Рубрика: Буровые работы

К буровым станкам допускаются лица не моложе 18 лет, про­шедшие специальное обучение и имеющие удостоверение на право управлять такими станками. Персонал, обслуживающий буровые установки, должен быть обеспечен инструкцией по эксплуатации, в которой содержатся следующие сведения и требования: назначе­ние машины и область применения; краткое описание устройства с общими видами основных узлов; кинематическая схема и ее опи­сание; схема и описание системы управления буровой установкой; карта смазки с точным указанием места смазки; сведения о регу­лировке механизмов, а также данные о предельных нагрузках и скоростях работы буровой установки.
При производстве буровых работ во избежание ранения рук необходимо снабжать рабочих рукавицами, устанавливать защит­ные щиты и систематически проверять исправность ручных машин. Каждый бурильщик должен работать в предохранительных очках я в резиновых перчатках. В ночное время все рабочие места долж­ны быть хорошо освещены. В пределах запертой зоны (до 15 м от устья скважины) пребывание посторонних не допускается.

К основным физическим способам бурения относятся термичес­кий и гидравлический. В стадии разработки :и производственной апробации находятся электрогидравлический, плазменный, ультра­звуковой и некоторые другие способы.
При термическом способе бурения горные породы разрушаются высокотемпературным источником тепла — открытым пламенем. Ра­бочим органом станка термического бурения является термобур с огнеструйной горелкой (рис. VI. 3,а), из которой со сверхзвуковой скоростью направляется на забой скважины газовая струя с высо­кой температурой. В камеру сгорания через форсунку подают смесь тонкораспыленного керосина с газообразным кислородом. Обра­зующиеся внутри камеры газообразные продукты горения с темпе­ратурой до 2000°С под действием давления внутри камеры выле­тают со скоростью около 2000 м/с через отверстия в днище горелки и действуют на забой скважины. С помощью воды горелку охлаж­дают и удаляют из скважины разрушенную породу.

Вибрационным способом бурят шпуры и скважины (диаметром до 125 мм и глубиной до 25 м) в мягких грунтах.
При вибрационном способе бурения грунт под действием вибрирующего снаряда выделяет связную жидкость, а частицы грунта в зоне контакта с вибрирующими наконечниками переходят в подвижное состояние. При этом резко снижается сопротивляемость грунта сдвигу и буровой инструмент внедряется в породу. Методы образования каналов вибрационным бурением идентичны вибропогружению свай и шпунта.
Скорость вибробурения довольно высокая. Например, в суглинистых почвах за несколько секунд можно пробурить шпур глубиной до 1 м. С увеличением глубины выработки вибрация бурового инструмента затухает, скорость проходки уменьшается, а на глубине 20…25 м проходка прекращается.

При ударном способе бурения разработку ведут сплошным забоем на полное сечение скважин глубиной до 250 м (с начальным диаметром 300 и конечным 150 мм). Сплошной забой применяют при бурении скважин для водоснабжения,- детальной разведки каменных материалов, иженерно-геологических исследований, при замораживании грунта, устройстве набивных свай и т. п.
Ударный способ бурения подразделяют на ударно-канатный, ударно-штанговый и ударно-вращательный.
При ударно-канатном бурении буровой снаряд массой до 3 т падает с высоты более 1 м в забой скважины, развивая значительную силу удара. Станок ударно-канатного бурения (рис. VI,2) работает следующим образом. Через блок опорной мачты бурильного станака перекинут канат, проходящий под балансирным роликом и огибающий далее направляющий ролик. Канат закреплен на барабане лебедки. Балансирный ролик получает от кривошипно-шатунной передачи качательное движение, благодаря чемупроисхо-
дят периодические подъемы и падения бурового снаряда, состоящего из ударной штанги, канатного замка и долота. Долото может быть плоским, двутавровым, крестовым и округляющим. Изготовляют их из легированной стали. Во время бурения в скважину заливают воду, образующую с тонкоизмельченной породой шлам, который периодически вычерпывают полым цилиндром (желонкой) с клапаном на нижнем конце. Производительность станков ударно-канатного бурения до 30 м в смену.
Ударно-штанговое бурение применяют, когда необходимо обеспечить минимальное вертикальное отклонение оси скважины. Буровой снаряд опускают в скважину на бурильных трубчатых штангах, соединенных между собой замками с конической резьбой. Подвешивают колонны бурильных штанг с помощью вертлюгов усиленной конструкции.
Ударно-вращательным бурением устраивают шпуры и скважины в породах различной крепости.

Технологический процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, подаче ее на поверхность, обеспечению устойчивости стенок буровых выработок и вспомога­тельных операций. Грунт в забое разрушают резанием, истиранием, ударами, сколом и комбинированным воздействием (например, истиранием и ударом).
Измельченный грунт транспортируют на поверхность двумя методами: гидравлическим, при котором грунт удаляют путем вымывания его водой, направляемой в выработку под давлением, и сухим, когда измельченный грунт удаляют сжатым воздухом или винтовым конвейером.
Механическое бурение ведут тремя основными способами: вра­щательным, ударным и вибрационным.
При вращательном способе бурения грунт забоя разрушают вращением бурового инструмента, при ударном способе — нанося удары по грунту буровым снарядом, при вибрационном — воздействием колебаний высокой частоты (до 2500 колебаний в 1 мин). В некоторых случаях для получения наибольшей эффективности при бурении пользуются комбинированными способами — ударно-вращательным или вибровращательным.

В строительстве бурения используют при исследовании свойств и качеств грунтов, определении уровня грунтовых вод устройст­ве скважин водоснабжения и водопонижения грунтовых вод, вы­полнении земляных работ с применением взрывчатых веществ, разработке и дроблении твердых пород, устройстве свайных осно­ваний, искусственном закреплении грунтов и т. п. Для этого в земной коре сооружают вертикальные, наклонные или горизон­тальные цилиндрические выработки разных диаметров и глубин. Такие работы называют буровыми.
Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин. Шпу­ры — это цилиндрические выработки диаметром до 75 мм и глу­биной до 5 м, скважины — выработки более глубокие с диаметром, превышающим 75 мм. Верхнюю часть шпура или скважины назы­вают устьем, нижнюю (дно выработки) — забоем, боковые по­верхности — стенками.
По характеру образования буровых выработок различают буре­ние сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забо­ем всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде. При колонковом бурении разрушение породы происходит лишь по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком.
При бурении породу разрушают механическим или физическим воздействием.