Машини та обладнання для буріння свердловин - Спеціальні види робіт у будівництві
Нижче дано коротка характеристика машин і агрегатів, що застосовуються при влаштуванні свердловин для різного виду буронабивних паль.
Крім бурильного обладнання деякі машини мають допоміжне підйомне обладнання, і в цьому випадку їх називають - бурильно-крановими. Перевага надається навісному обладнанню на крані-екскаваторі та встановленому на шасі трактора. У табл. 12.1 вказано характеристики деяких машин, що застосовуються для буріння свердловин під час виготовлення набивних паль.
З початку 1960-х для буріння свердловин діаметром 400-1500 мм на глибину 10-30 м застосовуються верстати, призначені для буріння артезіанських свердловин. В останні роки освоюється серійне виробництво спеціальних верстатів для влаштування свердловин під набивні палі.
Бурильно-кранова машина БМ-203 є навісним обладнанням, змонтованим на тракторі Т-50АП. На трактор разом із бурильним обладнанням навішують бульдозерне. Машина працює за перервним (циклічним) способом, маючи гідравлічний привід на обертання бура та його заглиблення.
Таблиця 12.1 Технічні характеристики устаткування буріння свердловин
Навісне обладнання складається з наступних вузлів: робочого апарату, обв'язувальної рами, лебідки, редуктора приводу, насосів, траверсоутримувача та гідросистеми.
Робочий апарат складається з обертача, штанги, робочого органу, опорної труби, аутригерів, кран-блоку та огорожі. Обертач являє собою циліндричний редуктор, що приводиться в обертання двома гідромоторами, і призначений для передачі обертального руху штанзі.
Зовнішній квадратний переріз штанги циліндра служить для передачі крутного моменту робочому органу, а внутрішня циліндрична порожнина є робочим.циліндром, шток якого закріплений нерухомо у верхній частині опорної труби.
Опорна труба з'єднує між собою обертач та штангу. До верхнього фланця опорної труби кріпиться крановий пристрій. Опорна труба призначена для сприйняття зусиль, що виникають під час буріння. Незалежний гідравлічний привід кожного аутригера забезпечує хороший контакт п'яти з поверхнею землі.
Бурильно-кранова машина ГБС-64 є навісним обладнанням, змонтованим на тракторі Т-75. Основними вузлами цієї машини є рама, бурильна головка, вантажна лебідка, коробка відбору потужності, кран-блоки, гідросистеми. Привід механізмів підйому та опускання бура, підйому та опускання штанги, висування аутригерів - гідравлічні. Масляний насос гідросистеми приводиться в дію від валу відбору потужності трактора через валик вентилятора та муфту, що дозволяє вимкнути насос. Приводи обертання бура та лебідки – механічні, від валу відбору потужності трактора через коробку відбору потужності.
Підйом та опускання вантажів у межах ходу кран-блоків відбувається без лебідки. Маслопровід гідросистеми на одній із ділянок має телескопічну конструкцію, що дозволяє піднімати та опускати кран-блоки.
Стійкість машини під час роботи забезпечується двома аутригерами. Управління машиною, що здійснюється з кабіни - гідравлічне та важільне.
Буровий агрегат УГБХ-150 показаний на рис. 12.2, змонтований на базі трелювального трактора ТДТ-60. Агрегат може бути обладнаний верстатами шнекового та ударно-канатного буріння та бурити свердловини глибиною до 18 м при діаметрі до 800 мм.
Установка призначена для буріння гідрогеологічних свердловин в обводнених та сухих ґрунтах. Способи буріння цим верстатом можуть бути сухий шнековий, з промиванням свердловини.та ударно-канатний. Шейкові бурові верстати, що серійно випускаються, не забезпечують достатньої продуктивності на пальових роботах через трудомісткість операцій з нарощування шнека, а також при роботі уширителем.
Враховуючи це, трест «Укргідроспецфундаментбуд» уперше в масовому масштабі почав застосовувати для буріння свердловини у сухих ґрунтах бурові приводні навісні головки, сконструйовані Київським проектно-конструкторським відділом інституту Гідропроект ім. Жука.
Бурову голівку (рис. 12.3 б), що діє від електродвигуна, вертикально підвішують і з'єднують фланцем з планетарним редуктором. Потужність електродвигуна Р = 40-55 кВт, швидкість обертання – 1440 об/хв. Вал редуктора та робочий орган обертаються зі швидкістю 45 об/хв.
Привідні бурові головки підвішують на зварній рамі рухомо з копровим напрямним. Бурові головки (рис. 12.3 б) підвішують на екскаватори з копровими напрямними, вібровдавлюючі занурювачі паль, верстати канатно-ударного буріння БС зі спеціальними стрілами і т. п. За допомогою навісних бурових головок бурят свердловини діаметром до 800 мм і глибиною до 3 .
Під дією сили тяжіння робочого органу та власної ваги бурові голівки опускаються вниз. Вгору їх піднімають канатом лебідки екскаватора. Нерухомі блоки поліспаста закріплюють на головці копрової стріли, а рухливі – на буровій головці.
Для буріння глибоких свердловин із зазначеними головками застосовують телескопічні бурові штанги. Для висунення телескопічних штанг у комплект бурового інструменту вмикається перехоплюючий пристрій.
Привикористання бурових навісних головок продуктивність праці на бурінні стовбура свердловини глибиною 18 м і більше в 1,5-4 рази вище, ніж при бурінні верстатами УГБХ-150, оскільки виключається операція з нарощування шнека при бурінні та зйомка секцій під час його очищення.
Бурові телескопічні колони можна використовувати для проходження свердловин різних діаметрів шляхом перестановки шнекової частини колони. Нижня секція шнека має довжину 2 м. Заміна останньої секції розширювачем дозволяє легко перейти від буріння стовбура до розширення п'яти свердловини.
У табл. 12.2 наведено порівняльні дані тресту «Укргідроспецфундаментбуд» щодо витрат часу на буріння верстатами УГБХ-150 та навісними буровими головками.
Таблиця 12.2 Витрати часу буріння свердловин різним устаткуванням
Досвід роботи агрегатів з навісними головками описаний гол. 14. З агрегатів на автомобільному шасі можна рекомендувати верстати шнекового буріння МРК-1, МРК-1А, БМ-202 та верстати роторного буріння УРБ-ЗАМ та БКГМ-66.
Робочий апарат складається з обертача, штанги та опорної труби. Обертач призначений для повідомлення крутного моменту штанзі. Штанга-циліндр служить подачі робочого органу. Шток штанги закріплений нерухомо у верхній частині опорної труби, яка з'єднує між собою обертач, та штангу. До верхнього фланця опорної труби кріплять крановий пристрій. Опорна труба приймає зусилля, що виникають при бурінні та встановленні опор.
Роздавальна коробка з лебідкою дозволяє регулювати швидкість буріння в залежності від щільності ґрунту та діаметра свердловини, а також забезпечує підйом та встановлення опор.
Гідравлічна система машини повідомляє безступінчастий обертально-поступальний рух штанзі з буром, перекладає апарат з транспортного -положення у робоче і назад. Вона дозволяє також розвантажувати задній міст автомобіля за допомогою аутригерів при виїмці ґрунту зі свердловини та встановлення опор.
На рис. 12.4 показано схему бурових верстатів ударно-канатного буріння. Установка УРБ-ЗАМ, призначена для буріння вертикальних свердловин обертальним способом із промиванням, допускає застосування різних видів бурових наконечників. Ця установка є самохідним агрегатом, змонтованим на шасі автомобіля МАЗ. Установка складається з вузлів та агрегатів, змонтованих на рамі, що кріпиться до шасі автомобіля. Бурильна установка УРБ-ЗАМ має такі механізми: двигун, коробку передач, лебідку, ротор, контрпривод, розподільний електрощит, генератор з приводом, гідравлічні домкрати та щоглу.
Привід механізмів здійснюється від двигуна через коробку передач, карданні вали, зубчасті, ланцюгові та клинопасові передачі. Коробка передач дозволяє встановлювати чотири швидкості, що забезпечує широкий діапазон зміни числа обертів лебідки та ротора.
Грязьовий насос, глиномішалку, приймальний чан монтують та перевозять окремо. Для монтажу бурового насоса установка має пристосування, що є стрілою з таллю.
Як робочі органи установки зазвичай застосовують шарошечні долота
з промиванням водою (рис. 12.5 а). Для буріння свердловини великих діаметрів, що перевищують діаметр долота, до його кістяка приварюють косинки трикутної форми з товстолистового.металу.
За кордоном випускають бурові верстати, призначені спеціально для будівництва, зокрема для виробництва буронабивних паль.
