УДАРНО-КАНАТНОЕ БУРЕНИЕ ЗАБИВНЫМИ СТАКАНАМИ И ГРУНТОНОСАМИ
При бурении неглубоких скважин в рыхлых и сыпучих породах получила распространение одна из разновидностей ударно-канатного бурения — бурение с применением забивных стаканов, ударных гильз, желонок. Такой способ бурения обеспечивает углубку скважины кольцевым забоем и получение керновой пробы с малонарушенной структурой. Способ реализуется легкими буровыми установками. На рис. 16.7 представлен общий вид установки Д-5-25 — типичный для установок данного класса. Транспортной базой подобных установок является легкая мачта с однострунной талевой оснасткой, планетарная или фрикционная лебедка и карбюраторный двигатель внутреннего сгорания мощностью 4,4-5,9 кВт. Общий вес установки колеблется в пределах 0,3-1,3 т.
Технология ударно-забивного бурения "с лебедки" заключается в следующем. Буровой снаряд (см. рис. 16.7), состоящий из забивного стакана 1 и ударной штанги 2, подвешивается на канате 3, огибающем ролик 4 на вершине мачты 5 и закрепляется на барабане лебедки 7, с рычагами управления 8, приводимой в действие от двигателя 6. Ударная штанга вместе со стаканом поднимается вверх посредством лебедки и сбрасывается вниз на забой, чем обеспечивается постепенное забивание стакана в породу (метод клевания). Высота подъема инструмента изменяется от 0,6 м в мягких породах до 1,0 м в крепких породах. Число ударов составляет 15 — 25 в 1 мин. Для бурения мягких пород используются гильзы или стаканы (рис. 16.8, а). Буровые желонки (рис. 16.8, б), часто применяемые в комплекте с утяжеленной ударной штангой (рис. 16.8, в) применяют в водоносных песках и разжиженных глинах. Грунтоносы (рис. 16.8, г) предназначены для отбора монолитов грунтов при инженерно-геологических изысканиях.
Имеется и другая модификация данного способа, предусматривающая забивание инструмента в породу без отрыва
|
|
|
Рис. 16.7. Установка Д-5-25 для ударноканатного бурения забивными стаканами и грунтоносами |
его от забоя. Ударная нагрузка в этом случае формируется ударником (рис. 16.8, д) типа ясса.
Плоские долота (рис. 16.8, е) используются для разбивания валунов и прохождения твердых пропластков.
Бурение желонками, как правило, осуществляется одновременно с обсадкой скважины трубами, что необходимо для предотвращения обвалов стенок скважин. Высота подъема желонки составляет 250-450 мм, а частота ударов — 20-40 в 1 мин.
В гравийно-галечниковых отложениях высоту подъема инструмента уменьшают до 50—100 мм, а частоту ударов увеличивают до 40 — 60 в 1 мин.
Бурение забивными стаканами основывается на резании пластичных пород острой кромкой башмака стакана и одновременном уплотнении стенок скважины и образца горной породы. В рыхлых породах преобладает резание.
|
Рис. 16.8. Инструмент для бурения легкими установками ударного действия: а — забивной стакан: I — труба с вырезом; 2 — конус резьбовой; 3 — башмак; б — желонка: 1 — цилиндрический корпус; 2 — конус резьбовой; 3 — башмак; 4 — плоский клапан; в — ударная штанга: 1 — штанга; 2 — переходник-ушко; г — грунтонос: 1 — гильза; 2 — переходник; 3 — дренажный шариковый кла пан; д — ударник для забивания стаканов и грунтоносов: 1 — ударник; 2 — корпус; е — плоское долото |
|
Ж, |
Погружение стакана происходит под действием кинетической энергии, полученной снарядом с ударной штангой во время падения при бурении от забоя, или под действием энергии, которая сообщается неподвижному стакану забивной штангой. В первом случае по забою наносится 1-2 удара и стакан погружается на глубину 0,05-0,2 м. Во втором случае число ударов определяется необходимостью погружения стакана на 0,2-0,6 м при продолжительности углубки 1-3 мин.