Есть немало способов проделать отверстие в грунте, но среди прочих выделяется шнековое бурение скважин, как самое популярное. Используется такой вариант в большинстве случаев, а технология и вовсе самая простая среди аналогов, но не лишенная своих тонкостей. Проделанная таким образом скважина может служить для различных целей: от привычного многим трубопровода с подачей воды до более сложных нефтяных систем.
Принцип действия
Инструменты и материалы:
- Бурильное оборудование.
- Шнековые трубы.
- Долото.
- Молоток.
- Стальные клинья и скобы.
- Лопаты.
Перед началом буровых работ нужно обязательно провести геологоразведку, т.к. в противном случае многодневная работа может быть проведена напрасно. А после того как будет выбрано место для организации деятельности, нужно подготовить площадку к работе.
В качестве подготовки выкапывается котлован на расстоянии в 1 м, в который будет сбрасываться поднимаемый грунт. Габариты котлована зависят от потенциальной глубины бурения в соотношении 1:10 (на 10 м глубины 1 м³). Если этого не сделать, то при бурении на большую глубину уже через 20 м работы будут серьезные затруднения в движении, т.к. 2 м³ увлажненного грунта дадут о себе знать.
Теперь можно устанавливать механизм, которым осуществляется шнековое бурение скважины. Если конструкция механизма разрабатывалась до 1990 года, то под бур придется выкопать небольшую ямку 40*40*40 см, дабы бур не «гулял», а сразу начинал врезаться. Если же после, то в 99% случаев устанавливаются направляющие, которые обеспечивают жесткую фиксацию. Устанавливаются дополнительные точки опоры для шасси, дабы при работе не случилось казусов, и лишь после этого можно приступать к работе.
В качестве базы к механизму прикреплена вращательная труба, которая приводится в движение отдельным двигателем. В самом низу трубы есть крепежный механизм, который чаще всего представлен отверстием под стальной стержень, фиксируемый скобами. Именно в эту трубу вдеваются шнековые колонны (буры с наваренной листовой сталью в виде спирали) и фиксируются. Сами колонны нередко обладают полой структурой, благодаря чему изнутри собирается керн (срез породы). В самом низу конструкции располагается специальное долото на 2 или 3 блока, которое разбивает и перемалывает породу, направляя ее к подъемному механизму.
После того как 1 бур (1-3 м) полностью углубляется в породу, нужно его слегка приподнять и снова поставить на место. Такой шаг позволит оградить систему от залипания в породе, а если потребуется длительный перерыв, то конструкция приподнимается на вес, после чего под спираль подкладывается швеллер для удержания в таком положении. После этого укрепляющая скоба выбивается молотком (при резьбовом соединении просто откручивается уплотнительная гайка), вращательная труба поднимается, устанавливается новая колонна, и снова все фиксируется на своем месте.
При работе постоянно из скважины будет извлекаться порода, которую нужно лопатой откидывать в заранее подготовленный котлован. Таким образом рабочая площадка всегда будет пригодна для свободного передвижения.
Шнековое бурение скважин зависит от нескольких параметров:
- Мощность двигателя, осуществляющего вращение. Показатели должны превышать возможности долота в 1,2-1,5 раза.
- Диаметр рабочей колонны. Чем выше диаметр, тем меньше скорость работы, т.к. нагрузки существенно повышаются.
- Долото. Тут сразу несколько факторов, ибо алмазные варианты работают достаточно качественно и быстро, тогда как твердосплавные более доступны.
- Порода. Чем тверже порода, тем медленнее идет процесс. При столкновении с гранитной скалой нередко бывают ситуации, когда разрушается долото или одна из колонн, из-за чего приходится прекращать работу для замены. Чем глубже проходит рабочий процесс, тем плотнее слои, которые нужно преодолеть, а соответственно, и их сопротивление.
Завершение деятельности
После того как удалось достичь нужных глубин, шнековое бурение скважин завершается. Но теперь нужно правильно извлечь шнек, дабы не потерять его. Данная работа достаточно монотонная, но требует четкого соблюдения каждого шага:
- Колонна приподнимается таким образом, чтобы верхний бур вышел полностью, а следующий за ним — на 10%.
- Трубы фиксируются при помощи швеллера, подкладываемого под спираль.
- Выбиваются скобы и снимается бур.
- Скобами фиксируется труба к буру.
- Дальше все повторяется до тех пор, пока не будет извлечено долото.
После того как шнековое бурение завершено окончательно, остается смонтировать трубопровод. Труба крепится к подъемному блоку, после чего неспешно опускается в отверстие, а когда доходит до своего нижнего положения, к ней сверху приставляется следующая. Свариваются они между собой электродуговой сваркой «точечным» способом, чтобы не упустить ни 1 мм.
Шнековое бурение происходит достаточно медленно, поэтому нужно набраться терпения, но результат его потом используется обычно весьма продолжительное время.
При занятии подобной деятельностью всегда нужно быть готовым к неожиданностям и держать некоторый запас оборудования.
