Бурение шпуров и скважин
Для бурения шпуров наиболее часто применяют перфораторы (пневматические отбойные молотки) и электросверла.
Рабочей частью перф ораторов (рис. IV. 1, а, в) являются долотчатый буровой инструмент, крестообразные и звездчатые буры и коронки. Форма и материал бурового инструмента зависят от свойств (крепости, вязкости и т. п.) и трещиноватости грунтов.
Шпуры глубиной до 2,5 м и диаметром до 45 мм бурят ручными легкими (до 20 кг) и средними (до 25 кг) перфораторами; глубиной более 2,5 м и диаметром 47...75 мм — тяжелыми (до 35 кг), устанавливаемыми на специальных тележках или треногах.
Электросверла — легкие с ручной подачей и тяжелые савтоматической — применяют для вращательного бурения шпуров диаметром до 46 мм и глубиной до 5 м в породах различной
Рис. IV. 1. Оборудование и инструмент для бурения шпуров и скважин:
с — бурильный молоток (перфоратор ПР-30); б — ручное электросверло; в — формы головок бура; г — схема ручного термобура; д — буры ручные; е — самоходная установка колонкового бурения; ж — рабочие нако-, печники; / — рама; 2 — цилиндр; 3 — буродержатель; 4 — глушитель; 5 — поворотная рукоятка; 6 — воз-> душный шланг; 7 —■ патрубок; 8 — корпус; 9 — ручка; 10 — электрокабель;, 11 — патрон; 12 — крышка; \ 13 — сопло; 14 — камера сгорания; 15 — топливная трубка; 16 — щиток; П — труба; IS — воздушный I кран; 19 — манометр; 20 — топливный кран; 21 — топливный шланг; 22 — редукторный клапан; 23 — топлив-f Яый насос; 24 — топливный бак; 25 — ручной бур; 26 —■ йапарье-змеевик; 27 — напарье-желонка; 28 — кла-I пан; 29 — двигатель; 30 — насос; 31 — блок; 32 — мачта; 33 — трос; 34 — вертлюг; 35 — штаига; 36 — ро-I тор; 37 — буровой снаряд; 38 — коронка, армированная резцами из твердого сплава; 39 — то же, мелкими | алмазами; 40 — дробовая коронка; 41 — шарошечное долото; 42 «- крестовое долото; 43 — уступчатое долото
твердости. Рабочим органом любого сверла является сменный резец, укрепляемый на конце буровой штанги. При эксплуатации ручного электросверла (рис. IV. 1, б) осевое давление создается за счет мускульной энергии бурильщика.
В мерзлых грунтах шпуры диаметром 50...70 мм и глубиной до 2 м можно бурить с применением горячего (60... ...90 °С) сжатого воздуха. Дляэто-го используют установку, состоящую из компрессора и калорифера. Горячий воздух размораживает грунт и выбрасывает его из шпура.
Для бурения шпуров в мягких и плотных грунтах на глубину до 3 м применяют также ручной способ. При этом пользуются ручным буром-щупом (рис. IV. 1, д, 25), снабженным различными наконечниками.
Термический способ используют для бурения очень крепких пород кристаллической структуры. Ручными термобурами (рис. IV. 1, г) бурят шпуры диаметром 60 мм и глубиной 1,5... ...2 м; передвижными станками термического бурения — шпуры и скважины диаметром до 130 мм и глубиной до 20 м.
Рабочим инструментом является горелка реактивного типа, в которую подают смесь горючего, состоящего из кислорода (или воздуха) и керосина. Охлаждается горелка водой, которая под воздействием высоких температур переходит в пар, выносящий на поверхность продукты разрушения породы.
По производительности даже ручное термобурение в 3—8 раз эффективнее механического.
Бурение скважин производят ударным (удар но- канатным), удар но-вр ащатель-ным, вращательным и вибрационным способами.
Ударно-канатные буровые станки (БУ-20-2м, БУ-20-2у, БС-1м) используют только в разнородных и разнопрочных грунтах, а также для бурения разведочных скважин при диаметре их 150... ...350 мм и глубине до 50 м. Из-за отсутствия резервов увеличения мощности и производительности эти станки для бурения взрывных скважин в однородных грунтах не применяются.
Станки с погружными пневмоударни-ками применяются для бурения скважин диаметром 100...200 мм и глубиной до 30 м только в труднобуримых и абра-
зивных скальных грунтах. Производительность станков с погружными пневмо-ударниками 10...35 м/смену, а затраты в 1,5—2,5 рчза выше, чем при шарошечном бурении. Станки конструктивно просты; возможно многошпиндельное бурение. Основные их недостатки — малая стойкость буровых коронок, низкая производительность и большое пылеобразо-вание.
Станки шнекового бурения широко применяются для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125... ...160 мм и глубиной до 25м в плотных и полускальных грунтах (аргиллите, мягком известняке, мергеле и т. п.). Производительность от 15 до 100 м/смену. Станки просты в эксплуатации, при их работе обеспечиваются благоприятные санитарно-гигиенические условия.
Для вращательного бурения скважин применяют самоходные бурильные и бу-рильно-крановые установки (рис. IV. 1, е). Бурильный инструмент входит в толщу породы вращательно-поступательным движением по направлению своей оси. Различают два способа вращательного бурения: колонковый и роторный. В станках колонкового и роторного бурения для очистки скважины и охлаждения бурового инструмента применяют глинистый раствор. Циркулируя в скважине, раствор проникает в буримую породу, что предотвращает обрушение стенок скважины, не имеющих обсадных труб.
При колонковом способе в нижней части бурового снаряда устанавливают колонковую трубу, которую при помощи переходников соединяют с кольцевой коронкой, армированной резцами из твердых сплавов или алмазами (рис. IV. 1, ж, 38, 39). Сначала выбуривают кольцевой забой, а остающийся нетронутым столбик породы (керн) входит в колонковую трубу, вместе с которой его извлекают на поверхность. Иногда при колонковом бурении вместо армированных применяют дробовые коронки (рис. IV. 1, ж, 40). В этом случае для разрушения породы в забой скважины насыпают чугунную или стальную дробь.
При роторном способе бурильные трубы вращает специальный вращатель-ротор, устанавливаемый непосредственно над устьем скважины. Ротор имеет отверстие, через которое
пропущена ведущая штанга квадратного сечения. Для разрушения крепких пород при роторном бурении чаще всего применяют шарошечные (рис. IV. 1, ж, 41) и уступчатые долота (рис. IV. 1, ж, 43), которые разрабатывают грунт по всей площади забоя скважины. Шарошечные долота позволяют достичь высоких удельных давлений на забой, что повышает производительность и позволяет разрушать скальные породы.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 527;