Шнек буровой

Шнековое бурение скважин для питьевой воды – самый популярный сегодня способ бурения на территории частных домохозяйств. Самостоятельно устроить неглубокую водоносную скважину можно с помощью ручного земляного бура. Чтобы облегчить труд, нередко задействуют малогабаритные буровые установки с приводом.

Мы расскажем, почему этот метод настолько популярен. Разберем, чем он отличается от других способов бурения, в каких ситуациях его эффективно применять. В статье детально описана шнековая технология и конструкция бурильного оборудования, а также буровой инструмент, применяемый в ручном и механическом бурении.

Применение ручных установок

Буровые механизмы ручного типа отличаются компактными габаритами и небольшим весом (от 15 до 250 кг), что обеспечивает возможность их транспортировки и монтажа без применения спецтехники. Благодаря высокой мобильности, такие устройства являются оптимальным вариантом для эксплуатации на ограниченных по площади территориях (на небольших приусадебных участках, в подвалах и т.д.).

Большинство моделей ручных шнековых установок оснащены электроприводами для облегчения рабочего процесса. В зависимости от веса и мощности их применяют для сверления льда, бурения питьевых скважин, отверстий под свайный фундамент и пр.

Легкое самоходное оборудование

В данную категорию входят более мощные и тяжелые буровые шнековые машины: максимальный вес некоторых моделей составляет 1000 кг. Для их перевозки используются мобильные транспортные шасси, одновременно выполняющие функцию платформы, с которой и осуществляется бурение.

Максимальный вес шнековых буровых машин составляет тонну.

Установки данного типа относятся к промышленному оборудованию. Они применяются для устройства водозаборных, поисковых, строительных, исследовательских и прочих видов скважин.

Бесспорными преимуществами таких моделей являются мобильность, высокая производительность, возможность транспортировки на любые объекты, быстрый монтаж и демонтаж.

Буровое оборудование ЛБУ

К числу наиболее популярных передвижных буровых машин принадлежит многоцелевая модель ЛБУ 50. Оборудование этой серии монтируется на различные модификации грузовых автомобилей КамАЗ, УРАЛ, ЗИЛ. Привод подвижного вращателя бурового механизма осуществляется от двигателя грузовика через КОМ, что в сочетании с мощной гидравлической системой подачи обеспечивает создание большой осевой нагрузки. Максимальная глубина скважин при использовании шнекового инструмента составляет 50 м, диаметр – 500 мм.

Все модели ЛБУ характеризуются высокой скоростью прохождения, надежностью, универсальностью и легким управлением (все операции механизированы).

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

  • геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение;
  • рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия);
  • подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ);
  • углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм);
  • подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

  • колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%;
  • для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер;
  • металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Аналогичным способом в последовательном порядке извлекаются все элементы установки.

Специфика шнекового бурения

Буровая скважина представляет собой выработку цилиндрической формы в земной коре, которая при большой протяжённости имеет малое поперечное сечение. Её начало называют устьем, боковую поверхность – стенками, а дно выработки – забоем.

Оптимальный способ бурения выбирают с учётом функционального назначения скважины, нужного диаметра и глубины. Важно учесть физико-механические свойства пород, которые необходимо пройти в процессе формирования водозаборной выработки.

Влияет также технико-экономическая целесообразность бурения в конкретных условиях. Это значимый этап при проектировании скважин, в ходе которого определяют базовые технологические решения – тип используемого оборудования и режимы бурения.

Технико-экономическую целесообразность метода шнекового бурения определяют с учётом качества скважины, её долговечности, терминов сооружения, а также стоимости

При проектировании и последующем бурении водозаборных скважин необходимо ориентироваться именно на долгосрочность использования. Важна способность сохранять стабильный дебет и неизменную водопроницаемость призабойной зоны в течение длительного периода времени.

Процесс бурения скважины включает несколько рабочих операций:

  1. Разрушение породы на забое, то есть отделение частиц от массива.
  2. Транспортировку отработанного грунта на поверхность.
  3. Подготовку скважины к эксплуатации путем прочистки и обустройства ствола, а также проведения промывки водозаборной выработки.

Эффективность бурения напрямую зависит от заложенных природой физико-механических свойств, а именно: плотности сложения, пористости, водопроницаемости несвязных грунтов, консистенции глинистых связных пород.

Шнековое бурение целесообразно применять для проходки скважин диаметром от 60 мм до 200 мм, глубиной не больше 80 м в несвязных и связных грунтах (Ⅰ-Ⅲ категория по буримости). Для проходки в скальных породах средней твёрдости (Ⅳ-Ⅵ категория) применять винтовой бур нецелесообразно

Для бурения скальных пород, характеризующихся монолитностью и кристаллическим типом связей между частицами, данный способ не подходит. Чем прочнее консолидированы минеральные зерна в составе породы, тем большая работа расходуется на её разрушение.

Преимущества и недостатки метода

Шнековый вариант бурения применяют и в промышленности, и в гражданском строительстве, и в ручном бурении скважин. Отличительная особенность его заключается в удалении разрушенной породы не промывочной жидкостью или специальными газожидкостными смесями, а непосредственно деталями шнекового снаряда.

Различают вертикально и горизонтально направленное шнековое бурение. Первый метод задействуют при устройстве водоносных скважин, а также для формирования отверстий под сваи. Второй – используют при прокладке инженерных коммуникаций бестраншейным способом.

Вращательное бурение в мягких породах является самым быстрым и недорогим в сравнении с другими способами

Этот метод обеспечивает одновременно высокую скорость проходки в нескальных грунтах на глубину до 50-80 метров, позволяющий сразу формировать стенки выработки путем установки колонны обсадных труб.

Ещё один плюс – извлечение отработанного грунта на поверхность без подъёма инструмента. И еще: поскольку для шнекового бурения не нужно промывочной жидкости, его успешно применяют в безводных регионах, а также используют в периоды с преобладанием низких температур.

Сегодня бурение шнековыми агрегатами используют:

  • Для устройства индивидуальных водозаборных скважин;
  • При строительстве фундаментов из винтовых/буронабивных свай;
  • Для установки ограждений и железобетонных опор;
  • При выполнении бестраншейной прокладки коммуникаций;
  • Для строительства неглубоких колодцев и приямков.

Однако есть и недостатки. Шнеками невозможно выбурить скважину в породах высокой твёрдости. При проходке в твердых и полутвердых суглинках, глинах с прослойками известняка могут возникнуть осложнения, а при бурении абразивных пород отмечается большой расход бурового сняряда.

Кроме того, есть ограничение по глубине выработки. Устроить скважину глубиной более 80 метров таким способом очень тяжело.

Технология вертикальной проходки выработок

Шнек – высокопрочная бурильная труба с навитой спиралью, которая выполняет функцию вертикального винтового транспортёра. Под действием осевой нагрузки рабочая часть бурового снаряда внедряется в породу и разрушает её путём резания и разрыхления. Одновременно шнековым буром производится подача отработанного грунта на спираль шнека.

Процесс очистки скважины идёт непрерывно и параллельно разрушению породы. Отделённый от забоя грунт попадает на вращающийся с большой скоростью шнек

Под действием центробежных сил разрыхленный грунт поднимаются по лопастям буровой колонны вверх. Подъём происходит благодаря скольжению по спирали, так как трение грунта о шнек меньше, чем о стенки скважины.

Так разрушенная порода доставляется в измельченном состоянии от забоя на поверхность, и выбрасывается через устье скважины. При незатрудненной транспортировке грунт заполняет 30-40% от всего объёма межвиткового пространства.

Параметры шнековой колонны должны обеспечивать быстрый подъём всей массы грунта, разрушенного шнеком. Однако при бурении часть разрыхленного грунта осыпается обратно на забой. Потому при выполнении шнекового бурения и требуется более усиленная прочистка ствола, а по завершении нужна обязательная промывка.

Горизонтально направленное бурение шнеком

При монтаже инженерных коммуникаций различного функционального назначения под препятствиями (автомагистралями, железнодорожными путями, лесными массивами) применяют горизонтально направленное шнековое бурение.

На начальном этапе работ роют два котлована – стартовый (рабочий) и приёмный. Они должны находиться на одном уровне со спроектированной скважиной. После этого в рабочий котлован спускают и монтируют необходимое оборудование.

Для шнекового бурения в горизонтальном направлении используют крупногабаритные установки с подвижным буровым вращателем с повышенным крутящим моментом

Такое оборудование имеет большой ход подачи и оснащено износостойкой буровой головкой из высоколегированной стали. На нём также установлен зонд для отслеживания бурения. Получая на монитор сигналы, оператор контролирует ход процесса и может корректировать направление движения, а также угол наклона буровой головки.

Когда шнек входит в приёмный котлован, то есть конечную точку согласно проекту, бур снимают. Вместо него фиксируют расширитель и трубу. После этого запускают вращение лопастей в обратном направлении, чтобы затянуть трубу в готовую скважину. По окончанию бурильных работ из стартового котлована извлекают шнековую установку.

Бестраншейный метод позволяет осуществлять прокладку труб под коммуникации ниже уровня грунтовых вод длиной до 80 м. При этом все сложные работы выполняются без трудоемкой разработки траншей, что даёт возможность минимизировать время исполнения и сократить финансовые затраты.

Применяют горизонтальное шнековое бурения при укладке напорных трубопроводов и монтаже систем связи в зонах, где произвести прокладку другими способами невозможно. Главное преимущество бестраншейной прокладки – экономичность. Кроме того, для поддержки устойчивости готовой выработки нет необходимости использовать бетонит или другие полимеры.

Особенности бурения в разных породах

Базовые технологические параметры бурения скважины – осевая нагрузка и частота вращения винта шнекового транспортёра. При увеличении нагрузки непременно повышается и скорость проходки, что может привести к возникновению разных аварийных ситуаций.

Поэтому обязательно нужно следить, чтобы объём отделяемой в единицу времени шнеком породы не превышал производительности транспортёра. В противном случае на витках образуются пробки.

Скорость шнекового бурения напрямую зависит от свойств грунтов, глубины и диаметра скважины, числа оборотов колонны, осевой нагрузки на забой, конструкции используемого инструмента для разрушения породы

Как правило, пластичные глинистые породы, пески рыхлые и средней плотности бурят без принудительной подачи осевой нагрузки. Шнековый инструмент внедряется в грунт под своим весом, а также за счёт реактивного усилия, возникающего при подаче отработанной породы к устью цилиндрической выработки.

Осевые нагрузки до 5 кН обычно создают при стартовом забуривании скважины, при бурении в твердых супесях, суглинках, глинах, аргиллитах, алевролитах. Частота вращения колонны при этом не должна превышать 1,7-3,3 с-1.

При более высоких частотах внутри возникают вибрации, из-за которых звенья буровой колонны могут утратить соединения. В итоге буровой снаряд останется на забое, достать его практически невозможно, значит, придется бурить новую выработку. А при малых частотах сильно затрудняется транспортировка отработанного грунта наверх.

С увеличением твёрдости пород осевые нагрузки повышают. Бурение в гравийных и дресвяно-щебнистых грунтах, мёрзлых суглинках, водонасыщенных песках, алевролитах с включением кварца производят с осевой нагрузкой 8-10 кН на долото и частотой вращения колонны 1,3-2,2 с-1.

Галечники и породы с включением валунов шнековым методом не бурят. Эти окатанные обломки скальных пород разрушают долотом и поднимают на дневную поверхность желонкой.

Бурение в песках различной плотности и степени насыщения водой, гравийных и щебенистых отложениях ведут при больших оборотах и одновременно укрепляют стенки выработки обсадными конструкциями.

Проходка шнеком по мягкопластичным и текучепластичным глинам нередко осложняется образованием пробок. Когда глинистые частицы налипают на шнековый инструмент, прекращается углубление скважины, сильно затрудняется транспортировка отработанной породы наверх

Чтобы этого избежать, снижают скорость бурения до минимально возможной, расхаживают колонну и добавляют воду в скважину. Также в подобной ситуации помогает периодический подъём бурильного инструмента на поверхность и очистка от налипшего суглинка.

Требуется шнековое бурение скважин станками ЛБУ 50? Обращайтесь в ПСК «Основания и фундаменты»

Мы выполняем бурение в Москве, Московской области и других регионах.

Наши преимущества:

  • адекватная цена бурения и других услуг. Совместно с клиентом мы выбираем самый экономичный для него вариант;
  • большой парк строительной техники – более 15 единиц оборудования;
  • персонал с большим опытом работы;
  • допуски к работам любой степени сложности и ответственности;
  • бесплатные консультации;
  • быстрые сроки;
  • гарантия до 5 лет.

Шнековый способ бурения применяется для формирования скважин вертикального или горизонтального направления. В последнем случае присутствуют следующие этапы работ:

  1. Осуществляется подготовка оборудования, его установка на специальную устойчивую платформу.
  2. Роют котлован для удаления сыпучих и неуплотненных грунтов.
  3. При помощи лазерных измерительных устройств определяют направление бурения.
  4. Происходит установка всего необходимого оборудования, обсадной трубы.
  5. Углубление бура происходит до упора, пока не будет достигнута максимальная глубина.
  6. Рабочий инструмент извлекают на поверхность.
  7. К буру подсоединяют новую секцию, что позволяет достигнуть необходимой глубины.

Вертикальное бурение происходит также, но данный метод не требует применения обсадной трубы.

Видео по теме: Первое в жизни бурение скважины обломал шнек 16 метров глины

Подборка вопросов

  • Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
  • Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
  • Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
  • Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
  • Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
  • Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Показание к применению

Роторное бурение уместно в следующих случаях:

  • Когда требуется получить артезианскую воду. Такой источник залегает достаточно глубоко.
  • Для коллективной (совместной) организации подачи воды. Это делает стоимость работ для каждого потребителя вполне доступной.
  • В районах с грунтами, которые невозможно качественно пробурить шнековым методом для получения качественной воды.

Шнековое бурение:

  • Применяется в районах с мягкими и сухими грунтами при залегании источника воды до 80 м.
  • Такой метод востребован зимой при температурах до -20°С.

И еще один важный момент для обоих способов наличие геодезического исследования. Это позволит грамотно определиться с видом работ и в дальнейшем правильно подобрать оборудование для скважины.

Какой метод бурения лучше применить зависит от сложности работ, глубины залегания требуемого источника воды, финансовых возможностей.

Особенности технологии

При использовании шнека на твердых грунтах (гравий, галька) установка рабочих лопастей долота производится строго вертикально, под углом в 90°, а при работе на мягких почвах – под наклоном от 30 до 60° относительно оси.

Угол при использовании шнека на твердых грунтах должен быть 90 градусов.

Подбор инструмента осуществляется в зависимости от свойств породы, а также от требуемых параметров скважины: ее диаметр может варьироваться от 60 мм до 1,5 и более метров, а глубина – от нескольких десятков до нескольких сотен метров. От толщины бура будет зависеть и скорость работы механизма. Соблюдение правильного соотношения данных показателей необходимо для обеспечения охлаждения рабочих поверхностей, нагрев которых происходит вследствие трения о стены скважины в процессе быстрого вращения.

Для шнеков, диаметр которых не превышает 100 мм, показатель средней частоты вращения должен находиться на уровне 200-500 об./мин., а при толщине наконечника 150-200 мм скорость снизится до 100-150 об./мин.

Наибольшей эффективностью обладают буровые механизмы с полым центральным каналом для подачи воды или воздуха посредством гидравлического насоса. Такая конструкция позволяет снизить трение, предотвратить перегрев и увеличить скорость прохождения.

На качество и эффективность работ влияют следующие факторы:

  • мощность шнековой установки (данный показатель должен в полтора раза превышать предусмотренные техническими характеристиками возможности долота);
  • вид бура (для разработки шахт в грунтах повышенной плотности целесообразнее использовать твердосплавные либо алмазные инструменты);
  • характеристики породы (проще всего поддаются разрушению рыхлые, сыпучие породы).

Посмотрите видео о горизонтальном бурении

В зависимости от ситуации на строительной площадке и от финансирования выбираются следующие способы прокладки сетей:

Санация.

Способ ремонта и замены старых труб. Чаще применяется для водопроводных и канализационных сетей.

Если новая труба из полимера затягивается в трубопровод, то это – релайнинг.

Если на место старой трубы укладывается новая, то это – реновация. Она применяется, когда труба изношена, или требуется увеличить диаметр.

Прокол.

Способ для глинистых и суглинистых почв. Он позволяет прокладывать трубы средних диаметров на расстояние до 60 метров. Особенностью такого способа является уплотнение грунта вокруг трубопровода, а не выработка. При выполнении работ требуется создать большое усилие с помощью специальных приспособлений.

Продавливание.

Как и при проколе, труба вдавливается в грунт, только используется её открытый конец. Грунт, который попал в трубу, удаляется. Этим способом прокладывают металлические трубопроводы диаметром больше 1 тыс. мм на 100 метров.

Бурошнековое бурение.

Это разновидность проходки с использованием специальных буровых установок. В зависимости от грунта можно бурить скважины в горизонтальной плоскости до 100 метров.

Способ не используется, если на участке присутствуют грунтовые воды.

Оборудование для бурения

Для бурошнекового бурения используется оборудование большой мощности и высокой точности.

Типовая установка включает много составляющих, но главными считаются:

• Буровая установка. Она рассчитана на автономную работу. Установки бывают на гусеничном или колёсном ходу.

• Насосная станция. Она используется для подачи жидкости к бурам. Для нагнетания используется дизельный агрегат.

• Локационная система. Она предназначена для отображения координат проходки. Система оборудована органами управления и дисплеем, на котором отображается информация: о направлении и угле проходки, об оборотах шнека, о температуре устройства.

Дополнительно используются различные инструменты и приспособления. Основными считаются:

1. Шнеки. Это трубы с навитой спиралью. По своей форме они напоминают штопор.

2. Долота. Они предназначены для разрушения породы, которая попадает на спираль шнека.

3. Штанги. Это трубы для доставки раствора к буровым приборам и передачи усилий на инструменты.

Технология бурошнекового бурения

Работы начинаются с подготовки стартового и приёмного котлованов, которые по глубине на 1 метр ниже центра трубопровода.

Затем проводится пилотирование штангами. Благодаря головке с лазерным устройством, оператор видит направление движения штанги и может ей управлять.

После прохождения пилотных штанг до приёмного котлована, начинается прохождение породы с использованием режущей головки шнека.

С помощью вращающихся и движущихся усилий головка перемещается в сторону приёмного котлована.

После выхода в котловане, шнек вытягивается в обратной последовательности.

Работы по проходке завершаются после проталкивания в приёмный котлован производственной трубы и удаления оборудования из котлованов.

Продолжительность буровых работ зависит от грунта. Проходка осуществляется со скоростью до 20 метров в час.

Такие знания будут необходимы для правильного выбора способа прокладки в городских условиях.

Этапы бурения методом бурошнек

Перед началом работ осуществляется подготовка котлованов (стартового и приемного). Линейные размеры варьируются в пределах нескольких метров. Глубина шахт соответствует глубине прокладки трубопровода. Бурошнековое бурение может проводиться при непосредственной близости от остальных коммуникаций.

Этапы производства работ:

  • Прямолинейный прокол грунта пилотной штангой с применением мощных домкратов. Секции продавливаются по всей длине проектной трассы. Лазерный теодолит с видеокамерой и мишенью используется для контроля проходки (результаты выводятся на монитор).
  • Пилотная скважина расширяется до рабочего диаметра домкратной станцией. Грунт предварительно разрыхляется буром, продавливается рабочая труба или футляр. Грунт извлекается транспортными шнеками.
  • Протаскивание рабочей трубы в футляр (при необходимости).

Метод бурошнекового бурения гарантирует безупречную точность прокладки. Уклон при строительстве регулируется специальным оборудованием, траектория сохраняется по всей трассе. Профессиональная техника соответствует высоким стандартам качества, позволяет свести к минимуму земляные работы.

Мы предлагаем вам сократить затраты и арендовать у нас оборудование для бурошнекового бурения. Специалисты проконсультируют вас по всем интересующим вопросам, предложат оптимальные варианты для решения поставленных задач.

Особенности ручного бурения скважины

Задействуя бур для скважины своими руками в работе, можно пробурить отверстие в земле величиной в 20-35 метров. Это подойдет для тех случаев, где вода залегает неглубоко (о том, на какой глубине могут залегать воды для скважины, мы подробнее рассказывали в отдельном материале).

Наиболее распространен для бурения скважины своими руками механизм ударно-канатного типа. Здесь мы видим высокую треногу, которая располагается над местом выполняемой работы. Посредством канатов расчетной толщины к вершине треноги привязывается цилиндрическая штанга, окончанием которой является заостренная часть.

То есть, внизу располагается режущий элемент, который под собственным весом тяжелой трубы при каждом ударе позволяет углубляться на небольшую величину. Затем трубу поднимают и бросают вновь, что позволяет постепенно уходить под землю.

Необходимо регулярно доставать трубу на поверхность и очищать от отработанного грунта. Это делается ударом кувалды по металлическому участку трубы, предварительно отодвинув ее на расстояние от скважины.

Кроме этой технологии применяют вращательный механизм. Здесь используются бур в форме спирали или ложки. Изготовить такие варианты буры своими руками сложнее, чем первый вариант.

Полезные советы и подсказки в работе

Прислушиваясь к следующим подсказкам, обустройство процесса станет проще, а инструмент обслужит не одну скважину:

  • Места крепления фиксируйте шплинтами или соединениями резьбового типа. Последнее позволит быстро накручивать новые трубы, увеличивая длину режущего элемента, что даст возможность углубиться на большую глубину. В случае, если вы заведомо знаете, что длина такого бурения скважины будет небольшая, вместо резьбовой муфты можно использовать гайку и болт. Прочность соединения здесь не очень большая, но для небольшой глубины подойдёт.
  • Чтобы упростить себе задачу по производству муфты, необходимо отрезать трубу с увеличенным диаметром, приварить ее к главному элементу бура и нарастить при помощи фиксации болтом через дополнительные отверстия. Заранее подготовьте чертеж с указаниями и в процессе сборки оперируйте на расчетные данные.
  • Что касается наращивания длины, то специалисты рекомендуют оперировать отрезками труб длиной не более полутора метра. Это позволит выполнять работу своими силами с большим удобством, увеличивая длину по ситуации.

Для процесса подъема грунта своими силами следует использовать желонку и стакан. Эта часть конструкции позволяет поднимать грунт на поверхность, собирая его в специальную емкость.

Принцип использования стакана на самодельном буре для скважины:

В случае, если вы углубились на большую глубину и поднять трубу вместе с землей в одиночку уже не представляется возможным, рекомендуется соорудить рычаг из подручных бревен или бочек.

В момент работы с вращающимся механизмом следует использовать специальные автоматизированные приспособления. Нередко используют мотобур.

Не выбрасывайте изготовленные изделия по окончанию работы. В дальнейшем они пригодятся вам для установки столбиков фундамента своими руками при конструировании заборов и возведении свай.

Предыдущая запись Польза применения скважинного пакера Следующая запись Изготовление скважины без использования кессона

Изготовление спирального винтового бура

Самодельные шнековые буры для бурения скважин тоже возможны. Для производства основы здесь собирается труба с утолщенными стенками, которая является штангой вертикального типа. Режущий элемент здесь будет привариваться в самом низу.

В качестве режущего элемента лучше всего задействовать сталь закалённого типа.

Самостоятельное изготовление винтового спирального бура:

С таким инструментом будет затрачиваться гораздо больше усилий, чем с предыдущим, поскольку необходимо совершать вращательные движения. Во время сварки необходимо правильно расположить вращательный спиралевидный элемент, что позволит ему не только прорезать грунт, но и вытаскивать его наружу.

Правильно изготовленный шнековый бур и стакан будет использовать давление грунта на режущий элемент, что немного облегчит работу. Но вытаскивать бур всё равно придётся, чтобы извлечь отработанный накопившийся материал.

Многие используют готовые варианты режущего элемента, покупая диск от циркуляционной пилы. Выбирайте диаметр диска не менее, чем 230 мм, где изделие располагает стальными зубьями. Его разрезают, загибают, предварительно проделывая отверстие в центре диска. Затем заготовку приставляют к штанге и приваривают своими руками.

Желательно, чтобы нижняя часть, проходящая через режущий элемент, тоже была немного заострена. Если же вы используете для изготовления не готовые диски, то предварительно заточите своими руками края режущего элемента. Приваривать элементы диска нужно с 2 сторон, поскольку под большим давлением есть вероятность разрушения сварного шва. Примерное расположение отогнутой части диска по отношению к продольной части оси должно быть не менее 15 градусов.

Рекомендуется фиксировать сваркой к верхней части трубы резьбовую муфту, что позволит увеличить ее длину по мере погружения.

Инструмент для шнекового бурения

Инструменты для шнекового бурения скважин по типу конструкции различают по числу витков и геометрии режущей части. Для проходки в твердых и полутвердых супесях и суглинках нередко используют буровые снаряды, кромка которых снабжена дополнительными резцами.

Чаще всего для проходки водозаборной выработки для частников используют только один стартовый шнек без каких либо дополнений, т.к. бурить предстоит осадочные связные и несвязные породы. При заглублении инструмент просто наращивают буровыми штангами.

В этом случае снаряд из ствола скважины извлекают через каждые 0,5 – 0,7 м, чтобы очистить сам бур и забой от разрушенной породы. Это более экономичный, но и более трудоемкий вариант бурения.

Для разбуривания валунов и гальки, которые могут встретиться в осадочных грунтах, переходят на ударно-канатный метод. Как правило, используют для этого долото, выполненное из инструментальной стали. Этот заостренный с нижнего торца бур с усилием «бросают” на забой до тех пор, пока не разрушат «твердую преграду”.

После разрушения гальки или валуна осколки извлекают на поверхность стаканом (колонковой трубой) или желонкой. Затем снова переходят на шнековый метод. Чаще всего для проходки выработки приходится использовать несколько буровых способов в комплексе.

При бурении рыхлых песков и мягких суглинков используют буровые шнековые снаряды с развёрнутыми к забою лопастями под углом 30-60º, а для бурения в связных глинистых породах – 90º.

Конструктивно шнек представляет собой трубу или длинномерный сплошной пруток/стержень с навитой спиралью

Получают эту спираль путём намотки высокопрочной стальной ленты диаметром 5-7 мм на винтовую оправку. Её растягивают на трубе/стержне, после чего приваривают.

Чем больше диаметр трубы-основы, тем меньше транспортирующая способность шнека. Однако диаметр длинномерного изделия ограничен механической прочностью шнека, а также технологией его производства.

Сегодня изготовляют два вида шнеков:

  • С центральным отверстием, то есть полые;
  • Утяжелённые – без отверстия.

Чтобы минимизировать износ винтового транспортёра при бурении в абразивных породах, на наружную кромку наворачивают полосу из стали или же наплавляют на поверхность слой металла.

При высоких скоростях шнекового бурения над снарядом фиксируют специальный переходник с двухзаходной навивкой полосовой стали. При этом основная масса породы попадает на винтовой транспортёр без перетирания.

На конце трубы с навитой спиралью обязательно приваривают элементы соединения. Различают два типа соединения шнеков: безрезьбовое и резьбовое. В первом случае шнеки соединяются муфтовыми замками и удерживаются за счёт металлических пальцев с фиксаторами, во втором случае – методом ввинчивания.

Резьбовое соединение шнеков в бурильную колонну даёт возможность механизировать их соединение и разъединение при выполнении спуско-подъёмных операций, при подаче жидкости на забой. Но есть и существенный минус – возможности обратного вращения шнеков в этом случае нет. А потому безрезьбовое соединение получило более широкое распространение.

Специальные буровые установки, как правило, включают набор шнеков разных диаметров.

Самыми эффективными являются шнеки с центральным отверстием, через которое к забою подаётся воздух или вода. Это даёт возможность снизить трение породы о поверхность винтового транспортёра

Полые шнеки с резьбовым типом соединения задействуют при бурении с продувкой, для откачки воды при проходке цилиндрических выработок в земной коре, для установки заряда в геофизические скважины, для закачки бетона в отверстия под сваи. Также их можно использовать в качестве обсадной колонны.

При бурении сплошным забоем центральный канал перекрывают буровым инструментом на канате.

Описание технологии

Данная технология применяется только для скважин с малым дебетом.

При шнековом бурении следует соблюдать правила техники безопасности

Стандартное шнековое бурение колодца под воду выполняется в грунте:

  • Мерзлом;
  • Рыхлом;
  • Мягком.

При помощи шнека-винта из забоя устраняется выбранная при буре земля. Шнек – это труба-бур, вся длина которой заделана лентой из стали. Работа шнеком выполняется буровыми механизмами, которые имеют подвижный вращатель. Шнек соединен резьбой или элементами, которые имеют специальное сечение. Ход подавания при буре шнеком от 1,9-15 м. Полые герметичные шнековые элементы имеют специальные замочные механизмы. За счёт высокосортной стали замка, имеющей высокую износостойкость, время на бурение в разы сокращается. При этом производительность, напротив, растет.

Обзор буровых станков

Для шнекового бурения задействуют как ручные инструменты, так и механизированные установки. Самым простым по конструкции является ручной земляной бур. Он состоит из стержня/трубы с винтообразным ножом и жёстко зафиксированной Т-образной ручки.

Бурильный инструмент такого типа ввинчивают в грунт подобно штопору. В процессе проходки выработки его наращивают штангами. Ручные земляные буры изготовляют разборными, чтобы было максимально удобно их перевозить в легковом автотранспорте. Также это позволяет изменять длину шнековой буровой колонны.

Ручным инструментом можно делать отверстия глубиной до 2-х метров при диаметре не более 20 сантиметров. Существуют и мотобуры с бензиновым или электрическим приводом. Их конструкция включает винтовой транспортёр, то есть шнек, и двигатель с редуктором. Вращение вала мотора обеспечивает движение шнека.

С использованием приводного инструмента при наличии буровых штанг для наращивания можно бурить скважины глубиной до 25 метров. При диаметре до 30 сантиметров его используют под установку опор освещения на улице, для монтажа столбов ограждений, шурфов для осмотра фундамента, грунтового основания.

Бурение скважин на воду на территории частных домохозяйств и формирование отверстий большого диаметра под свайный фундамент выполняют переносными малогабаритными станками или буровыми установками на передвижной технике

Мобильные агрегаты представляют собой станки небольших размеров с электро- или бензомотором. С их помощью можно быстро пробурить скважину для дачи подготовить большое количество ям для опор различного функционального назначения.

Нередко такие буровые станки изготовляют в виде прицепа к легковым авто, чтобы облегчить транспортировку к месту проведения работ.

В гражданском и промышленном строительстве для формирования выработок большой глубины и диаметра задействуют шнековое спецоборудование, зафиксированное на передвижной технике – грузовых автомобилях, тракторах.

Его используют при монтаже опор высоковольтных линий электропередач и столбов уличного освещения, при установке опор заборов стадионов, спорткомплексов, промышленных объектов, аэродромов. Помимо этого, с помощью шнековых буровых установок на передвижной технике строят шпунтовое ограждение котлованов, ставят винтовые сваи.

Полезное видео по теме

Шнековое бурение водозаборной скважины глубиной 20 м на территории частного домохозяйства:

В этом видео показана технология горизонтального шнекового бурения скважины для прокладки коммуникаций под автомагистралью:

Устройство свай непрерывным шнеком большого диаметра с центральным каналом. Для проведения работ используется буровая установка Bauer BG-30 и высокопроизводительный стационарный бетононасос Liebherr:

Шнековый способ обеспечивает высокие темпы бурения скважин. Разработка скважины и подача отработанного грунта от забоя к устью выработки происходит одновременно и непрерывно, что экономит и время, и усилия буровиков, и вложенные в проект средства. Поэтому метод шнекового бурения и пользуется популярностью.