

Стальная поверхность устойчива к износу, что дает возможность уменьшить период работы в разы. Если бур осуществляется на участке с мягкими и рыхлыми почвами, то лопасти долота надо устраивать под углом примерно 30-60° к забою. Если же бурить таким методом приходится на плотной почве или в грунте с включением гравия и гальки, то лопасти долота должны располагаться под прямым углом к забою. Угол выявляется в зависимости от твёрдости грунта, с которым ведется работа.

Когда устраивается колодец, режущие элементы оборудования высвобождают высокий температурный режим за счёт разрушаемого грунта. Отработанная земля уходит наверх по винту. Объём отработки при сбережении средней скорости передвижения — приблизительно 0,2-0,4 от объёма пространства. Методика предусматривает сохранение частоты кручения бура 150-200 оборотов в минуту. Если в работе применяется шнек, который имеет габариты до 10 см, то частота кручения не должна превышать 500 оборотов в минуту.

При устройстве колодца по данной технологии наиболее результативными являются шнековые винты, которые идут с каналом в центре. Именно он передает воздушные массы или воду путем гидравлического насоса, что дает возможность делать трение при выполнении работ наиболее низким.

Шнековое бурение скважины

Автор: Благодатов Константин
Инженер-строитель, стаж — 27 лет

Конструкция шнека для ручного бурения скважин. Типовой набор приспособлений для выполнения работы. Технология бурения шахты в различных типах почвы.

Конструкция и виды шнеков для бурения скважины

Шнек применяется для создания неглубоких скважин для добычи воды. Чаще всего таким способом удается добраться до безнапорных водоносных слоев, расположенных на глубине 5-20 м. Обычно эту жидкость пить не рекомендуется, но решение о ее использовании окончательно принимается после проведения анализа в санэпидстанции.

Шнек представляет собой винтообразное изделие, которое ввинчивается в землю и поднимает на поверхность раздробленную почву. Приспособление состоит из оси с лопастями и наконечником. Существуют шнеки для ручного и машинного бурения.

Типы ручных инструментов и их предназначение приведены в таблице:

Тип шнека Особенности использования

С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 30-60 градусов Для бурения скважины в мягких и рыхлых почвах. Лопасти крошат грунт и поднимают наверх.

С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 90 градусов Для бурения скважины в плотных и гравийно-галечных пластах. Лопасти нарезают грунт и поднимают его без дробления. При извлечении из ствола земля с них не падает.

С двойной спиралью Вторая ветка уменьшает отклонение инструмента в сторону при вращении.

С трубчатой центральной частью Позволяет подавать воду в шахту во время бурения.

Для работы на песчаных грунтах шнек не подходит — песок на винтовых поверхностях не держится. Также приспособление бессильно на скалистых или каменистых пластах.

Пользователи выбирают шнековый метод бурения скважин из-за высокой скорости проходки и небольшой стоимости работы. Из недостатков можно выделить необходимость часто поднимать инструмент для его очистки и падение земли с приспособления обратно в шахту при выемке.

Вращать изделие тяжело, поэтому требуется участие двух помощников. Для бурения в скалистых грунтах рекомендуется приобрести сборно-разборное компактное устройство, работающее от электрической сети или бензинового двигателя. Если работа разовая, его лучше взять в аренду. Рабочий инструмент продается в строительных магазинах. При наличии достаточного опыта работы с металлом шнек можно изготовить самостоятельно из труб и металлических листов.

Если скважина глубокая, для подъема и опускания приспособления понадобится тренога — специальная конструкция, к которой крепятся подъемные механизмы.

При шнековом бурении в скважину обязательно устанавливают обсадные трубы, выполняющие такие функции:

Предотвращают осыпание стенок ствола;

Для защиты ствола рекомендуется использовать металлические нержавеющие или пластиковые изделия. Срок их службы превышает 50 лет.

Подготовительные работы перед бурением скважины

Перед работой необходимо приобрести основные и вспомогательные приспособления, а также расходные материалы. Часть оснастки и составных частей для скважины легко сделать самостоятельно по нашим рекомендациям.

Для бурения понадобится тренога, состоящая из трех деревянных брусьев диаметром 15-20 см длиной 3-4 м или металлических труб (если есть лишние). Высота конструкции должна быть на 1,5-2 м больше того, что будет подниматься и опускаться.

Выполните сборку треноги в такой последовательности:

Положите на землю 2 бруса в виде треугольника.

Установите изделие над местом будущей скважины и закрепите от перемещения в горизонтальной плоскости. Для этого опоры вкопайте на 0,7-0,8 м в грунт, а под них подложите метровые брусья. Не рекомендуется фиксировать ноги на поверхности земли вбитыми вертикально ломами.

В нижней части шахты, в водоприемном участке, должен быть установлен фильтр. Его несложно сделать из куска обсадной трубы, который первым устанавливается в скважину.

Работа выполняется таким образом:

Просверлите в колене на длине 100-110 см отверстия диаметром 5-8 мм в шахматном порядке. Между рядами оставьте зазоры 5 см. Чаще отверстия не сверите, они ослабят изделие. Вместо них можно выполнить прорези длиной 2,5 см и шириной 1-1,5 мм через 2 см.

Перфорированное колено иногда устанавливают без сетки, но в этом случае между ним и скважиной должен быть зазор, заполняемый щебенкой, для задерживания грязи и песка.

Технология бурения скважины шнеком

Существуют различные технологии шнекового бурения скважин. Выбор методики зависит в основном от состава грунта над водоносным слоем. Если почва твердая на всей глубине шахты, обсадную трубу устанавливают после выполнения скважины. Однако в большинстве случаев она осаживается параллельно с опусканием инструмента или после его заглубления на 0,5-1 м.

Бурение скважины в твердой почве

Бурить скважину шнеком рекомендуется в зимний период — все пространство рядом свободно, и нет проблем с размещением огромного количества грязи, которая поднимается наружу.

Такой способ бурения скважины в твердой почве наиболее простой в исполнении:

Соберите треногу, как описано выше.

Закрепите к фильтру хомут с ручками, установите его в отверстие и опустите до упора. Сверху к фильтру прикрутите следующее колено и закрепите к нему в верхней части второй хомут с ручками. Демонтируйте ограничитель с нижнего колена и опустите конструкции до упора в верхний хомут. Повторяйте операцию до тех пор, пока фильтр и обсадные трубы не опустятся на дно. Если конструкция тяжелая, используйте треногу и лебедку для ее перемещения.

Затем рекомендовано выполнить промывку скважины, для чего установите в нее трубы и подайте воду под давлением. Жидкость вымоет грязь, которую удалите вместе с водой центробежным насосом. Процедуру повторяйте в течение 1-1,5 недель. После появления чистой воды образцы следует отнести в лабораторию для анализа.

Зазор между обсадными трубами и грунтом заполните цементным раствором, чтобы дождевая вода не загрязняла источник. Установите в скважину глубинный насос, после чего ее можно начинать эксплуатировать.

Для прохождения различных типов почв (сыпучих, вязких, каменистых) используйте другие инструменты, такие как бур-ложка, желонка, бур-стакан, бур-долото.

Обратите внимание! Приближение к воде можно определить по влажному грунту, поднятому на поверхность. Если вращать инструмент стало легче, значит, он вошел в водоносный слой.

Бурение скважин в сыпучем или вязком грунте

В отличие от предыдущего варианта стенки шахты укрепляют обсадными трубами одновременно с вращением шнека.

Работа выполняется в следующей последовательности:

Пробурите в земле отверстие глубиной 1 м так же, как и в предыдущем разделе, и вытяните шнек из ствола.

Во время шнекового бурения скважин на воду воспользуйтесь нашими рекомендациями:

Маркируйте обсадные трубы, чтобы быстро определять глубину скважины.

В статье приведены проверенные способы шнекового бурения скважины. Чтобы получить хороший результат, проанализируйте все сведения о подземных слоях грунта и по результатам подберите необходимый для вашего случая инструмент. Если придерживаться правил работы со шнеком, то через небольшой промежуток времени вы решите проблему водоснабжения участка.

Как сделать крышку на колодец

Шнековое бурение скважины

Как сделать теплицу из пленки

Как выбрать линолеум для пола

Утепление кровли пенополистиролом

Веники для бани: виды и особенности

Баня из кирпича: технология строительства

Водяное отопление бани

© 2012-2020 Женский журнал TutKnow: здоровье, мода, красота, отношения, дети и кулинария (профессиональные рецепты и любительские)

Содержащиеся в журнале материалы и статьи могут включать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет, согласно Федерального закона №436-ФЗ от 29.12.2010 года “О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию”. 18+.

Все материалы на сайте tutknow.ru носят информационный характер, а не рекомендательный.

Все права на информационно-текстовые материалы, опубликованные на данном ресурсе, принадлежат их авторам и охраняются законом об авторских и смежных правах.
Полное копирование материалов с сайта запрещено! При частичном цитировании – гиперссылка на tutknow.ru обязательна и не закрыта от индексации.

Все фотоматериалы, что принадлежат Tutknow.ru, должны сопровождаться активной гиперссылкой на наш сайт. Другие фотографии в свободном пользовании.

Технология шнекового бурения: основные этапы, особенности и преимущества

Скважина в частном доме или на даче — это возможность получать только чистую, пригодную для питья воду. Поэтому, если в регионе, где вы проживаете, располагается песчаный грунт либо в основе грунта лежит гравий, то в вопросах обустройства скважин вам поможет шнековое бурение. Исходя из названия, мы можем определить, что в качестве бура здесь используется режущая головка с наличием шнеков, где последняя выполняет функцию отвода объемов земляных пород.

Особенности технологии

В отличие от алмазной коронки, бурящей грунт только по периметру и трамбующей его в полость трубы, которую затем следует извлекать для очистки, в случае со шнековым бурением в способе подобной очистки нет никакой необходимости. Здесь идет полное разрушение крепких плотных слоев грунта за счёт его измельчения под действием шнека.

Что касается необходимости промывать скважину во время шнекового бурения, то здесь этот вопрос тоже поднимать не стоит, поскольку вся работа выполняется на сухую.

Шнековое бурение скважин идеально подойдёт для неглубоких залеганий воды, что, например, удобно для оборудования технической скважины или строительства экологически чистого источника воды.

Здесь во время работы важно не перегревать режущий элемент, а также своевременно поднимать его для очистки. Подобная технология может быть применена в строительстве, в том числе и в капитальном, для монтажа свай. В частном строительстве шнековый бур, установленный на спецтехнике, может быть использован для углубления под столбы забора. В строительстве капитальных домов, проводя техническое обследование зданий, производят шнековое бурение с последующей установкой свай.

Преимущества и недостатки метода

Бурение шнековым буром включает в себя следующие преимущества:

Если грунт мягкой породы, то обеспечена высокая скорость бурения. Это позволяет использовать такой бур для строительства забора, быстро устанавливая столбы по периметру.

Благодаря современной спецтехнике подъём грунта на поверхность обеспечивается максимально быстро, плюс его часть изначально поднимается за счёт шнека. Всё это влияет на темп выполнения работы.

Нет необходимости промывать скважину. Это уменьшает затраты на обустройство, что делает проект более выгодным для потребителя.

Для совсем небольших глубин применяются ручные установки.

Как и любой другой вариант обустройства, подобный метод имеет свои недостатки:

Глубина бурения шнеком ограничена, зачастую она не превышает значений в 30 м.

Техника, которая доставляет бур, поднимает его, опускает и производит давление, должна быть достаточно мощной, поскольку требуется высокое давление на грунт.

Что касается долота, то оно довольно чувствительно к силе трения, что обусловлено отсутствием промывки во время работы. Это выводит ее из строя, что требует соблюдения определенных норм производства изделий. В частности, диаметр долота должен быть на 2 см больше диаметра шнека.

Применение ручных установок

Шнековый способ бурения ручным методом сегодня используется активно. Его основным преимуществом является компактность оборудования, которая позволяет транспортировать буровую установку на легковом автомобиле.

Благодаря мобильности, возможности эксплуатироваться без наличия средств коммуникации, а также возможности применять бур в закрытых помещениях, например, в подвалах или в других помещениях в зависимости от плана здания, такие системы всё же используются для шнекового бурения на небольшую глубину.

Их оснащают электрическим приводом, который можно запитать от генератора переменного тока и выполнять работу в самых отдаленных районах пригорода.

Буровая установка шнекового бурения предназначена не только для обустройства неглубоких скважин, но и для выполнения строительных задач. Это может быть шнековое бурение под столбы, колонны, несущие опоры и разные виды углублений. Средний вес подобного устройства составляет 67 кг, но в максимальной комплектации мощный ручной бур может весить до 200 кг включительно.

Пример ручного шнекового бурения скважины:

Легкое самоходное оборудование

Легкое самоходное оборудование обладает рядом преимуществ. Например, устройство за счёт своей проходимости может добираться до трудных и далеких объектов, в том числе и тех, где нет ещё асфальтированной дороги. Это могут быть поселки городского типа.

Под самоходными установками понимаются грузовики и спецтехника, на базе которых установлен шнековый бур. Они же, в свою очередь, могут не только бурить скважину на воду, но и помогать в вопросах строительства, в вопросах установки электрических столбов, опорных линий.

Другим преимуществом самоходной установки является возможность бурить за счёт двигателя внутреннего сгорания, что добавляет процессу автономности. Подобные системы способны углубляться в землю более чем на 30 м, получая на выходе диаметр скважины вплоть до 60 см, а также работать самостоятельно, не привлекая к процессу дополнительную технику, которая могла бы подвозить воду и промывать скважину.

Самоходные установки, благодаря правильной модернизации, могут изменять даже скорость вращения шнека, что достигается регулировкой оборотов через коробку передач. Подобными системами управлять довольно просто, они ремонтопригодны и проходимы.

Пример бурения шнековой установкой, расположенной на самоходном оборудовании:

Буровое оборудование ЛБУ

В процессе шнекового бурения зачастую используется установка ЛБУ. Это механизированные средства, оснащенные механическим или гидравлическим принципом действия привода, где, благодаря функционалу, есть возможность проводить инженерно-геологические изыскания для строительства.

Благодаря формам механизмов, установки ЛБУ способны выполнять работу колонковым, шнековым способом, применять шурф в вопросах шнекового бурения, а также использовать различные комплексы шнеков равноправного действия. В движение механизм приводится за счёт двигателя внутреннего сгорания путем отбора его мощности.

Высокая степень разрушения породы грунта такого устройства определяется за счёт сочетания совокупности работы гидравлического и механического привода, которые вместе создают высокую осевую нагрузку.

Это позволяет за один проход углубляться на значительную величину, разрушая до 60 см в диаметре.

Удобством работы с устройством является конструктивная точность, с которой машина может отводить буровой механизм от оси скважины, чтобы рабочие могли выполнить операции по спуску и подъему или обустраивать колонну. В конструкции предусмотрена лебедка, которая может выполнять подъём груза массой до 3000 кг. Эта же лебёдка оснащена функцией свободного сброса, что позволяет с большой высоты бросать долото для разрушения породы грунта.

Этапы проведения работ

Технология шнекового бурения предполагает два основных способа разрушения породы грунта, где используется горизонтальный и вертикальный проход. Что касается горизонтального способа, то он нашел свое применение в промышленной сфере и в основном используется в вопросах капитального строительства.

Здесь применяют технику высокой мощности, в основу которой входит функция, позволяющая монтировать обсадную трубу параллельно с процедурой вращения колонны с буром.

Этот способ предполагает работу с точным соблюдением последовательности действий:

На первом этапе, оценив кадастровый план участка, копают котлован, предварительно выполнив разметку при помощи высокоточных измерительных устройств лазерного действия. Рекомендуется выкопировка участка.

Далее производят точное выравнивание установки относительно плоскости бурения.

На подготовленную установку производят монтаж обсадной трубы, на чём подготовка заканчивается.

После этого начинают проводить работу, приводящую к разрушению грунта, что называется процессом шнекового бурения.

В вертикальном способе нет необходимости устанавливать обсадную трубу заранее на механизм обустройства скважины. Здесь нужно обратить внимание именно на угол направляющей рабочей ленты, а также на выбор долота и другого инструмента.

Что касается ленты, то это важная часть конструкции, которая предполагает отвод отработанного грунта на поверхность.

Лопасти долота должны периодически затачиваться или меняться, поскольку сам грунт из-за твёрдости приведет к их разрушению. Что касается глубины, то техника должна углубляться до тех пор, пока часть бурового механизмы не будет опущена. Затем его поднимают и производят установку дополнительной секции.

Тип шнека	Особенности использования
С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 30-60 градусов	Для бурения скважины в мягких и рыхлых почвах. Лопасти крошат грунт и поднимают наверх.
С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 90 градусов	Для бурения скважины в плотных и гравийно-галечных пластах. Лопасти нарезают грунт и поднимают его без дробления. При извлечении из ствола земля с них не падает.
С двойной спиралью	Вторая ветка уменьшает отклонение инструмента в сторону при вращении.
С трубчатой центральной частью	Позволяет подавать воду в шахту во время бурения.