Шнековое бурение – это один из самых старых способов бурения скважин, который сегодня претерпел лишь небольшие изменения.
Недостатком данного способа является ограничение по глубине, которой нельзя добиться без применения дополнительного оборудования. Несмотря на это шнековое бурение -самый популярный способ создания скважин.
Рассмотрим несколько самых распространенных видов работ, при которых используется 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
Наиболее распространенные в России методы шнекового бурения – рейсовый и поточный.
При рейсовом способе бурения применяется шнек, который наращивается штанговыми удлинителями для достижения заданной глубины. Шнек вбуривается на глубину витков, извлекает из скважины буримую породу по мере наполнения витковой части. 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 нельзя забывать и о том, что чем больше диаметр, тем более тяжелый груз извлекается базовой машиной из скважины.
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, так как буримая порода сама движется по всей длине шнека к устью скважины. Стальные витки (реборды) 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, 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 производительна, 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.
Иногда поточный способ необходим. Это те работы, при которых требуются 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.
Состоит шнек из основания в виде стержня, на котором вдоль оси закреплены спиральные витки. По сути это конвейер, который доставляет по трубе сыпучие материалы.
Снизу буровой шнек оснащен 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 ребордам с нижней части скважины к ее устью. Трубой в этом случае является скважина. Благодаря разнице коэффициентов трения 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.
Недопустимы крайности. Количество разрушенной породы не должно быть малым, так как это сократит производительность, и не должно быть большим, поскольку это забьет межвитковое пространство и будет стопорить продвижение породы по скважине.
Таким образом, 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 необходимо уделять максимальное значение при проектировании и изготовлении шнеков.
Компании «Традиция-К» — официальный дистрибьютор российского предприятия «Технопарк «Импульс», который изготавливает шнеки и удлинители всех типов и размеров для обоих способов бурения.
Эти шнеки предназначены для использования в комплекте с соответствующими моделями гидровращателей Delta, Impulse 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», 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 Impulse.
Cкальный шнек нового поколения Rock
В 2017 году конструкторским бюро Технопарка «Импульс» разработан скальный шнек нового поколения, который был успешно протестирован в мерзлом грунте Ярославля и в сложных крепких породах Санкт-Петербурга и Крыма. По результатам испытаний, в 2018 году он принят на вооружение профессионалами в сфере бурения.
Таким образом, на российский рынок вышла инновационная разработка в сфере бурового оборудования — новая запатентованная серия шнеков Power Rock, которые легко справляются с бурением средних и крепких грунтов с содержанием каменистых включений до 70%!
Шнеки серии PR имеют конусообразную режущую часть, состоящую из стальных пластин, расположенных таким образом, чтобы равномерно распределять энергию гидровращателя и подавать мощный импульс на каждый твердосплавный зуб отечественного производства РБЦ-38 и 50, которыми оснащены шнеки новой скальной серии. Подобная конструкция позволяет эффективно забуриваться в породу. Зубья имеют твердосплавную сердцевину и посадочное место, в котором проворачиваются во время работы. Таким образом происходит равномерный износ зуба.
Качество и производительность шнеков PR не оставляет сомнений: они прошли испытания промороженными грунтами Санкт-Петербурга, бетоном, известняками Ленинградской и Ярославской областей, а также крепкими скальными грунтами Крыма.
Шнеки буровые серии PR всех стандартных диаметров в наличии в Компании «Традиция-К».
Не жди — бури!
