Буровые установки для геологоразведки и гидрогеологии

Буровые ставки и установки. В зависимости от целевого назначения скважин они характеризуются различными параметрами. Так, для геологической съемки и поисков необходимо бурение скважин на глубины до 50-100 м, реже до 300-500 м в породах различной твердости. В основном используются скважины диаметром 59, 76, 93 мм, а иногда и более мелкими (36, 46 мм). Для бурения таких скважин требуется легкое оборудование с хорошей транспортабельностью, в частности самоходные установки высокой проходимости.

Разведка твердых полезных ископаемых осуществляется в разнообразных условиях и требует бурения скважин глубиной до 3000 м. Основные диаметры в этих случаях 59-93 мм, иногда начальные диаметры достигают 112-132 и даже 156 мм и более.

Для разведки строительных материалов и россыпных месторождений характерны сложные геолого-технические условия, разрезы, представленные рыхлыми неустойчивыми породами с валунно-галечными включениями. При глубинах до 50 м диаметры скважин обычно 152-243 мм и более. При разведке россыпей требуется особо тщательный отбор проб с определенных интервалов, а глубины достигают 100 м и более. Работы ведутся в различных, часто труднодоступных условиях.

Инженерно-геологические изыскания осуществляются главным образом в рыхлых и мягких породах на глубинах до 25-50 м, иногда необходимо бурить также в коренных породах высокой твердости. Диаметр скважин колеблется от 76 до 219 мм. Высокие требования к качеству кернового материала.

Гидрогеологические скважины бурят на глубины преимущественно 100-300, иногда до 500-1000 м. Разрезы представлены обычно мягкими и средней твердости породами, иногда с горизонтами гравийно-галечных образований. Необходимость проведения опытных откачек, установки фильтров, наблюдений и эксплуатации требует бурения скважин большого диаметра — от 176 до 500 мм, крепления их обсадными трубами и надежной изоляции водоносных горизонтов.

Для выполнения таких разнообразных задач используются специальные буровые станки и установки. При этом последние подразделяются на определенные типы по основным параметрам бурения. В стране действуют стандарты на основные типоразмеры станков для бурения при разведке твердых полезных ископаемых и для бурения гидрогеологических скважин. Стандарт на установки колонкового бурения включает восемь типоразмеров буровых станков (табл. 4).

Несмотря на большое разнообразие используемых буровых станков, они характеризуются стандартным набором основных узлов.

Практически каждый буровой станок состоит из главного фрикциона, коробки скоростей, вращателя, механизма подачи, лебедки, пульта управления. Станок оснащен также контрольно-измерительными приборами и некоторыми другими устройствами.

Главный фрикцион служит для плавного включения станка и передает вращение с двигателя на все механизмы станка.

Коробка скоростей (перемены передач) служит для ступенчатого изменения частоты вращения бурового снаряда и барабана лебедки. В некоторых современных станках используется бесступенчатая передача, поэтому в них отсутствуют коробка передач и главный фрикцион.

Вращатель предназначен для передачи крутящего момента буровому снаряду; это осуществляется благодаря тому что ведущая штанга укрепляется во вращателе с помощью механических или гидравлических зажимных патронов.

Механизм подачи производит перемещение бурового снаряда по мере углубления скважины, регулирует и поддерживает заданную осевую нагрузку на инструмент. В различных конструкциях станков используется рычажная, рычажно-дифференциальная, цепная, гидравлическая и другие модификации подач.

Буровые установки состоят из станка, бурового насоса, двигателя (или двигателей), вышки (или мачты) для выполнения спуско-подъемных операций, и некоторых других механизмов и устройств. Буровые установки бывают стационарные, передвижные и самоходные.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: В. В. Авдонин, и др.

Источник: Технические средства и методика разведки месторождений полезных ископаемых.

Данные публикации будут полезны для студентов инженерно-геологической и геохимической специальностей.