Буровые станки для бурения скважин в шахте

Требования по зазорам между стенкой ствола и крепью:

Ø 1-1,5 м зазор на сторону 100-120 мм.

Ø1,5-2 м зазор на сторону 150-200 мм.

Ø>2 м зазор на сторону 250-300 мм.

Все колонны тампонируются на всю высоту.

5500/5400×16(10)5200/5000×16(76)4700/4200×16(300)4000/3500×16(285…692) (Ø бурения, Ø крепления, толщина стенки)

Д_бур=Д_{ОТ (нар)} +2Δ, Δ-зазор на сторону

17.Устье, его назначение, порядок сооружения в различных горно-геологических условиях. Особенности горнопроходческого способа проходки.

Устьевая часть может быть пройдена горно-геологичеким способом и способом бурения.

При горно-проходческом способе применяются такие комплексы:

1.КПШ-2, КПШ-3 глубиной до 30-40 м.

2.ПАШ-100 глубиной до 100 м.

В состав входят: экскаватор, автокран, подвесная опалубка, проходческие лебедки и бадьи, компрессор, погрузчики, перфораторы, источники энергоснабжения.

При ƒ≤1,5 – выемку проводят экскаваторами и лопатами

ƒ>1,5 – шпуры и заряд ВВ

18.Сооружение устьев бурение породах средней крепости и крепких. Характерные особенности укороченного ртб, агрегатов табусс-1 и табусс-2.

Для сооружения бурения:

В породах средней крепости и крепких применяются укороченный РТБ.

Его отличие от обычного в меньшем количестве ступеней «ротор-статор» (уменьшают со 120 до 40), в меньшей высоте резинно-металлической пяты (число подпятников сокращают с 10 до 6), уменьшение хвостовика вала. Выгадывают до 2,5 м высоты РТБ. Кроме укороченных РТБ применяют агрегаты: ТАБУСС-1, ТАБУСС-2.

Конструктивно аналогичны укороченным РТБ за исключением в ТАБУССе-1 в траверсу снизу запрессованы не ниппеля на корпусе турбобуров, а сами корпуса, долота наворачивают прямо на валы турбобуров без переходников. В результате высота агрегата 3650 мм, но вилка бура нарезаемая (что не удобно).

В ТАБУССе-2 в траверсу запрессованы не корпуса ТБ, а резьбовые втулки, а втулки для резьбового соединения с корпусами. Внутри втулок находится начало вала. В результате высота 3850 мм.

19. Бурение устьев в мягких и обводненных породах агрегатами кагб-1 и кагб-2

КАГБ-1 – диаметр 4 м, вместимость до 10 м 3 , высота 3650 мм.

1– БТ; 2- центральная труба; 3- корпус (внутри собирается выбуренная порода); 4-короткий шнек); 5 – гидромонитор для омывания лопастей; 6-забурник; 7-лопасти (4шт).

В КАГБ-2 вместо забурника присоединяют шарошечную приставку, которая служит для забуривания щели под обсадную трубу.

20. Бурение скважин в мягких и обводненных породах агрегатом кашб-1

В мягких и обводненных породах применяют агрегат КАШБ-1(комбинированный аккумулирующий шнековый бур). Диаметр бурения 2200-3000 мм, вместимость до 5 м 3 , проходка за рейс 0,8-1,2 м, высота бура 4300 мм. В плывунах одновременно с бурением крепят.

1– БТ; 2-шнек; 3-цилиндр; 4 – лопасти (4 шт); 5- забурник; 6 – аккумулятор.

21. Способы передачи вращения на ртб. Особенности бурения за счет реактивного момента. Параметры режима бурения, их регулирование в трещиноватых породах.

Теоретически вращение РТБ может осуществляться: 1) за счет реактивного момента; 2) за счет реактивного момента и вращения ротором против часовой стрелки; 3) ротором против вращения от реактивного момента (по часовой стрелки). На практике 2-й способ не реализуется из-за того, что используют колонну с правыми резьбами. 1-й способ по частоте вращения слабо предсказуем, обычно наблюдается на глубинах 450-500 м, при больших глубинах не проявляется. Как правило, частота составляет от 2-6 об/мин. Для реализации 3-го способа с целью получить небольшие частоты вращения задействуют аварийный привод установки.

Рекомендации по режимным параметрам:

ПЖ- Q = 50,9 л/с на один турбобур

Осевая нагрузка и частота вращения для 2-х и 3-х турбинных РТБ: I-III- 20-30 кН; 6-10 об/мин. IV-VII – 40-80 кН; 2-6 об/мин. VIII-XII – 80-120 кН; 1,5-3 об/мин. Для 4-х турбинных РТБ I-III- 60-100 кН; 1,5-3 об/мин. IV-VII – 120-160 кН; 1,5-3 об/мин. VIII-XII – 160-200 кН; 1,5-3 об/мин.

В трещиноватых породах осевую нагрузку снижают на 15-20%.

В породах вязких осевую наргузку увеличивают на 30%.

22. Промывочные жидкости, применяемые при реактивно-турбинном бурении. Система очистки жидкости от шлама. Оборудование для приготовления ПЖ и тампонажных растворов на буровой.

В относительно устойчивых породах и с перемежающейся устойчивостью применяют нормальный глинистый раствор: плотность 1,2-1,3 г/см 3 , Т=20-30 с; В=до 40 см 3 за 30 мин; содержание песка до 2%.

В слабоустойчивых породах в р-р добавляют 5-10% УЩР. Параметры:В=15-7 см 3 за 30 мин; Т=19-24 с. Если в разрезе есть глины, то вместо УЦЩР прим. КССБ.

Система очистки двухступенчатая:1) грубая – d =2-5 мм на грохоте ГИЛ-42; 2) тонкая на гидроциклоне ГЦ-500.

Для создания подпора используют насосы ШН- 270/40. Количество отстойников обычно2, разделенные пермычкой.

Суммарный объем отстойников 3,5-4 объема ствола, если на растворе; 2,5-3 объема ствола, если на технической воде.

Оборудование для приготовления ПЖ: глиномешалка МГ, фрейзерно-струйная мельница ФСМ; место для складирования сыпучих материалов; шламовые насосы ШН; поворотный кран КПБ-3М; скребковый конвейер. Оборудование для ТР: все тоже, что и ПЖ; силосы; нет ФСМ; применяют насосы 9МгР

Для организации скважин в подземных условиях используется много видов станков и агрегатов. К основным можно отнести буровые станки, перфораторы с пневмоподдержкой и без таковой, а также установки срочного бурения.

Универсальные буровые станки серии НКР применяются для создания скважин произвольного направления глубиной порядка 50-70 м. Агрегаты справляются с бурением породы малой и средней крепости благодаря наличию пневмоударника. Для станков, используемых при работе с мягкой породой, ЗГО выпускает специальные коронки, которые устанавливаются вместо пневмоударников. Станки НКР задействуют также при организации скважин для дегазации и дренирования.

Для бурения шпуров персоналу шахт приходят на помощь перфораторы с пневмоподдержкой и установочно-подающими приспособлениями других типов. Пневмоподдержка осуществляет подачу мобильных пневмоперфораторов на забой, отвечает за реверсивное движение штока, исключает застревание бурового инструмента в породе и удерживает перфоратор на необходимой бурильщику высоте. На пневмоподдержке изготовитель размещает кнопку, нажатие которой приводит к сбросу сжатого воздуха.

Тяжелые и легкие перфораторы с пневматическим механизмом действия применяются для проделывания в породе крепостью менее 20 единиц восстающих шпуров, глубина которых не превышает 4 м, а ширина составляет 40 мм. Перфораторы относятся к группе составных элементов шахтных буровых установок, к месту скалывания породы их подводит телескопический податчик. Благодаря последнему создается осевое нажатие перфоратора на рабочий орган буровой установки.

В карьерах, где не существует опасности скопления газа и пылевого загрязнения воздуха, используются установки строчного бурения. Операторы таких установок выполняют бурение вертикальных и горизонтальных скважин малого диаметра в ходе добычи минеральных блоков и полезных ископаемых. Установки строчного бурения способны работать в умеренном климате при положительной температуре окружающей среды и справляться с породой, крепость которой не превышает 20 единиц по шкале Протодьяконова.

Завод ДАРАСУН выпускает горношахтные установки и комплектующие к ним в обширном ассортименте, идет навстречу постоянным клиентам в отношении ценовой политики, строго контролирует качество продукции.

Подобрать хорошую и при этом недорогую буровую установку для бурения скважин на воду не так просто, как может показаться изначально. В такой ситуации эта статья поможет вам самостоятельно подобрать лучший механизм под свои запросы и кошелек.

Они бывают следующих видов:

• самоходные (в качестве шасси используются различные трактора и спецтехника, например МТЗ, и автомобили марок: ЗИЛ, ГАЗ, УАЗ, МАЗ, а также на базе МКСМ);
• малогабаритные МГБУ (монтируются на треноге или каркасе, перевозятся в автоприцепе или кузове грузового авто);
• с промывкой или без;
• ручные (подключаются к обычному мотоблоку);
• ударные;
• самодельные.

Самоходные

Главным достоинством принято считать то, что для их передвижения не требуется наличие грузовика, так как они изготавливаются на базе самодвижущегося шасси на гусеничном или колесном ходу. В качестве такого шасси могут применяться различные тракторы, вездеходы или грузовые автомобили.

Чаще всего на шасси монтируется бурильный агрегат, с гидравлическим или механическим приводом, при использовании последнего крутящий момент на шнек передается с двигателя автомобиля или вездехода.

Среди положительных качеств выделяются:

• Исключительная мобильность. Установка может работать в любых условиях, даже в поле. Высота вышки может достигать 5–7 метров, поэтому на выполнение работ в непосредственной близости от ЛЭП может потребоваться наряд-допуск.
• Скорость бурения вырастает в разы за счет отсутствия надобности в сборке-разборке механизма, так как установка приезжает на место самостоятельно и практически сразу готова к работе.
• Самоходные устройства легче обслуживаются и ремонтируются.
• Возможность бурения шахт глубиной до 350 метров, со скоростью до 10 м/ч, в зависимости от твердости породы.
• Работа на всех видах грунта. При высокой твердости породы рекомендуется использование буров из высокопрочной стали или с алмазными наконечниками.

Из-за своей компактности их называют малогабаритными, или, если кратко, – МГБУ. Они стали настоящим прорывом. Благодаря МГБУ пробурить скважину на 70–100 метров может любой человек, даже тот, который ранее никогда не сталкивался с бурильными работами.

Эти аппараты делятся на три вида: мобильные, разборные и переносные. Их можно быстро разобрать, погрузить в кузов обычной «газели» и привезти на место назначения. После доставки МГБУ легко разгружается, собирается и готова к работе в течение 15–20 минут.

В качестве привода для малогабаритных устройств чаще всего используется электродвигатель, работающий от 220 вольт.

К примеру, МГБУ-70 весит всего 350 килограмм, но она способна бурить скважины до 70 м глубиной со скоростью 5–7 м/час, в зависимости от твердости грунта.

Для ее работы не требуется много места, так как габариты составляют всего 115 x 120 x 270 см.

Бурение с промывкой

В использовании как малогабаритных аппаратов, так и более крупных механизмов, для повышения скорости прохождения породы, рекомендуется применять сверление с промывкой. Данный способ рытья позволяет поднять скорость погружения до 10 м/час, тогда как обычный сухой метод редко когда позволяет достичь скорости более 2 м/час. Существует два вида бурения с промывкой, которые незатейливо именуются прямым и обратным способами.

Прямой – это когда в качестве промывающей жидкости, при неглубоком сверлении, используется обычная вода; она закачивается в штангу, опускается к месту работы бура и оттуда выносит грунт на поверхность.

Обратный – вода закачивается внутрь шахты, а ее отбор производится через штангу с помощью мощного насоса.

Ручные

Существует еще и автономные буровые устройства, созданные на базе мотоблока. Они чаще всего имеют механический привод, он получает крутящий момент от двигателя мотобура.

Небольшой размер таких устройств позволяет работать с ними в одиночку, а использование понижающего редуктора позволяет производить сверление скважин даже большого диаметра. Величина заглубления у них намного меньше, чем у МГБУ и у самоходных механизмов, а небольшой размер такой ручной бурилки позволяет делать скважины возле стен зданий или заборов.

Если водоносный горизонт на вашем участке находится на глубине не более 20–25 метров, то такой аппарат будет идеальным решением самостоятельно изготовить абиссинскую, а быть может, даже артезианскую скважину. Скорость бурения зависит от характеристик установленного двигателя и составляет 3–5 м/час. Ввиду небольших размеров и невысокой мощности такие установки используются на мягких, торфяных и глинистых почвах.

Самодельные

Буровые агрегаты встречаются не только заводского типа. Они также могут представлять собой конструкции которые делают своими руками. Хотя стоит сразу отметить, что самостоятельное изготовление такого устройства может быть оправдано только в случае его неоднократного применения или если у вас есть в наличии большая часть комплектующих, инструмента, сварочное оборудование и гаража.

Если вы хотите построить бурильную установку самостоятельно, то следует обратить внимание на простейшую шнековую бурилку, так как ее можно изготовить самостоятельно за несколько дней. Она устанавливается на основание, к которому привариваются направляющие, по ним будет подниматься и опускаться электродвигатель с редуктором, к нему посредством вертлюга будет крепиться бур.

Порядок действий следующий:

1. Начать следует с закупки материалов, чтобы изготовить основания, штанг, вертлюг. Также необходимо приобрести лебедку, электродвигатель (2–2,5 кВт) и редуктор.
2. Затем следует изготовить основание, исходя из мощности двигателя и передаточного числа редуктора.
3. Далее нужно сделать вертлюг и штанги. Эти части устройства необходимо покупать, можно заказать у слесаря, он выточит эти детали с необходимой точностью.
4. Затем необходимо собрать всю конструкцию и подготовить место для крепления электродвигателя.
5. Только после этого производится монтаж двигателя и редуктора на раму.
6. Далее необходимо закрепить лебедку и соединить ее трос с рамой двигателя.

После того как собран каркас, смонтирован движок, редуктор и лебедка, можно приступать к изготовлению бура.

Под основания устройства можно взять толстостенную трубу с диаметром не менее 50 мм. В процессе изготовления каркаса важно помнить о геометрической правильности сборки – все устройство должно быть строго соосно. Не забудьте проверить вертикальность и горизонтальность, пробить диагонали и углы наклона. Размеры каждого устройства подбираются индивидуально в зависимости от мощности двигателя.

Обычный шнековый бур также делается самостоятельно из полуторадюймовой трубы и стальных полуколец, которые навариваются на нее в виде спирали, а потом затачиваются. Наконечник изготавливается – методом наваривания стальных полос на конец трубы. Если грунт в предполагаемом месте каменистый, то лучше приобрести заводской бур из закаленной стали.

Чертеж бура на 159 мм

Электрическая лебедка значительно ускорит выемку штанг из скважины. Ее желательно оборудовать пультом управления с возможностью реверса.

Следующим шагом будет создание вертлюга. К сожалению, делать его также должен слесарь по представленному чертежу. Если специалиста нет – вертлюг придется покупать.

Схема вертлюга

Чертеж вертлюга МГБУ

Важно! С учетом покупки всех труб, лебедок, двигателей и прочего оборудования стоимость изготовления самодельной буровой установки может приближаться к сумме в 50–70 тысяч рублей, что весьма немало, с учетом того, что с первого раза у вас может и не получиться. Поэтому перед началом работ следует еще раз трезво оценить свои силы и возможности, подумать – и взять буровой аппарат напрокат.

Особенности шнекового аппарата

Она пользуются заслуженной популярностью из-за высокой скорости бурения, великолепной функциональности, простоты в ремонте и обслуживании и невысокой себестоимости буровых работ. ШБУ используются в строительных и коммунальных организациях, занимающихся устройством связи и линий электропередач. К недостаткам можно отнести довольно громкий шум, который издается во время работы.

Этот агрегат в большинстве случаев используется как машина для бурения скважин в мягких породах, с глубиной не более 120–150 метров. Отработанный грунт вынимается наружу через шпур при помощи сухого шнека, хотя возможна и прямая промывка водой.

• При устройстве скважин для забора воды.
• При подготовке отверстий под свайные и ростверковые фундаменты.
• Под коммуникации в районах с большой плотностью населения.

При помощи таких агрегатов осуществляется не только вертикальное сверление, но и наклонное, причем угол может задаваться произвольный.

ИНТЕРЕСНО! Шнековый проход породы характеризуется повышенной чистотой скважины, которая обеспечивается сухим бурением. Отсутствие промывочного раствора при работе позволяет вводить источник в эксплуатацию гораздо раньше. Не нужно дожидаться очищения водозаборного горизонта от промывочного раствора, которое неизбежно при бурении с промывкой.

Как работает ШБУ

Принцип действия предельно прост – вращательный момент от двигателя устройства через редуктор подается на вал, на котором закреплен шнек. В процессе вращения шнек заглубляется в землю, рыхля и разбивая породу. Разрыхленный отработанный грунт выносится на поверхность по стальной спирали, обеспечивая высокую скорость прохода породы.

Роторная система

Это бурильные установки под воду, которые осуществляют сверление породы методом непрерывного вращения рабочего элемента – ротора, на котором закреплены режущие долота.

Они получили широкое распространение благодаря относительно небольшим размерам и способности производить работу на большой глубине. Кроме того, использование ротора позволяет легко проходить твердые скальные породы и даже вечную мерзлоту. Такое устройство с легкостью пройдет известняк, мергель, вечномерзлый грунт.

Отработанная порода может выноситься на поверхность одним из следующих методов:

• При помощи обратной воды, она под высоким давлением закачивается в шахту в процессе сверления.
• С применением раствора глины, подающийся по штангам методом прямой промывки.
• Также часто используется обычный шнековый способ.

ВАЖНО! Длительная работоспособность бура обеспечивается его постоянным охлаждением, которое достигается за счет прокачиваемого водного раствора.

Как выбрать бурильную технику

Если вы задумались о необходимости покупки бурильного агрегата, следует заранее определить для себя главные параметры и требования, которые вы будете к нему предъявлять.

На какие параметры следует обратить внимание:

1. Глубина бурения. В большинстве случаев отдают предпочтение малогабаритной технике и не переплачивают за повышенные мощности, которые нужны только геологам.
2. Грузоподъемность подъемного механизма. Основываясь на этой характеристике, можно выделить три главных вида буровых установок: для создания гидрогеологических скважин, геологической разведки газа и нефти и углубленного разведывательного бурения.
3. Простота транспортировки – также может играть не последнюю роль при выборе. Подумайте, нужна ли вам дорогая самоходная установка для бурения или вам вполне хватит небольшого агрегата, помещающегося в обычном прицепе или кузове грузового автомобиля.

Взять технику в аренду

Если приобретение такого агрегата для вас будет нецелесообразно ввиду разовости работ, то следует подумать о возможности взятия бурильного устройства в найм, или приобретения в лизинг. Аренда позволяет выполнить поставленную задачу в кратчайшие сроки и при этом сэкономить значительную сумму. Дело в том, что в стоимость аренды входит и оплата труда оператора и его помощника, и таким образом, вам не придется отправлять своих сотрудников на несвойственные их профилю работы.

Цена аренды буровой техники зависит от многих факторов, среди которых: объем работ, длительность эксплуатации, место, число работников, обслуживающих систему. В среднем стоимость одной смены начинается от 2000–2500 тысяч рублей.

Полезное видео

Посмотрите в роликах важную информацию: