Меню Рубрики

Установки и станки ударно канатного бурения

«БС–3» — буровой станок ударно-канатного бурения

БС-3 предназначен для бурения вертикальных скважин в обсадной трубе O500-1200мм, глубиной бурения до 250 метров в грунтах различного состава: от песчаных и глинистых до скальных и вечномерзлых.
Область применения БС-3 – бурение скважин для устройства свайных фундаментов при мостостроении, гражданском и промышленном строительстве, прокладке инженерных коммуникаций, линий электропередач, создание водопонижающих и заверочных скважин в гидрогеологии.

Технические характеристики:

Диаметр скважины 450-1200 мм
Глубина бурения до 250 м
Величина хода бурового инструмента 700-810-960-1070 мм
Частота ударов бурового инструмента 0,66. 0,83 с-1
Масса бурового инструмента 3,5+0,3 т
Техническая производительность 1,0 м/ч
Удельное давление на грунт 0,9 кг/см 2
Мощность электродвигателя главного привода 90 кВт
Вес станка 34,725 т

Габариты станка:

Транспортное положение
Длина 10 500 мм
Ширина 3 200 мм
Высота 3 800 мм
Рабочее положение
Длина 8 050 мм
Ширина 4 000 мм
Высота 14 500 мм

Назначение бурового станка ударно-канатного бурения БС-3 – бурение вертикальных скважин диаметром до 1,2 м. и глубиной до 250 метров в грунтах различного состава: от песчаных и глинистых до скальных и вечномерзлых. Область применения БС-3 – бурение скважин для устройства свайных фундаментов при мостостроении, гражданском и промышленном строительстве, прокладке инженерных коммуникаций, линий электропередач, создание водопонижающих и заверочных скважин в гидрогеологии.

Бурение скважин происходит за счет разрушения породы тяжелым буровым снарядом, который циклически поднимается на высоту до 1 метра, а затем падает под собственным весом. Снаряд подвешен на канате, который раскручивается при вытягивании и создает естественное вращение снаряда. Это помогает более эффективному разрушению породы. Частота ударов меняется в диапазоне 40-48 ударов в минуту за счет тиристорных преобразователей и зависит от крепости грунта. Высокая энергия удара, частота и вращение снаряда обеспечивают высокую производительность БС-3. Так, при бурении скальных и вечномерзлых грунтов, скорость бурения составляет от 40 до 70-ти см. в час.

Забуривание происходит с применением обсадной трубы, которая исключает обрушение и задает направление снаряду. Осаживание трубы проходит с помощью обсадника – круглой литой плиты, по которой снарядом наносят легкие удары. После осадки части трубы к ней приваривается другая, и процесс бурения возобновляется. Глубина осадки зависит от рыхлости грунта и обычно составляет от 8 до 15 метров.

Бурение происходит с добавлением воды в скважину, а удаление измельченной породы в виде шлама производится желонированием. Желоночная лебедка поднимает и опускает желонку, а шлам сливается на лоток.
Бурение контролируют двое: буровой мастер и его помощник. Все механизмы БС-3 оснащены электроприводом, причем наибольшая потребляемая мощность не превышает 100 кВт. В полевых условиях БС-3 запитывается от передвижной дизельной электростанции на пневматическом ходу, или даже на прицепной тележке либо санях, которую, передвигаясь, может тянуть за собой сам станок.
БС-3 легко передвигается по пересеченной местности как с поднятой, так и с уложенной мачтой, преодолевает неглубокие ручьи, заболоченные участки и подъемы крутизной до 20-ти градусов и при этом может буксировать, помимо электростанции, бытовой вагончик для рабочих, либо контейнер с инструментами.

БС-3 – это самоходная установка на гусеничном ходу. На его основной раме находятся мачта, ударный механизм, инструментальная и желоночная лебедки, главный вал, гидростанция, электрощитовая и кабина с системой управления.

Гусеничный ход оснащен парой электроприводов, отсюда высокая маневренность станка. Скорость движения – до 1 км/ч – позволяет перемещать станок на расстояние 10-12 км в течение дня. Вес гусеничного хода – 11 тонн. Это способствует устойчивости при движении с поднятой мачтой.
Горизонтирование БС-3 происходит при помощи 4-х гидродомкратов на раме станка. Их работу обеспечивает гидростанция с системой распределительных клапанов. Гидростанция оборудована электроподогревом, рабочее давление в системе не превышает 16 атмосфер.
Подьем мачты в рабочее положение также происходит с помощью гидроцилиндров. На мачте находится передвижная каретка с люнетом, который центрует снаряд, а также головной блок с резиновыми амортизаторами, что снижают ударные нагрузки на конструкции станка при работе.

Буровой снаряд, подвешенный на мачте, состоит из литого крестообразного долота, штанги и замка, который крепит канат к снаряду.

Ударный механизм, поднимающий буровой снаряд, состоит из кривошипно-шатунного и балансирного механизмов, которые натягивают и поддерживают канат, сохраняя амплитуду движения снаряда.

Инструментальная лебедка регулирует натяжение каната, подъем и опускание снаряда в скважине.

Главный вал с тремя фрикционными муфтами включения и выключения лебедок и ударного механизма обеспечивает их работу.

Привод главного вала – асинхронный двигатель мощностью 90 кВт с регулируемой частотой вращения. Управление механизмами происходит с помощью электрического блока управления, а также рычажной системы из 5 рычагов: 3 из них включают фрикционные муфты, а 2 – управляют тормозами лебедок. Блок управления и рычаги расположены в кабине с утепленными стенками, триплексными стеклопакетами и электропечкой.

Электрическая система обеспечивает не только работу механизмов, но и гидростанции, освещения, подогрев масла гидросистемы и воды в термоемкости, используемой для удаления шлама.
Чистый вес БС-3 – 28 тонн, в полной комплектации – 32,5 тонны.

Габариты станка позволяют транспортировать его на трейлере и на железнодорожной платформе.
Предприятие «Амурский металлист», более сорока лет выпускающее буровые станки ударно-канатного бурения, постоянно совершенствует и модернизирует БС-3.
БС-3 оснащен гидравликой и системой регулирования частоты ударов, что обеспечивает наивысшую производительность в бурении скважин большого диаметра в породах повышенной крепости от 8 до 18 единиц шкалы Протодьяконова.

Читайте также:  Установка в колодец насоса дивертрон

Высокие технические характеристики, надежность, простота эксплуатации и ремонтопригодность, невысокая стоимость обеспечили заслуженную репутацию БС-3 в среде буровиков-профессионалов России и ближнего зарубежья.

Среди постоянных заказчиков нашего бурового оборудования такие предприятия, как: дочерние компании ЗАО «Мостострой-9» в Восточной Сибири, различные подразделения ОАО ГМК «Норильский никель» в Заполярье, ЗАО НПО «Спецмост» и ОАО «Дальмостострой» в Хабаровском крае, ОАО «Спецстрой» и ООО «Мостостроитель» в Якутии, филиалы ОАО «СК Мост» и ГК «Петропавловск» в Амурской области, ООО «Югстройсервис» и ООО «Домос» в ЮФО, ЗАО «Трансмост» в Украине и многие другие.

Как показывает практика, БС-3 может служить в самых неблагоприятных и тяжелых климатических условиях несколько десятилетий. Сегодня на строительстве железной дороги Улак-Эльга мостовики используют как наши станки, приобретенные еще во времена СССР, так и БС-3, произведенные в последние годы. Импортная буровая техника вращательного бурения на Эльге не справляется с задачей и проходит только мягкие породы, не спасают даже частые замены буровых коронок.
И в итоге завершает бурение скважины наш буровой станок БС-3, уверенно проходя прочный плагиогранит.

Возможно изготовление отдельных узлов и деталей

источник

Как выполняется ударно-канатное бурение скважин?

Наиболее доступный и простой способ бурения скважины является так называемое ударно-канатное бурение. Основная его особенность – это возможность производства операций без использования тяжелой специальной техники. В этом случае также можно в самые короткие сроки осуществлять монтаж буровой установки.

Применение технологии ударно-канатного бурения

Ударно-канатный способ – это самый простой и наиболее распространенный способ бурения, который дает уникальную возможность осуществлять вскрытие поверхностных водоносных пластов. Интересно, что требуемое оборудование можно сделать даже своими руками.

1 Назначение и краткое описание технологии

Интересно, что этот способ бурения использовался еще в древние времена. Первые упоминания о ней с легкостью можно найти даже в трудах самого Конфуция. Но сегодня, чтобы начать работать, нужно иметь немного различных приспособлений. В этом случае вам понадобится такой инструмент:

Данная технология предполагает, что основной инструмент – это забивной стакан, который представляет собой своеобразный отрезок трубы, сделанной из стали. Она скошена вовнутрь и имеет снизу режущую кромку, которая отличается очень высокими показателями прочности. У забивного стакана сверху есть так называемая наковальня, по которой штангой производятся удары.

Лебедка выполняет функцию опускания и подъема забивного стакана. Порода, попадающая в стакан, за счет силы трения удерживается в нем. Ударная штанга используется для того, чтобы максимально глубоко проникнуть в грунт, поэтому её с силой бросают на наковальню. После того, как стакан полностью заполнится грунтом, его поднимают наверх и тщательно очищают.

Процесс бурения скважины по ударно-канатной технологии

Такой процесс повторяется до тех пор, пока скважина будет иметь необходимую глубину. Как можно понять, данная технология не сложная, поэтому буровая установка своими руками – это реальная возможность сэкономить достаточно много денежных средств.
к меню ↑

1.1 Плюсы и минусы

Естественно, что ударно канатное бурение скважин имеет ряд как положительных, так и отрицательных сторон, поэтому постараемся в них разобраться.

Этот метод бурения имеет такие достоинства:

  1. Во время бурения можно взять раздельные образцы (пробы) из водоносного слоя грунта.
  2. Возможность осуществления бурильных скважинных работ во время больших начальных диаметров, которые могут достигать 500-та миллиметров и более.
  3. Можно создавать скважины в самые короткие сроки, то есть сразу после того, как завершатся бурильные работы.
  4. Водоносные горизонты благодаря использованию на практике этой техники, не засоряются, сохраняют такой же вид, как и до того, когда начинает использоваться буровая установка.
  5. Возможность успешного проведения бурильных работ в так называемых галечниково-валунных прослойках. Кроме того в породах, которые легко впитывают различные промывочные жидкости.
  6. Не нужно обеспечивать установку водой и раствором из глины, поэтому инструмент не так сильно засоряется.
  7. Гарантия того, что будет произведено качественное и быстрое вскрытие с дальнейшим опробованием водоносного пласта.

Как видно, эта технология имеет много больших плюсов, поэтому стоит задуматься над тем, как сделанная своими руками буровая установка сослужит вам хорошую службу.

Теперь можно перейти к немногочисленным минусам, которые имеет этот способ бурения:

Мобильная буровая установка УАЗ УКБ-60

  1. Осуществление исключительно вертикального бурения.
  2. Во время создания глубоких скважин могут возникнуть определенные проблемы.
  3. В некоторых грунтах песчаного типа бурить таким способом вообще невозможно (здесь даже специальный инструмент не поможет).
  4. К самому большому недостатку относят низкую скорость бурения.

1.2 Применяемое оборудование

Теперь стоит немного остановиться над тем, какой нужен инструмент, когда применяется ударно-канатный метод для бурения, тем более, если есть желание сделать скважину своими руками. Долото (обычно применяют долото PDC) – это главный рабочий инструмент, который выполняет функцию разрушения породы. Для того, чтобы извлечь разрушенную породу на поверхность используется так называемая буровая желонка. Ножницы являются составным элементом бурового снаряда, штанга нужна для ударов. Кроме того, требуется канатный замок, и, конечно, канат.

Установку и сборку бурового снаряда производят со вспомогательным инструментом. Сюда входят разнообразные ключи, в том числе гаечные и рожковые, отвертки и затяжные трещотки. Кроме того, эта технология требует использования специального оборудования, которое нужно для работы с обсадными трубами – хомуты, снаряды, забивные головки и башмак.

Читайте также:  Установка ubuntu русская версия

Если говорить о перечне, то буровые станки для осуществления качественных работ с применением ударно-канатного способа бывают различных типов (если сравнивать с роторным способом). Но многие специалисты советуют использовать комбинированный способ бурения, когда роторная технология сочетается с обратной промывкой и ударно-канатным способом.

Чаще всего, комбинированный метод используется в США. Они удачно сочетают ударно-канатный и вращательный способ осуществления бурильных работ, а также можно производить обратную промывку. Важно помнить, что цена комбинированных устройств намного больше стоимости стандартных простых бурильных конструкций, поэтому для того, чтобы быстрее окупить это оборудование нужно выполнять очень большие объемы работ.

Именно по этой причине небольшие компании их не применяют. Но если вы хотите сделать скважину своими руками, то такой способ может заинтересовать.
к меню ↑

1.3 Особенности проведения работ (видео)

2 Этапы работы

Важно помнить, что бурение с применением забивных стаканов чаще всего используют во время работы на не сыпучих и сравнительно мягких породах. Поэтому на сыпучих грунтах использование данной разновидности бурения не рекомендуют.

Причина проста – в сыпучих породах частицы имеют недостаточную силу связи друг с другом, из-за чего для того, чтобы удержаться внутри корпуса забивного стакана им попросту не хватает силы трения, поэтому он во время выхода из забоя стает пустым, а сыпучий грунт забивает тело скважины.

Здесь может помочь только желонка, которая применяется при бурении скважины на сыпучих грунтах. В нижней части конструкции желонка есть специальный клапан, открывающийся во время врезания желонка в породу, в результате чего открывается свободное продвижение для сыпучего вещества.

Когда желонку поднимают наверх, клапан под весом захваченной породы в свою очередь закрывается и таким образом возникает препятствие для высыпания грунта. После того, как желонка поднимается на поверхность и освобождается от породы, процесс повторяется по новому кругу.

Если вы начали бурить скважину с помощью ударно-канатного способа на каменистых и твердых породах, то лучше всего использовать специальное буровое долото, которое выполняет функцию желонка или забивного стакана. Именно ударное действие долота гарантирует разрушение каменистых и твердых грунтов, они быстро измельчаются и превращаются в достаточно мелкие частицы. С применением желонки они в дальнейшем без проблем извлекаются наверх со дна новой скважины.

Очень важно во время осуществления бурения ударно-канатным методом придерживаться основных этапов работы. Самым главным этапом является сборка и точная установка конструкции в требуемом месте. Если все сделать правильно, особенно своими руками, то никаких трудностей во время создания новой скважины возникнуть не должно.

Если вы начали бурить на сыпучем грунте, или на породах с его прослойками, то нужно следить, чтобы скважина не засыпалась грунтом. В этом случае нужно внутрь скважины установить специальные стальные обсадные трубы. Здесь важно, чтобы первой отрезок используемой трубы был с небольшим расширительным конусным башмаком.

Обсадные трубы при этом должны иметь больший диаметр, чем диаметр самого забивного стакана. Это даст возможность последнему свободно перемещаться в скважине. Интересно, что во время опускания обсадных труб в скважину своими руками, которое осуществляется с помощью не очень сильных ударов или просто под собственным весом, из-за своего большего диаметра они попросту срезают часть грунта со стенок скважины.

Стоит помнить, что использование ударно-канатного способа бурения можно значительно облегчить, так как все требуемые в этом случае детали вполне реально изготовить самостоятельно, еще и в домашних условиях. Специальные глубокие познания в этой сфере вам не потребуются, главное – это иметь желание.

источник

Классификация и разновидности буровых станков

Буровые станки (БС) — самоходное либо стационарное оборудование, используемое для разработки скважин в нефтедобывающей промышленности, строительстве и водоснабжении. Существует 4 основных параметра, характеризирующих буровые станки — диаметр и глубина скважин, а также направленность (вертикальное/горизонтальное) и скорость бурения.

В данной статье представлены установки для бурения скважин. Мы рассмотрим их разновидности, устройство и технические характеристики, а приведем обзор наиболее распространенных моделей оборудования.

1 Какое применяют оборудование для бурения скважин?

Основной характеристикой, в соответствии с которой классифицируется оборудование для разработки скважин, является принцип работы. Выделяют 5 основных способов бурения:

  • вращательное;
  • шнековое;
  • ударное;
  • шарошечное;
  • ударно-вращательное.

Рассмотрим каждый из способов, а также применяемое для его реализации оборудование, более подробно.
к меню ↑

1.1 Станки вращательного (шнекового) бурения

Вращательное бурение осуществляется посредством разработки грунтовых масс вращающейся коронкой, которая с усилием подается вдоль оси скважины. Коронка состоит из нескольких режущих кромок — «перьев», которые контактируя с грунтом скалывают его, тем самым углубляясь вниз. Преимуществом данного способа является высокая скорость, недостатком — возможность применения лишь в почве средней и малой твердости. При работе в твердых грунтах коронка не срезает, а стирает почву, что приводит к ускоренному износу резцов. Существуют специальные алмазные колонки, однако ввиду высокой стоимости такого оборудования их применение распространено крайне слабой.

Рассмотрим устройство станка вращательного бурения на примере распространенной модели СБР-160, который способен разрабатывать скважины диаметром 160-200 мм на глубину до 25 м. Схема данной машины представлена на изображении.

Все самоходные машины вращательного бурения базируются на транспортной базе — гусеничной либо колесной. Модель СБР-160 обустроена на основе экскаватора Э-652А, в ней каждая из гусениц оснащена индивидуальным приводом, что значительно увеличивает проходимость машины.

Читайте также:  Установка воздухоотводчика с запорной арматурой

Рабочий узел агрегата состоит из мачты, шнека и вращателя. Мачта представляет собой направляющую конструкцию, в которой смонтирован механизм подачи буровой колонны (шнека). Сам шнек может быть непрерывным либо секционным- пригодным к наращиванию.

Вращатель бурового станка — устройство, приводящее буровую колонну в действие. В СБР-160 вращатель состоит из асинхронного двигателя, патрона, муфты, редуктора и гидроцилиндра, посредством которого производится переключение скоростей. Технические характеристики данной модели предусматривают 4 скорости бурения — 250, 160, 125 и 80 об/мин.

Также в отечественной промышленности распространены следующие станки вращательного бурения:

  • УРБ-2А — монтируется на шасси Урал-4320, ЗИЛ-131 либо АМАЗ-43114. Буровые станки серии УРБ-2А приводятся в действие непосредственно от двигателя базового транспорта, они комплектуются насосом типа НБ-50, компрессором для подачи бурового раствора КВ-10 либо 4ВУ1-5 (зависит от модели) и генератором БГ-16. Грузоподъемность штатной лебедки составляет 700 кг. Технические характеристики: диаметр бурения — до 190 мм, глубина — до 100 м;
  • Атлас Копко DM-45 и DM-50 — агрегаты на гусеничном ходу, разрабатывают скважины диаметром 150-230 мм на глубину до 53 метров, способны развивать гидравлическое усилие на забой до 200 кН.
  • СБР-160А и СБР-160Б — гусеничные станки, предназначенные для бурения горных пород с коэффициентом крепости 1-6. Диаметры бурения — 160, 180 и 200 мм. Модели отличаются между собой технической производительностью, у СБР-160А она составляет 60 м/ч, у СБР-160Б — 30 м/ч.

Среди оборудования от зарубежных производителей выделим станки вращательного бурения Sandvik, произведенные одноименным шведским концерном. В ассортименте компании представлены агрегаты для разработки скважин глубиной 27-45 м и диаметром до 311 мм.
к меню ↑

1.2 Шнековое бурение скважин станками типа ЛБУ 50 (видео)

2 Станки ударного бурения

Установки для ударного бурения разрабатывают скважину посредством кратковременного воздействия на дно скважины специального инструмента, совершающего возвратно-поступательные движения. В зависимости от принципа работы все буровые станки данного типа делятся на 3 разновидности:

  1. Станки ударно-канатного бурения.

Их устройство не предполагает наличия осевого усилия при подаче рабочего инструмента — боек падает на дно скважины под своем весом. Такое оборудование имеет достаточно низкую производительность, но при этом она крайне эффективна при разработке хрупких горных пород.

Рабочий инструмент таких станков имеет вес 1-3 тонны, он подвешивается на лебедке и поднимается посредством кривошипно-шатунного механизма на высоту 1-2 метров над забоем. В процессе разработки на дно скважины заливается вода, размягчающая породу. Разрушенный грунт периодически удаляется с помощью желонки.

Установки для ударно-канатного бурения бывают как крупногабаритные на гусеничном (БС-3) либо колесном ходу (БЖ-6), так и компактные (сборного типа) для разработки скважин на воду. Общим недостатком всех агрегатов является низкая производительность, так как скорость свободного падения рабочего инструмента непосредственно зависит от силы земного притяжения и количество ударов невозможно увеличить выше отметки 50-60 шт/мин.

  1. Станки шарошечного бурения.

В таких агрегатах рабочим инструментом выступает шарошечное долото, осуществляющее дробяще-скалывающую разработку породы. Буровой колонне, на которой закреплено долото, сообщается не только возвратно-поступательное движение с большим усилием по отношению к дну забоя, но и вращательное движение.

Такие установки используются для бурения всех типов грунтов — от мягких до особо твердых (включая горные породы), они способы разрабатывать скважины диаметром 72-400 мм. Среди отечественного оборудования выделим станок СБШ-200 (глубина — 30 м, диаметр 190-243 мм) и станок СБШ-250 (глубина — 40 м, диаметр — 214-270 мм). При разработке карьеров чаще всего используется буровой станок БТС 150 на базе гусеничного трактора Т-10М.

  1. Станки ударно-вращательного бурения

Установки ударно-вращательного бурения отличаются от ударно-канатных и шарошечных агрегатов тем, что при разработке скважины их рабочий инструмент вращается не только в перерывах между ударами, а непрерывно. При этом забой углубляется за вхождения коронки в грунт в момент удара, а вращение обеспечивает очистку дна скважины от выработанной породы.

Основными признаками оборудования данного типа являются низкий крутящий момент и осевое усилие, при большой ударной нагрузке. Ударно-вращательное бурение демонстрирует максимальную производительность при работе на особо твердых и абразивных породах.

Среди техники отечественного производства наиболее распространенными установки серии СБУ-125, способные разрабатывать вертикальные и наклонные скважины диаметром до 125 мм на глубину до 22 метров. Все модели СБУ-125 обустроены на базе гусеничной углепогрузочной машины УП-3.
к меню ↑

2.1 Станки колонкового бурения

Установки колонкового бурения чаще всего применяются при исследовательских и строительных работах. Основным их отличием от шнекового и ударного оборудования является то, что выработка грунта осуществляется не по всему периметру скважины, и лишь по радиусу колонкового снаряда, который представляет собой круглую трубу с наваренными на торец твердосплавными режущими зубьями.

При работе внутренняя полость колонкового снаряда заполняется вырезанным грунтом, после чего снаряд поднимается на поверхность и его содержимое извлекается. Такое принцип работы позволяет получать цельную породу, необходимую для проведения геодезических испытаний.

Также по колонковому принципу действуют все агрегаты для бурения отверстий в монолитных конструкциях из железобетона. Их рабочий инструмент оснащен специальными алмазными резцами, эффективно вскрывающими материал повышенной твердости.

Среди распространенного оборудования для разработки геологоразведочных скважин выделим станок СКБ-4100 (диаметр до 46 мм, глубина до 700 м) и Атлас Копко С5 (50 мм, до 1000 м).

источник