Шнеки и шнековое оборудование

Производство шнекового бурения осуществляется специальным инструментом, из-за него этот вид бурения назвали шнековым. Выделяют три разновидности его проведения.

•    Бескерновое (долотом, колонной обычных шнеков);
•    Шнеко-колонковое (производят, используя магазинный шнек с коронкой, колонны шнеков – обычных);
•    Колонной полых шнеков, здесь используется съемный керноприемник, съемное долото.
Второй, третий способы бурения подразумевают использование породоразрушающим инструментом специальных шнековых коронок. Они бурят своими армированными твердым сплавом лопастями грунт.
бурДанный вид работ получил широкое применение при осуществлении бурения скважин на воду, так как бурение с использованием шнековых колонн можно осуществлять глубиной до 80 м, при диаметре отверстия от 6 до 80 см. Этого хватает, чтобы обеспечить водой семью, полить сад, огород, для бытовых, хозяйственных нужд.
Основным параметром режима шнекового бурения скважин являются:
•    Частота, с которой вращается шнек;
•    Осевая нагрузка.
Долота, также различают по способу разрушения грунта. Лопасти долота обращены, под углом в 90 градусов к плоскости забоя. Они вдавливаются с помощью осевого усилия. Благодаря этому производится необходимое разрыхление, резание породы, так как на реборду шнека, специальную спиральную ленту, она поступает не сразу. Вначале крупные куски породы дополнительно перемалываются, дробятся на забое. Данное обстоятельство несколько снижает производительность.

Во втором случае долота имеют лемехообразные лопасти, обращенные к забою не под прямым, а острым углом от 30 до 60 градусов. Разрезаемый грунт скользит по лопастям непосредственно к самому шнековому транспортеру. Такой вид долота применяется в породах, состоящих из пластинчатых глин, с аналогичными характеристиками. Мощность, которая расходуется, составляет от 3 до 6 кВт. Этот показатель зависит от породы, условий выполнения работ.
Подъем грунта с ленты шнекового транспортера возможен, если угол ее трения об поверхность шнека меньше угла винтовой линии спирали. Она движется вверх, используя принцип «винт – гайка». Гайкой выступает масса грунта, которая удерживается благодаря неровностям ствола. Из-за вращения шнека, его винтовой поверхности, она перемещается вверх.

Скорость вращения шнековой колонны отвечает за режим перемещения породы. Одно из условий работы шнекового транспортера медлительность, если сравнивать со шнеком, поднятия и проворачивания грунта. Так как коэффициент трения пар «порода – сталь» и «порода – порода» отличается между собой. Он составляет для пары «порода – сталь» 0,3 - 0,65, а для пары «порода – порода» 0,8 – 1,0.

Надо учитывать, что производительность долота (включая разбуривание ствола 1,0-1,3, рыхление породы 1,3-1,6) должна быть не выше, чем у шнекового транспортера. Минимальной частотой вращения (если используется шнек диаметром 7-10 см.), считается 160-200 мин., максимальной 500-700 мин. Чем меньше диаметр шнека, тем больше минимальная и максимальная частота вращения.

Колонна шнеков трется об стенки скважины, тратя 0,2-0,8 кВт мощности. Ее затраты есть во время транспортировки грунта (0,16-0,43 кВт). Расход мощности, при условии, что число оборотов постоянно, зависит от скорости подачи долота, углублению за один оборот. Увеличение скорости подачи приводит к большему коэффициенту заполненности шнеков. Если бурение производится во влажных или сыпучих породах, то его значение может достигнуть 1. Во время этого резко возрастает сила трения породы об шнек, нарушается его вынос на поверхность. Это увеличивает непроизводительные затраты мощности, также нагрузки на привод.

Для снижения расходуемой мощности подают в скважину воду (2 - 5 литров в минуту или 8 - 20 литров на 1 метр углубления). Ее можно закачивать через шнеки, заливать непосредственно в затрубное пространство. Это увеличит скорость производимых работ на 30%, уменьшит расходуемую мощность на 20%. Чаще всего шнековое бурение может быть осуществлено без увеличения осевой нагрузки.

Лезвия долота врезаются в грунт благодаря весу самого шнека и реактивному усилию, которое возникает во время транспортировки породы. Его величина равняется усилию необходимому для проталкивания породы вдоль шнекового полотна. Она составляет от 8,0 до 120 кН на 1 м. Избежать поломки шнека можно производя разгрузку долота, это уменьшает его реактивное усилие. Для этого используется механизм подачи или лебедка бурового станка. Но в некоторых случаях необходимо усиливать осевую нагрузку, прикладываемую к долоту. Речь идет о работах, производимых в мерзлых породах, сухих плотных глинах, песке. Тогда она может достичь показателя в 15 – 30 кН.
Если же работы производятся в гравийно-галечниковых отложениях, тогда применяют обычный режим (размер галек или кусков щебня не больше 8 см.).

Различают шнековое оборудование, бурящее на малую и большую глубину. В комплектность не входят долота. Их цена находится в разных категориях. Если малый мотобур можно приобрести за 11000 рублей, то для сверления скважин большой глубиной вам потребуется сумма 620000 рублей. Данные расценки касаются мотобура на бензиновом двигателе.
Кроме оборудования для шнекового бурения на жидком топливе, есть модели на пневматическом приводе. Они так же бывают для одного или двух операторов, малые и глубинные. Для нормального бурения одного мотобура недостаточно, требуется приобрести расходные материалы: ножи, удлинитель, шнек. Их цена зависит от модели купленного мотобура. Она составляет от 5 000 рублей до 23 000 рублей. Стоимость ножа составляет минимум 1700 рублей. Кроме вышеперечисленного вам потребуется масло машинное для смазки двигателя и пневматического привода. Прежде чем приступить к работе с новым оборудованием требуется изучить инструкцию к нему. Если вы купили мотобур для двух операторов, то нельзя работать на нем одному. Его конструкция рассчитана таким образом, что один человек с ним попросту не справится.