Ударно канатный способ бурения

Ударное бурение

УДАРНОЕ БУРЕНИЕ (а. percussive drilling; н. Sto ß bohren, Schlagbohren; ф. forage par battage, forage par percussion, burinage; и. perforacion por percusion, sondeo por percusion, taladrado por percusion) — способ бурения. при котором разрушение породы происходит под действием ударов падающего на забой скважины бурового снаряда либо ударов по снаряду, стоящему на забое. Используется в основном в мягких и рыхлых отложениях с обломочными включениями, а также скальных породах до глубины 100 и более метров. Разрушение пород носит характер дробления. раздавливания и рыхления. Бурение осуществляется сплошным или кольцевым забоем.

После нанесения очередного удара инструмент отрывается от забоя либо постоянно контактирует с ним (забивание). Для спуска бурового снаряда используются канат или штанги (ударно-канатное и ударно-штанговое бурение) и специальные двойные концентрические трубы. В узком смысле под ударным бурением понимают только ударно-канатное бурение, получившее в практике наибольшее распространение. Разрушение породы при ударно-канатном бурении сплошным забоем осуществляется снарядом, включающим долота различных типов, ударные штанги, яссы (ножницы) и канатный замок, в котором закреплён конец инструментального каната. Для бурения в мягких породах используют плоские долота с клинообразным (иногда сменным) лезвием, в вязких породах — двутавровые, в твёрдых трещиноватых — крестовые, в валунах — пирамидальные. Разрушение достигается сбрасыванием снаряда массой 500-2500 кг с высоты 300-1000 мм с частотой 45-60 уд/мин. В момент подъёма снаряда под действием упругости каната происходит его поворот на 20-50°, что обеспечивает обработку всей площади забоя. Для подъёма и сбрасывания ударного снаряда используется ударный механизм (качающаяся рама с приводом от кривошипно-шатунного механизма, эксцентричный ролик, система гидроцилиндров). В сухих скважинах на забой периодически подливают воду. После разрушения участка скважины определённой длины (0,2-0,6 м) продукты разрушения извлекаются с забоя посредством обычной или поршневой желонки, которая в песках и галечниках применяется также и для бурения (забивания в породу).

Ударно-канатное бурение сплошным забоем используется для сооружения скважин на воду и при разведке россыпных месторождений полезных ископаемых в наиболее сложных геолого-технических условиях (рыхлых породах с большим содержанием гравийно-галечных отложений и валунов), водопонизительных скважин для осушения карьеров. а также при взрывных и строительных работах. Глубина скважин в основном 50-100 м, реже до 300 м, диаметры 150-850 мм.

Ударно-канатное бурение кольцевым забоем осуществляется посредством грунтоносов (забивных стаканов, иногда разъёмных), сбрасываемых на забой и внедряющихся в породу на 0,1-0,2 м либо забиваемых бойком с ударной штангой с частотой 40-50 уд/мин. Масса ударной части снаряда 100-500 кг, интервал углубления без отрыва стакана от забоя 0,2-0,6 м (за один удар в песках 0,3-0,4 см, глинах 0,8-1,2 см, супесях и суглинках 1,5-2 см). Применяются также установки, в которых для сбрасывания ударного снаряда используется эксцентриковый механизм свободного сброса или лебёдка. Бурение кольцевым забоем используется в мягких и рыхлых породах на глубине до 15-30 м инструментом диаметром 73-273 мм при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях, поисках и разведке россыпных месторождений. нерудных строительных материалов и других полезных ископаемых

При ударном бурении двойными концентрическими бурильными трубами их забивают дизельным молотом или другим источником ударных импульсов. Для разрушения породы служит кольцевой башмак с твердосплавными резцами. В кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами подаётся сжатый воздух, который поднимается по центральному каналу и транспортирует с забоя разрушенную породу. Этот способ применяется за рубежом для бурения скважин диаметром 140-500 мм на глубине 15-30, реже до 100 м при разведке россыпей и строительных работах (в осадочных породах с большим содержанием обломочного материала). Энергия удара до 10-12 кДж, частота 90-100 уд/мин. Скорость бурения в несколько раз превышает скорость ударно-канатного бурения, достигая 5-30 м/ч при углублении 5-6 мм за удар.

Как осуществляется ударно канатный способ бурения скважин?

Издавна люди добывали воду для своих нужд с помощью обустройства скважин, используя буровой метод. Для значительной части населения, проживающей в условиях отсутствия центрального водоснабжения, классические, проверенные веками технологии вскрытия водоносных пластов вручную остаются актуальными и на сегодняшний день.

Буровой снаряд Шитца.

Так, простейший ударно канатный способ бурения, которым пользовались еще древние китайцы времен Конфуция, благодаря своей доступности, до сей поры остается одним из самых популярных и применяется повсеместно.

Особенности бурения

Ловитель для канатного замка: 1 — корпус, 2 — траверса, 3 — штифт, 4 — зуб, 5 — скоба, 6 — канатный замок.

Ударно канатный способ добычи воды заключается в разбивании грунта вплоть до достижения водоносного шара, извлечении его на поверхность и формировании узкого колодца-скважины со стенками из обсадных труб. Такой способ бурения можно применять на любых типах почвы.

Пробивают породу тяжелым инструментом, который сначала падает с высоты вышки примитивной буровой установки и захватывает буровой отвал, а затем поднимается на канате и очищается. Такие действия проводятся многократно с целью получения строго вертикальной скважины, наполняемой из водоносного горизонта.

В качестве ударного орудия используются:

• на несыпучих, неплотных, глинистых почвах – забивной стакан из отрезка стальной трубы с режущей кромкой и скосом внутрь на нижней части;
• на сыпучих, песчаных почвах – желонка из фрагмента стальной трубы, на конце которой устанавливают задерживающий клапан;
• на скальных, твердых породах – долото буровое.

Расширитель скважины: 1 — верхний фланец, 2 — корпус, 3 — ось, 4 — резец, 5 — год;(лгд-ка, 6 — пружина, 7 — нижний фланец.

Достоинствами ударно канатного бурения являются:

1. Возможность выполнения работ самостоятельно с привлечением 1-2-х помощников.
2. Не требуется использование тяжелой техники.
3. Монтаж ручной буровой установки прост и недолог.
4. Компактность установки позволяет проводить работы на ранее облагороженных участках без риска их разрушений.
5. Отсутствие загрязнения воды примесями во время процесса бурения.
6. Гарантированно большой срок эксплуатации скважины.
7. При проведении операции бурения не используется буровой раствор или вода.

Среди недостатков ударно канатного бурения можно отметить трудоемкость процесса и медленную скорость выдалбливания пород, так как по технологии ударный снаряд должен каждый раз освобождаться от набившегося в него грунта после прохождения им 50 см почвы.

Процесс обустройства скважины

Организация ударного заглубления с промывкой.

Для извлечения грунта до достижения подошвы водоносного слоя применяется ручная разборная буровая установка в виде треноги. Ее можно взять в аренду, или сделать самостоятельно. Самодельную конструкцию нужно укомплектовать следующими элементами:

• забивной снаряд длиной от 2 м как основной элемент конструкции для ударно-канатного бурения;
• канат, крепящийся к верхней части снаряда. Для прочности лучше использовать стальной трос с диаметром 10-12мм;
• лебедка и блок для прохождения каната;
• ударная штанга;
• каркас из стальных труб высотой, превышающий длину забивного снаряда на 1,5 м.

В качестве бурового стакана можно приспособить стальную трубу, на конце которой сделать режущую кромку в виде половинки витка шнека. А на 50 см выше режущего края высверлить отверстие для очищения трубы от поднятого из скважины грунта.

Бурение ударно-канатным способом осуществляется попеременным опусканием и поднятием забивного снаряда с использованием лебедки.

Канатный замок: 1 — корпус, 2 — шайба, 3 — втулка, 4 — отверстие для выхода воды.

Для достижения максимально возможной глубины при ударе служит штанга. Поднятый на поверхность снаряд периодически очищают и затем продолжают бурение до водоносного пласта.

В процессе бурения скважины для предотвращения ее обсыпания и перекрытия верхних водоносных шаров грунта с грязной водой устанавливают обсадные трубы, предпочтительно из пластика, так как они легкие по весу, простые в установке и экономные по своей стоимости. На самом первом отрезке обсадной трубы устанавливается расширитель в виде конуса. Диаметр труб для обсадки должен быть больше ударного снаряда, чтобы стакан мог свободно опускаться и подниматься внутри скважины.

Готовая скважина будет похожа на узкий колодец. Внизу этот колодец оборудуют фильтром, очищающим воду от возможного загрязнения частичками почвы. Для этой цели при условии ударно-канатного способа бурения в известняке, или гравийных и галечных пластах подойдет труба с просверленными в ней мелкими отверстиями. На сыпучих, песчаных грунтах конец трубы оборудуют фильтром в виде сетки с мелкими ячейками. Из готовой скважины вода поставляется к потребителю путем ее перекачки насосным оборудованием.

Способы бурения скважин. Бурение ударно-канатное, роторное

Для более комфортного проживания в загородном доме требуется обустройство канализации и подачи воды. Сложно себе представить жилье без подобных коммуникация. Ведь вода требуется не только для приготовления пищи, но и для полива культурных растений. Ее отсутствие значительно усложняет жизнь.

Ударно-канатное бурение скважин позволяет решить подобные проблемы. При помощи такого метода можно без особых усилий добыть воду. Стоит отметить, что подобные работы можно провести самостоятельно. Главное, знать, как правильно бурить скважину и что для этого требуется.

Основные типы скважин

При желании можно провести ударно-канатное бурение своими руками. Фото готовой конструкции представлено ниже. Перед началом работ стоит определиться с типом скважины. Их существует несколько:

1. Трубчатый колодец. Его глубина составляет от 8 до 12 метров. Верховодка, пыль, грязь, а также чужеродные элементы в данном случае не попадает в воду, предназначенную для питья.
2. Скважина в песчаном грунте обычно делают глубиной 15-30 метров. При этом применяют шнековый метод. Устройство для скважины представляет собой металлический рукав, на конце которого имеется участок с перфорацией. Монтируется фильтр в песке крупной фракции с примесями гальки. В целом сооружение способно прослужить около 5 лет при редком использовании, а при частом – до 15. Промывку конструкции осуществляют после заиливания. Если это не дает результатов, то рядом бурят новую скважину.
3. Артезианская. Глубина данной скважины составляет 15-200 метров. Этот показатель зависит от глубины залегания слоев известняка. Эксплуатационный срок равен 50 годам.

Технология бурения

На данный момент существует несколько технологий:

Технологии отличаются между собой способом разрушения определенных пород, а также способами извлечения из ствола сооружения почвы. Каждый метод подразумевает применение специального оборудования, которое по-разному влияет на качество проводимых работ. Именно от этого зависит стоимость бурения скважины.

Бурение ударно-канатное

Этот метод является самым простым и относительно недорогим. Особенность технологии заключается в отсутствии необходимости применения тяжелой техники. Установку для бурения скважины можно монтировать самостоятельно. Это отнимает немного времени и сил. Ударно-канатное бурение своими руками – это самый популярный метод, позволяющий вскрывать прямо с поверхности водоносные пласты.

Основные преимущества подобного метода:

1. Большой срок эксплуатации.
2. Позволяет контролировать водоносность горизонта, а также уровень воды.
3. Можно пробить скважину большого диаметра.
4. Исключает риск попадания в воду, предназначенную для питья, вредных примесей в процессе бурения.
5. Эффективность и экономичность при проведении работ в зимний период.

Что потребуется

Для бурения скважины ударно-канатным способом необходимо приобрести специальные приспособления. Как правило, для этого требуется:

1. Блок и лебедка.
2. Трос.
3. Станок для забивания.
4. Установочный каркас.
5. Штанга.

Основной элемент конструкции – это забивной стакан. Помимо этого, требуется отрезок трубы, изготовленной из стали. Он должен быть скошен вовнутрь. Отрезок должен иметь в самом низу режущую прочную кромку. Поверх забивного стакана устанавливается наковальня. Именно по ней при помощи штанги наносятся удары. Лебедка позволяет опускать и поднимать забивной стакан.

Как действует установка

Как осуществляется ударно-канатное бурение? Станки для этого можно изготовить самостоятельно. Главное, представлять себе, как это работает. Действие установки сводится к следующему:

1. Благодаря силе трения, в забивной стакан попадает порода и удерживается в нем.
2. Чтобы проникнуть вглубь почвы, используется штанга, которая бросается на наковальню.
3. Когда забивной стакан наполняется грунтом, он поднимается вверх, а затем очищается.
4. данные действия следует совершать до тех пор, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение ударно-канатное лучше применять в тех местах, где грунт несыпучий, глинистый и мягкий.

Как пробить скважину на сыпучем грунте

Если на участке имеется сыпучий грунт, то пробурить скважину будет сложнее. Для этого потребуется желонка. Эта деталь представляет собой трубу, изготовленную из стали и имеющую внизу задерживающий клапан.

Это позволяет значительно упростить процесс. При опускании элемента в грунт происходит открытие клапана. В результате этого в трубу попадает почва. При подъеме клапан закрывается. После изъятия желонка очищается. После этого процедура повторяется.

Чтобы грунт в процессе бурения не осыпался, можно применять обсадные трубы. Они забиваются в почву при каждом углублении. На первом этапе данный элемент должен иметь расширительный башмак, обладающий конусовидной формой. Чтобы станок без затруднений перемещался, его диаметр должен быть меньше размеров обсадной трубы. Только в этом случае можно углубиться в почву до необходимого уровня. Ударно-канатное бурение с обсадной трубой применяется не только на сыпучем грунте.

Как пробить скважину в твердой каменистой почве

На твердом каменистом грунте пробивание скважин осуществляется с применением долота. Под его ударами осуществляется разрушение пород. Затем она извлекается при помощи желонки. Для монтажа обсадных труб необходимо использовать расширитель. Благодаря ему, обеспечивается нужный диаметр для прохождения конструкции.

Забивка элементов осуществляется в те слои грунта, которые располагаются ниже уровня залегания водоносных пластов. После этого требуется откачка скопившейся жидкости, а также очищение от грунта и смеси вод дна скважины. Осуществляется это при помощи желонки.

Несколько советов

Бурение ударно-канатное – это несложный процесс. При соблюдении определенных правил можно получить скважину с чистой водой. Главное, придерживаться рекомендаций специалистов:

1. Если осуществляется бурение ударно-канатное с использованием забивного стакана, то перед началом работ следует подсыпать немного грунта. Этот метод позволяет создать вязкую массу, а также облегчить работу.
2. Трос должен быть достаточно прочным. Этот показатель очень важен. Ведь от каната зависит многое. В первую очередь сможет ли этот элемент конструкции при заклинивании стакана нагрузки. Лучше всего использовать трос, изготовленный из стали. Его диаметр должен составлять более 1,2 сантиметра.
3. При установке конструкции необходимо следить, чтобы она стояла строго вертикально. Если будут отклонения, то обсадные трубы просто не будут опускаться. В итоге процесс бурение придется прекратить.
4. Значительно упрощают бурение скважин забивные стаканы длиной до 2 метров.

Особенности монтажа обсадных элементов

Для уже готовой скважины обычно монтируется дополнительная обсадка. Она может быть цельной и выполненной из асбоцементной трубы, а также отдельных ее отрезков.

Процесс работы с подобным материалом требует осторожности и повышенного внимания. В противном случае конструкция не будет свободна погружаться. Все звенья трубы должны надежно крепиться и удерживать от сползания. Для их фиксации стоит использовать скобы. Данные фрагменты в дальнейшем закрываются полосками листами нержавеющей стали.

Наши предки спали не так, как мы. Что мы делаем неправильно? В это трудно поверить, но ученые и многие историки склоняются к мнению, что современный человек спит совсем не так, как его древние предки. Изначально.

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют. Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети.

Почему некоторые дети рождаются с «поцелуем ангела»? Ангелы, как всем нам известно, относятся доброжелательно к людям и их здоровью. Если у вашего ребенка есть так называемый поцелуй ангела, то вам нечег.

Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител.

Что форма носа может сказать о вашей личности? Многие эксперты считают, что, посмотрев на нос, можно многое сказать о личности человека. Поэтому при первой встрече обратите внимание на нос незнаком.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Источники: http://www.mining-enc.ru/u/udarnoe-burenie, http://moyaskvazhina.ru/burenie/udarno-kanatnyj-sposob-bureniya.html, http://fb.ru/article/257505/sposobyi-bureniya-skvajin-burenie-udarno-kanatnoe-rotornoe