Машины и оборудование для бурения скважин

Ниже дана краткая характеристика машин и агрегатов, приме­няемых при устройстве скважин для различного вида буронабивных свай.

Кроме бурильного оборудования, некоторые машины имеют вспомогательное подъемное оборудование, и в этом случае их на­зывают - бурильно-крановыми. Предпочтение отдается навесному оборудованию на кране-экскаваторе и установленному на шасси трактора. В табл. 12.1 указаны характеристики некоторых машин, применяемых для бурения скважин при изготовлении набивных свай.

С начала 1960-х годов для бурения скважин диаметром 400-1500 мм на глубину 10-30 м применяются станки, предназначенные для бурения артезианских скважин. В последние годы осваивается серийное производство специальных станков для устройства сква­жин под набивные сваи.

Бурильно-крановая машина БМ-203 представляет со­бой навесное оборудование, смонтированное на тракторе Т-50АП. На трактор вместе с бурильным оборудованием навешивают буль­дозерное. Машина работает по прерывному (цикличному) способу, имея гидравлический привод на вращение бура и его заглубление.

Таблица 12.1 Технические характеристики оборудования для бурения скважин


Технические характеристики оборудования для бурения скважин


Навесное оборудование состоит из следующих узлов:    рабочего аппарата, обвязочной рамы, лебедки,   редуктора привода, насосов, траверсодержателя и гидросистемы.

Грузоподъемность кранового оборудования - 800 кГ. Машина предназначена для бурения в обычных грунтах до IV категории включительно.

Рабочий аппарат состоит из вращателя, штанги, рабочего органа, опорной трубы, аутригеров, кран-блока и ограждения. Вращатель представляет собой ци­линдрический редуктор, приводимый во вращение двумя гидромоторами, и пред­назначен он для передачи вращательного движения штанге.

Внешнее квадратное сечение штанги цилиндра служит для передачи крутящего момента рабочему органу, а внутренняя, цилиндрическая полость, является рабочим цилиндром, шток которого закреплен неподвижно в верхней части опор­ной трубы.

Опорная труба соединяет между собой вращатель и штангу. К верхнему флан­цу опорной трубы крепится крановое устройство. Опорная труба предназначена для воспринятия усилий, возникающих при бурении.
Независимый гидравлический привод каждого аутригера обеспечивает хороший контакт пяты с поверхностью земли.

Бурильно-крановая машина ГБС-64 представляет собой навесное оборудование, смонтированное на тракторе Т-75. Основными узлами этой машины являются рама, бурильная головка, грузовая лебедка, коробка отбора мощности, кран-блоки, гидросистема. Привод механизмов подъема и опускания бура, подъема и опускания штанги, выдвижение аутригеров - гидравлические. Масляный насос гидросистемы приводится в действие от вала отбора мощности трактора через валик вентилятора и муфту, позволяющую отключить насос. При­воды вращения бура и лебедки - механические, от вала отбора мощности трак­тора через коробку отбора мощности.

Подъем и опускание грузов в пределах хода кран-блоков происходит без ле­бедки. Маслопровод гидросистемы на одном из участков имеет телескопическую конструкцию, позволяющую поднимать и опускать кран-блоки.

Устойчивость машины при работе обеспечивается двумя аутригерами. Управ­ление машиной, осуществляемое из кабины - гидравлическое и рычажное.

Буровой агрегат УГБХ-150, показанный на рис. 12.2, смон­тирован на базе трелевочного трактора ТДТ-60. Агрегат может быть оборудован станками шнекового и ударно-канатного бурения и бурить скважины глубиной до 18 м при диаметре их до 800 мм.

Установка предназначена для бурения гидрогеологиче­ских скважин в обводненных и сухих грунтах. Способы буре­ния этим станком могут быть шнековый сухой, с промывкой скважины и ударно-канатный. Серийно выпускаемые шнековые буровые станки не обес­печивают достаточной произво­дительности на свайных рабо­тах из-за трудоемкости опера­ций по наращиванию шнека, а также при работе уширителем.

Учитывая это, трест «Укргидроспецфундаментстрой» впервые в массовом масштабе начал применять для бурения скважины в сухих грунтах бу­ровые приводные навесные го­ловки, сконструированные Ки­евским проектно-конструкторским отделом института Гидро­проект им. Жука.

Буровую головку (рис. 12.3, б), действующую от электро­двигателя, вертикально подвешивают и соединяют фланцем с пла­нетарным редуктором. Мощность электродвигателя Р = 40-55 кВт, скорость вращения - 1440 об/мин. Вал редуктора и рабочий орган вращаются со скоростью 45 об/мин.


Буровые установка УГБХ-150
Рис.   12.2.  Буровые установка УГБХ-150

Приводные буровые головки подвешивают на сварной раме подвижно с копровым направляющим. Буровые головки (рис. 12.3, б) подвешивают на экскаваторы с копровыми направляющими, вибровдавливающие погружатели свай, станки канатно-ударного бурения БС со специальными стрелами и т. п. С помощью навесных буровых головок бурят скважины диаметром до 800 мм и глубиной до 31 м.

Экскаватор с подвешенной буровой головкой
Рис.  12.3. Экскаватор с подвешенной буровой головкой: а - общий вид агрегата СО-2;  б - буровая головка

Под действием силы тяжести рабочего органа и собственного веса буровые головки опускаются вниз. Вверх их поднимают кана­том лебедки экскаватора. Неподвижные блоки полиспаста закреп­ляют на головке копровой стрелы, а подвижные - на буровой го­ловке.

Для бурения глубоких скважин с указанными головками приме­няют телескопические буровые штанги. Для выдвижения телескопи­ческих штанг в комплект бурового инструмента включается перехватное устройство.

При использовании буровых навесных головок производитель­ность труда на бурении ствола скважины глубиной 18 м и более в 1,5-4 раза выше, чем при бурении станками УГБХ-150, посколь­ку исключается операция по наращиванию шнека при бурении и съемка секций при его очистке.

Буровые телескопические колонны можно использовать для про­ходки скважин различных диаметров путем перестановки шнековой части колонны. Нижняя секция шнека имеет длину 2 м. Замена последней секции уширителем позволяет легко перейти от бурения ствола к расширению пяты скважины.

В табл. 12.2 приведены сравнительные данные треста «Укргидроспецфундаментстрой» по затратам времени на бурение станками УГБХ-150 и навесными буровыми головками.

Таблица   12.2 Затраты времени на бурение скважин различным оборудованием

Затраты времени на бурение скважин различным оборудованием

Опыт работы агрегатов с навесными головками описан в гл. 14. Из агрегатов на автомобильном шасси можно рекомендовать стан­ки шнекового бурения МРК-1, МРК-1А, БМ-202 и станки роторного бурения УРБ-ЗАМ и БКГМ-66.

Бурильно-крановая, машина БМ-202 представляет собой самоходный агрегат с рабочим оборудованием, смонтирован­ным на автомобиле ГАЗ-66, состоящий из рамы, рабочего аппарата, трансмиссии и гидравлической системы. Оборудование цикличного действия рассчитано для бурения грунтов до IV категории включи­тельно.

Рабочий аппарат состоит из вращателя, штанги и опорной тру­бы. Вращатель предназначен для сообщения крутящего момента штанге. Штанга-цилиндр служит для подачи рабочего органа. Шток штанги закреплен неподвижно в верхней части опорной трубы, ко­торая соединяет между собой вращатель, и штангу. К верхнему фланцу опорной трубы крепят крановое устройство. Опорная труба воспринимает усилия, возникающие при бурении и установке опор.

Раздаточная коробка с лебедкой позволяет регулировать скорость бурения в зависимости от плотности грунта и диаметра скважины, а также обеспечивает подъем и установку опор.

Гидравлическая система машины сообщает бесступенчатое вращательно-поступательное движение штанге с буром, переводит ап­парат из транспортного - по­ложения в рабочее и обрат­но. Она позволяет также разгружать задний мост автомо­биля при помощи аутригеров при выемке грунта из сква­жины и установке опор.

На рис. 12.4 показана схема буровых станков удар­но-канатного бурения.
Установка УРБ-ЗАМ, предназначенная для буре­ния вертикальных скважин вращательным способом с промывкой, допускает при­менение различных видов буровых наконечников. Эта установка представляет со­бой самоходный агрегат, смонтированный на шасси автомобиля МАЗ. Установ­ка состоит из узлов и агрега­тов, смонтированных на ра­ме, крепящейся к шасси ав­томобиля.
Бурильная установка УРБ-ЗАМ имеет следующие механизмы: двигатель, ко­робку передач, лебедку, ро­тор, контрпривод, распреде­лительный электрощит, ге­нератор с приводом, гидрав­лические домкраты и мачту.

Привод механизмов осу­ществляется от двигателя через коробку передач, карданные валы, зубчатые, цеп­ные и клиноременные пере­дачи. Коробка передач позволяет устанавливать четыре скорости, что обеспечивает широкий диапазон изменения числа оборотов лебедки и ротора.

Грязевой насос, глиномешалку, приемный чан монтируют и пе­ревозят отдельно. Для монтажа бурового насоса установка имеет приспособление, представляющее собой стрелу с талью.

В качестве рабочих органов установки обычно применяют шарошечные долота


Буровые станки ударно-канатно­го бурения
Рис.  12.4. Буровые станки ударно-канатно­го бурения БУ-20-2У, БУ-2 БС-1 и БС-ГМ. Основные узлы:
1 - инструментальный барабан; 2 - ударная бал­ка; 3 - мачта; 4 - механизм ударной балки; 5 - желоночный барабан; 6 - главный вал; 7 - хо­довое  оборудование

с промывкой водой (рис. 12.5, а). Для бурения скважины больших диаметров, превышающих диаметр долота, к его остову приваривают косынки треугольной формы из толстолис­тового металла.

За рубежом выпускают буровые станки, предназначенные спе­циально для целей строительства, в частности для производства буронабивных свай.

Рабочие органы бу­рения
Рис. 12.5. Рабочие органы бу­рения:
а - шарошечные долота для буре­ния с промывкой водой;  б - четырехножевой расширитель     с уширением диаметром 1600 мм; 1 - замок; 2 - труба d = 219 мм; 3 - муфта; 4 - головка; 5 - режущий инструмент; 6 - муфта; 7 - гайка; 8 - штанга; 9 - упор

Последнее обновление 12.01.16 16:47