Технология шнекового бурения скважин станками

Бурение скважин шнековым способом

Шнековым способом бурят скважины в рыхлых и мягких грунтах, а также в грунтах с содержанием гравия или гальки. Бурение скважин шнековым способом используется для:

Буросекущие сваи образуют свайную стенку в земле и используются для:

• сейсморазведки;
• гидрогеологических испытаний;
• инженерных изысканий;
• разведки полезных ископаемых;
• геосъемки;
• устройства скважин на воду.

Технология бурения скважин под защитой бентонитового раствора при помощи бурового станка

Основными преимуществами бурения шнековым способом являются скорость работ и образование плотных стенок скважины без риска обрушения. Грунт из скважины поднимается наверх без извлечения самого шнека — это удобно и экономит время. Во время бурения шнековым способом скважину не нужно дополнительно промывать. Шнеком бурят скважины глубиной до 50 метров, но также возможно устройство при помощи шнека скважин глубиной и до 120 метров. Диаметр шнековой скважины — до 800 мм. Цена на шнековое бурение скважин доступна, что позволяет применять эту технологию в любых условиях.

Особенности технологии

Если говорить простыми словами, то принцип метода сводится к созданию 2 проколов в земле (котлованов) и подземного «хода» между ними при помощи горизонтально-наклонной прокладки труб. К этой технологии прибегают также в тех случаях, когда невозможно рытьё траншеи (например, на исторически ценных объектах). Методика подразумевает выполнение подготовительных работ (анализ почв, подготовка 2 площадок – в точках входа и выхода траншеи), формирование пилотной скважины и последующее её расширение в соответствии с диаметром труб. На завершающем этапе работ в полученные траншеи затягиваются трубы и/или провода.

При ГНБ в траншею могут укладываться как пластиковые, так и стальные трубы. Первые могут фиксироваться под углом, в то время, как вторые – только по прямой траектории. Это позволяет применять полипропиленовые трубы в траншеях под водоёмами.

Горизонтальное бурение эффективно в решении следующих задач:

• прокладка электрокабелей, газо- и трубопроводов к объектам;
• получение скважин для нефтедобычи и добычи прочих полезных ископаемых;
• обновление коммуникаций, подвергшихся износу;
• формирование подземных магистралей.

Кроме указанной экономии, эта методика бурения имеет и другие преимущества:

• минимальные разрушения поверхности земли (делается только 2 прокола);
• сокращение времени работ на 30%;
• сокращение численности бригады рабочих (требуется 3-5 человек);
• мобильность оборудования, его легко устанавливать и транспортировать;
• возможность вести работы на любых территориях (исторических центрах, на территории прохождения высоковольтных линий) и почвах;
• возможность сохранять грунт, не повреждая его плодородные слои;
• осуществление работ не требует смены привычного ритма: перекрытия движения и т. п.;
• не наносится вред экологии.

Описанные выгоды обуславливают популярность и широкое распространение метода ГНБ. Впрочем, он имеет и недостатки.

• С применением стандартных установок для глубинного бурения удаётся прокладывать трубы длиной не более 350-400 метров. Если же нужно проложить более длинный трубопровод, приходится делать стыки.
• При необходимости установки под землёй более длинных труб либо прохождении их на большой глубине бестраншейный способ окажется слишком затратным.

Специфика технологии бурошнекового бурения

Буровая скважина – это отверстие цилиндрической формы с поперечным сечением. Устьем называют его начало, боковые поверхности – стенки, а дно – забой.
Расценки на шнековое бурение зависит от того, для каких целей создается скважина, требуемой ширины и глубины. Следует учитывать свойства грунта и пород, через которые придется пройти технике во время работы. От этого зависит и выбор типа оборудования, и режим работы.

Процесс бурения состоит из нескольких этапов:

• разрушение породы при забое и отделении частиц от массива;
• подъем обработанной почвы на поверхность;
• прочистка скважины, подготовка к дальнейшей эксплуатации.

Эффективность работы зависит от свойств породы, плотности, пористости, водопроницаемости. Технология шнекового бурения используется для создания скважин шириной 60-200 мм и глубиной до 40 м. Для скальных пород данный метод не подходит.

Применение ручных установок

Буровые механизмы ручного типа отличаются компактными габаритами и небольшим весом (от 15 до 250 кг), что обеспечивает возможность их транспортировки и монтажа без применения спецтехники. Благодаря высокой мобильности, такие устройства являются оптимальным вариантом для эксплуатации на ограниченных по площади территориях (на небольших приусадебных участках, в подвалах и т.д.).

Большинство моделей ручных шнековых установок оснащены электроприводами для облегчения рабочего процесса. В зависимости от веса и мощности их применяют для сверления льда, бурения питьевых скважин, отверстий под свайный фундамент и пр.

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.

Изготовление ложкового бура

Образец ложкового бура для использования на мягком грунте

Бур-ложка идеально подходит для работ в мягких породах. При этом разрыхление грунта происходит не только в нижней, но и в боковых частях приспособления. Выбранная почва накапливается внутри цилиндрического корпуса. Когда вы будете бурить скважину таким приспособлением, потребуется периодически вынимать его и очищать от накопившейся породы.

Бур-ложка изготавливается из трубы с толстыми стенками. Причём её диаметр подбирается по ширине скважины. Кроме этого для изготовления вам понадобится аппарат для сварки и комплект слесарных инструментов. Работу по изготовлению бура ведём в таком порядке:

1. В трубе сделайте продольный вырез. На чертеже очень хорошо видно, как должно располагаться отверстие.
2. Далее с помощью лома и тяжёлого молота трубе придаётся нужный профиль (ложка).
3. Нижние и боковые кромки трубы затачиваются.
4. К нижней части конструкции по центральной оси приваривается сверло. Оно должно быть достаточно толстым с диаметром не менее 1,8-3,6 см.
5. К верхней оконечности трубы приваривается штанга. При этом её ось должна быть сдвинута в сторону относительно оси трубы на 1-1,5 см.
6. Все режущие кромки бура рекомендуется закалить.

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:

1. 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.
2. 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 <100.
3. 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.
4. 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.

Технологические особенности проведения работ

Для разработки скважины используют буровую установку. Перед началом работ роют приямок размером 1,5х1,5 м и глубиной 2м. Он нужен для того, чтобы система водоснабжения оказалась ниже уровня промерзания почвы.

В центр приямка устанавливают бурильное оборудование. Процесс бурения осуществляют разными способами, выбор которого зависит от типа почвы и глубины залегания вод, но всегда состоит из трех этапов:

• точечное целенаправленное разрушение почвы;
• выемка лишнего грунта на поверхность;
• прочистка и укрепление ствола.

Чтобы избежать обвала грунта со стен, колодец укрепляют обсадными трубами. Промежуток между наружной частью трубы и земляным слоем заливают цементным раствором для придания прочности конструкции.

Внутрь колодца устанавливается глубинный насос, с помощью которого вода подается наверх.

Микротоннелирование

Микротоннелирование можно считать своего рода симбиозом технологий горизонтального бурения и продавливания (конечно, очень далеко ушедшим от своих прародителей). Этот метод основан на строительстве тоннеля с помощью дистанционно управляемого проходческого щита, выдвигаемого из заранее подготовленной стартовой шахты. После завершения проходки (а она может вестись в прямолинейном или криволинейном направлении) его извлекают из приемной шахты.

Рис. 9. Оборудование для микротоннелирования компании Herrenknecht AG. Рис. 10. Бестраншейная санация водовода диаметром 1400 мм по технологии PipeWay (ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»).

Что означает приставка «микро»? Канадская фирма Lowat относит к этому классу технику для тоннелей диаметром до 1500 мм. В московском руководстве по применению микротоннелепроходческих комплексов и технологий микротоннелирования при строительстве подземных сооружений и прокладке коммуникаций закрытым способом сказано: «Микротоннелирование – процесс строительства подземного сооружения круглой формы поперечного сечения с диаметром от 200 до 2000 мм с использованием управляемых установок без присутствия людей в забое». Впрочем, иногда к микротоннелям относят тоннели диаметром 3000 мм.

От продавливания микротоннелирование отличается большей длиной проходки (до 500 м, а при необходимости до нескольких километров), скоростью и точностью (независимо от длины трассы она контролируется компьютерным комплексом с применением системы лазерного ведения). А кроме того, минимизацией затрат и материальных ресурсов. Импульс ускоренному развитию этой технологии в России дало не только появление эффективной техники (Lovat, Robbins, Herrenknecht AG), но и приход в нее квалифицированных специалистов из свернувших свою работу в середине 90 х годов метростроев.

С помощью микротоннелирования можно «пробиться» через грунты любой категории – от неустойчивых суглинков и водоносных песков до скальных пород, работать в смешанном забое, не бояться появления в грунтовом массиве по трассе крупнообломочных включений, валунов, гальки и щебня.

Для прокладки микротоннелированием используются самые разные трубы: полимербетонные, железобетонные, керамические, стеклопластиковые, асбестоцементные.

Бурение абиссинской скважины

Есть две технологии бурения абиссинской скважины, у каждой есть свои плюсы и минусы.

Гидробур

Это длинная металлическая штанга с резьбой с двух сторон. На одну сторону крепится острие, которое при бурении разрывает землю. На другом конце штанги прикреплены Т-образные ручки, с помощью которых человек вращает бур. К острию подается вода под напором — она помогает разрывать землю и выносит отработанную породу на поверхность. Обычно используют несколько полутора- или двухметровых штанг, которые можно накручивать друг на друга, удлиняя бур. С помощью сварочного аппарата такое устройство можно изготовить самостоятельно.

Василий Захаров:

— Оборудование для гидробурения отнимает больше сил у исполнителя на объекте, но поможет сделать абиссинскую скважину любой глубины и размыть небольшие камни, убрав их в ствол скважины. Гидробурение позволяет сделать фильтр и обсадную трубу из пластика, которые могут прослужить более 50 лет. Гидробурение абиссинской скважины требует очень большого объема воды — от 300 литров до 3 кубометров. Также потребуется водоотведение грязной воды.

Шнековая буровая установка

Это специальное оборудование, которое используется для рытья любых других скважин, например артезианских.

Василий Захаров:

— Шнековое бурение менее трудозатратно — оно быстрое, не оставляет грязи на объекте и не требует воды у заказчика, но ограничено по функциональности. Шнеком не получится пробурить больше 12–15 м и обойти камни в почве. Здесь применяются фильтр и обсадная труба из металла, потому что при извлечении бура из ствола скважины происходит частичное обрушение выбуренного грунта обратно в скважину.

Подготовительный этап

Прежде чем приступать к сборке конструкции шнека необходимо подготовить рабочий инструмент. В этот список входят:

• сталь листовая;
• автомобильные рессоры;
• напильник;
• специальные тиски для фиксации заготовок;
• молоток;
• картон и маркер;
• болгарка и диски для нее;
• крепежные элементы; рулетка;
• трубы разной длины.

Что касается материала труб, то лучше подбирать стальные элементы, у которых повышенная коррозийная стойкость. Если брать дешевый вариант, то уже спустя некоторое время на поверхности появится ржавчина.

Если все подготовлено, то можно приступать к работе. Чтобы изготовить шнек своими руками, необходимо выполнить следующие действия:

• вначале сделать проект, а затем — шаблон на плотном картоне;
• взять стальную полую трубу, этот материал должен выдерживать серьезное механическое воздействие;
• изготовить из гибкого стального листа витки и с помощью сварочного аппарата приварить перья к трубе — получится своеобразная пружина.

Если требуется шнек для работы с сыпучим материалом, то витки должны быть расположены всплошную. В обратном случае нужного эффекта не будет. Если все сделано правильно, получится эффективный инструмент, который будет иметь следующие положительные качества:

• компактный размер;
• высокая производительность;
• длительный эксплуатационный срок;
• удобный в работе;
• быстрое углубление и подъем земли.

https://youtube.com/watch?v=PVwoYBNpA_0

БУРОШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ

Бестраншейная прокладка коммуникаций

Бурошнековая технология является подземным методом прокладки стальных труб. Это необходимо, прежде всего, при прокладке канализационных сетей, переходов через автомобильные и железные дороги и в зоне подключения коммуникаций к зданиям. Шнековые буровые установки позволяют прокладывать трубы диаметром от 100 до 2000 мм и на длину до 60 м. Выбор конкретной буровой установки осуществляется в зависимости от длины и диаметра бурения

Этапы ведения работ:1. Подготовка стартового и приемного котлованов;2. На данном этапе установку ГШБ опускают в подготовленный (стартовый) котлован на заданную отметку, а затем производят контролируемое задавливание трубы с одновременным механическим удалением разработанной породы из ее полости при помощи шнека;3. При достижении трубой приемного котлована продавливание прекращается. Колонна шнеков и буровая голова извлекаются из обсадной трубы в стартовый котлован;4. При завершении работ оборудование извлекается из стартового котлована;5. Демонтаж стартового и приемного котлованов.

Преимуществами данной технологии являются:

Высокая точность позволяет прокладывать самотечные канализации и трубопроводы без отклонений; Сохранение поверхностного грунта, окружающей среды и инфраструктуры; Позволяет прокладывать в стеснённых условиях трубопроводы с большим диаметром; Рабочие параметры наших установок позволяют прокладывать трубы диаметром от 100 мм до 1820 мм на расстояние до 120 м в зависимости от типа грунта.

Легкое самоходное оборудование

В данную категорию входят более мощные и тяжелые буровые шнековые машины: максимальный вес некоторых моделей составляет 1000 кг. Для их перевозки используются мобильные транспортные шасси, одновременно выполняющие функцию платформы, с которой и осуществляется бурение.

Максимальный вес шнековых буровых машин составляет тонну.

Установки данного типа относятся к промышленному оборудованию. Они применяются для устройства водозаборных, поисковых, строительных, исследовательских и прочих видов скважин.

Бесспорными преимуществами таких моделей являются мобильность, высокая производительность, возможность транспортировки на любые объекты, быстрый монтаж и демонтаж.

Какой способ бурения выбрать?

Все рассмотренные способы механического бурения широко применяются для устройства водоносных скважин. Подводя итоги, можно сказать, что:

1. Колонковое бурение целесообразно использовать для проходки в пластичных глинистых грунтах. Колонковый способ подходит для устройства большинства водозаборных выработок, при необходимости используется в паре с ударно-канатным.
2. Шнековое бурение по сфере применения схоже с колонковым методом. От него отличается некачественной очисткой ствола, требует обязательного использования желонки или долгосрочной промывки скважины перед эксплуатацией.
3. Роторное бурение — оптимальный вариант для пробивки стволов скважин в скальных грунтах.

Стоимость обустройства скважины с использованием того или иного метода бурения во многом зависит от того, какое оборудование применяется, а также от категорий пройденных пород по буримости.

Правильно выбранный способ бурения скважины поможет не только снизить временные затраты на бурение, но и позволит в будущем эксплуатировать водоисточник без проблем

Методы бурения

Методы бурения классифицируют по двум параметрам.

В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:

• Механическое;
• Ручное.

Варианты исполнения скважины

В зависимости от принципа работы буры:

• Ударно-вращательный метод;
• Ударный;
• Вращательный.

Рассмотрим, чем примечательная каждая технология бурения скважин на воду и как она выполняется.

Ручной способ

Ручное бурение скважины вполне подходит для самостоятельного выполнения процесса при наличии всех нужных инструментов. Такой колодец будет не более тридцати метров, почву пробивают до достижения слоя воды.

Для этого понадобятся обсадные трубы, штанги, лебедка и буровые головки разных параметров. При создании более глубокой скважины, нужна бурильная вышка для подъема и погружения бура.

Если штанги не нашлось, сделать ее можно, соединив трубы шпоном или резьбой. К концу нижней штанги крепят буровую головку. Процесс выглядит следующим образом:

Шнек-бур и станок для бурения скважин своими руками

1. Над местом предполагаемой скважины размещают вышку так, чтоб она была несколько выше длины штанги.
2. Лопатой выкапывают небольшое углубление для бура.
3. Вставить бур в углубление и вращать его. Возможно, понадобится помощь, потому что при углублении движение бура будет затрудняться.
4. Пробив полметра, остановитесь, выньте бур и прочистите его от налипшей земли.
5. Достигнув водяного слоя, откачайте три-четыре ведра грунтовой воды.

Последнее действие необходимо для устранения грязной воды и может быть выполнено погружным насосом.

Роторный способ

Это вращательный метод, который чаще всего используется при бурении глубокой скважины. Для этого понадобится специальная установка, оснащенная трубой. В этой трубе имеется вращающийся вал и долото. Воздействие на долото выполняется за счет гидравлической установки. Грунт из пробуренной скважины вымывают специальным раствором.

Таким образом, труба располагается над местом бурения и при вращении вала и долота пробивает почву. Жидкость может подаваться по стволу сверху вниз, тогда раствор, вымывая землю, выходит наружу через затрубное пространство. Такой способ называют прямой промывкой.

Может быть применена и обратная промывка, при которой раствор самотеком идет в затрубное пространство и после пробивания выкачивается погружным насосом.

Ударно-канатный способ

Метод основан на падении максимально тяжелого инструмента, обычно забивного стакана, с вышки в месте предполагаемой скважины. При  желании самостоятельно применить ударно-канатную технологию, потребуется:

• Прочный канат;
• Забойный стакан – обычно прочная металлическая труба, подвешенная на канате;
• Инструменты для уборки грунта.

Технология и последовательность действий:

Ударно-канатный способ — технология бурения

1. Изготавливают вышку в форме треноги из стальных труб или крепких бревен. Высота зависит от длины забойного стакана и должна превышать ее на 1,5 метра.
2. Забойный стакан изготавливают из стальной трубы, на конце которой находится режущее приспособление.
3. К верхней части стакана крепят трос.
4. Регулируя трос, стакан быстро отпускают на место пробоя.
5. Землю из стакана извлекают через каждые пробуренные полметра.

Для создания глубокого колодца привлекают установки типа УГБ-1ВС.

Шнековый способ

Бурение скважины шнеком

Метод взял свое название от основного применяемого инструмента – шнека или Архимедового винта. Он выглядит как буровая штанга, к которой приваривают лопасти спирально. Вращая такой шнек, земля выносится на поверхность и собирается.

Для более глубокого колодца понадобится аренда малогабаритной легкоперевозимой буровой установки, так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.

Стоит отметить, что шнековый способ подойдет только в том случае, если грунт богат песчаной породой. Кроме того, если шнек сталкивается на своем пути с камнем, придется искать другое место для пробивания грунта и остановить работу.

Колонковый способ

Колонковая технология все реже используется в наши дни для бурения скважин под воду. Чаще применяется для гидрогеологических исследований. Для этого используется оборудование типа ЗиФ-650, которое извлекает столб грунта, создавая так называемую колонку.

Схема колонкового долота для бурения скважины под воду

Разрушение грунта проводится кольцевым способом, затем он вымывается. Скорость такого обустройства достаточно высокая, кроме того, позволяет пробивать твердые породы, но требует больших затрат на аренду серьезного геологического оборудования.

Каким способом сооружаются сваи буронабивные – специфика технологии

Бурение скважин для свай осуществляется различными методами:

• с помощью стандартного лопастного шнека, оснащенного усиленным наконечником;
• с использованием наращиваемой инвентарной трубы, состоящей из отдельных секций;
• комбинированным способом, предусматривающим шнековое бурение с последующей подачей бетона в полость.

Каждый способ формирования скважин имеет свои особенности. Рассмотрим их более детально.

Бурение свай с помощью технологического оборудования шнекового типа

Приведенный метод выполнения бурильных работ предусматривает применение специальной бурильной техники, оснащенной стандартным шнеком. Рабочий орган представляет собой продольный стержень с расположенными по винтовой линии лопастями и хвостовиком с усиленным наконечником.

Главные особенности функционирования оборудования, оснащенного стандартным лопастным шнеком:

• увеличенная до 120 см/мин скорость проходки скважины рабочим органом;
• циклическое погружение и подъем шнекового устройства с извлечением осевшей почвы;
• возможность прохода за один прием без подъема лопастного шнека скважины глубиной 8-10 м.

Конструктивные особенности рабочего органа и функциональные возможности оборудования позволяют с помощью шнекового бура сформировать полость в нижней части канала. Увеличенная площадь опорной площадки и конусообразная форма полости обеспечиваются с помощью расширительного устройства, погружаемого одновременно со шнеком. На заданной глубине шарнирный механизм изменяет угловое положение насадки, которая формирует в нижней части шурфа расширение заданной формы и размера. Это позволяет увеличить нагрузочную способность буронабивной сваи.

Бурение скважин для свай по стержневой технологии с бетонированием

Применяемое технологическое оборудование и рабочий инструмент позволяют:

• формировать за смену множество скважин, суммарная длина которых достигает 350-400 м;
• погружать рабочий орган в почву при выполнении бурильных операций на глубину 30-40 м;
• обеспечить диаметр канала, сформированного при погружении стержневого инструмента, в диапазоне 50-100 см и выше;
• постепенно наращивать длину секций лопастного шнека до достижения заданной глубины шурфа;
• нагнетать в скважину с помощью специальной насосной установки подготовленную бетонную смесь;
• поднимать рабочую мачту одновременно с подачей бетонной смеси в пробуренную полость.

В процессе нагнетания бетонного раствора уплотняются стенки скважины, что положительно влияет на прочностные характеристики канала. Арматурный каркас погружается в скважину методом вдавливания или с помощью вибропогружателя. Указанный метод бурения позволяет значительно сократить строительный цикл по сооружению свайного фундамента за счет совмещение операций по бурению и бетонированию.

Бурение под сваи буронабивные с защитой части скважины с помощью труб

Технология выполнения бурильных мероприятий предусматривает возможность использования инвентарных труб для защиты поверхности канала, сформированного в грунте.

Инвентарная труба – это специальная бурильная оснастка, которая состоит из следующих составляющих:

• отдельных трубчатых секций, которые легко соединяются с помощью замков. Длина каждого элемента не превышает 6 м;
• режущей головки с зубчатой поверхностью. Насадка изготовлена из твердосплавного материала и крепится в нижней части трубы.

Процесс бурения осуществляется по следующему алгоритму:

1. Выполняется скоростная проходка грунтового массива буром. При вращении и погружении в скважину рабочего органа грунт постепенно извлекается из сформированного канала.
2. Одновременно с бурением в почву вдавливается инвентарная труба. Металлическая оболочка защитной трубы затрудняет проникновение в скважину подземных вод и не допускает обрушения стенок шурфа.

После завершения операций по формированию углубления выполняются следующие операции:

1. Осуществляется извлечение на нулевую отметку шнекового бура.
2. Производится откачка воды, проникшей через грунт в шурф.
3. Постепенно опускается в скважину арматурная решетка.

Завершается процесс формирования буронабивной сваи закачкой предварительно подготовленной бетонной смеси в сформированную в земле полость. Для непрерывной подачи бетонного раствора используется специальное оборудование.

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.

Технологии при бурение скважин шнеками

Основными параметрами при бурении выступают количество оборотов на вращателе и поперечная нагрузка на инструменте. Согласно опытным расчетам при проведения работ при бурении оптимальные обороты привода инструмента должна находиться в пределах 110-190 оборотов в минуту. На более низких оборотах снижается скорость и в целом ухудшается процесс извлечения керна, при очень больших – могут наблюдаться колебания инструмента.

Технология бурения на воду шнеками, как правило, не предполагает чрезмерных усилий на бур. В не плотные грунты инструмент практически без сопротивления внедряется под собственной массой за счет кручения и усилителя реактивной тяги, формирующегося при высвобождения грунта разбитого грунта. Создание дополнительной осевой нагрузки допускается на бурении в плотных, сухих глинистых и твердых породах.

Бурение скважин шнеками в зависимости от классификации породы предусматривает возможность использования разных режимов, дополнительных операций и элементов оборудования:

• Песчано-глинистые грунты: суглинки, супеси, песчаные глины хорошо поддаются бурению с использованием долот с двумя или тремя лопастями при средней частоте вращения около 150 об/мин без использования принудительной подачи и нагрузки бурового инструмента.
• Проходка плотных вязких глин сопровождается налипанием грунта на долото и шнеки, что значительно усиливает их трение о внутреннюю поверхность скважин и усложняет транспортировку породы. Поэтому бурение таких пород осуществляется при небольшой скорости подачи – до 14 сантиметров в минуту и максимальной частоте вращения. Дополнительные приемы, упрощающие процесс бурения шнеками в вязких грунтах – закачка воды в скважину, расхаживание колонны, включение режима вибрации, периодическая очистка шнеков от налипшей породы.
• Скважины в неустойчивых грунтах, плывунах и насыщенных водой песках бурятся на высоких оборотах рабочего инструмента – более 210 оборотов в минуту с быстрой его подачей и одновременной установкой обсадных труб.
• Для бурения твердых горных пород – аргиллитов, глинистых песчаников и сланцев используются долота с твердосплавными резцами. При этом создается нагрузка величиной до 20 кН, а частота вращения выдерживается в пределах 110-120 оборотов в минуту.
• Грунты с мелкими гравийно-галечными включениями проходятся с высокой частотой вращения, достигающей 290 оборотов в минуту. Возможность возникновения вибрации нивелируется установкой над долотом 2-3 утяжеленных шнеков.
• Для бурения более крупных валунно-галечных отложений используется невысокая частота вращения – 25-45 оборотов в минуту. В данном случае риск появления вибраций отсутствует, поэтому в применении тяжелых шнеков необходимости нет. В процессе бурения крупные валуны и галька смещаются в сторону или разрушаются буром.

Бурение шнеками с разной степенью эффективности применимо ко всем типам грунтов за исключением сплошных скальных пород. Однако наиболее часто эта технология используется для проходки скважин в рыхлых мягких грунтах, не содержащих больших объемов твердых включений.

Рекомендации

Независимо от метода бурения, оборудование должно иметь режущие кромки, которые способны противостоять механическому воздействию. Для этого долото и края винтового резца наплавляются твердосплавным металлом, и применять нужно именно этот инструмент. Вынуть шнек на поверхность при окончании работ нужно аккуратно.

Только после этого устанавливаются обсадные трубы, которые могут быть металлическими или пластиковыми. При формировании обсадного трубопровода нужно обеспечить герметичность соединений. Если это стальные трубы, то лучше их сварить. ПНД имеют специальную резьбу, что упрощает задачу.

При подборе оснащения преимущество отдают пустотелым шнекам. Воздух способствует охлаждению. Если по каналу подавать воду, процедура облегчается за счет дополнительного размягчения грунта, что продлевает ресурс бура. Сухой грунт способствует быстрому износу рабочих граней.

Описанная технология подходит для самостоятельного применения, если речь идет о неглубоких скважинах. Когда это абиссинский колодец, проблем, скорее всего, не будет. Сложности начнутся, если требуется пробурить скважину на песок. Но если нужна артезианская вода, то бурение собственными силами практически невозможно, и придется нанимать бригаду специалистов и специализированную технику.