Файл: Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 209

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Вращатель:

отверстия ротора,

Подвижный ротор

 

диаметр проходного

мм

700

 

 

скорость вращения,

о б /м и н .......................

 

5,5; 10,7; ре­

 

 

патрон

 

 

 

верс— 7,6

 

 

подачи:............................................................

 

Механический

 

Механизм

 

Гидравлический

 

 

т и п ....................................................................

 

 

 

 

величина хода подачи, м м ....................................

 

1465

 

 

усилие подачи, тс:

 

 

15,7

 

 

в в е р х ........................................................

 

 

 

 

в н и з.............................................................

 

 

5,7

 

 

М ачта:

 

 

Трубчатая, свар­

 

т и н ....................................................................

 

 

 

 

 

 

ная, укладыва­

 

 

высота до оси кронблока, м м

 

ющаяся

 

 

 

7470

 

 

грузоподъемность, т

................................................

 

6

 

 

подъем il опускание мачты............... ...

. . Гидравлический

 

Установка смонтирована на базе трелевочного

трактора ТДТ-75,

от двигателя

которого производится отбор мощности для привода

механизмов установки (75 л. с.).

км/ч,

давление на

грунт

Скорость передвижения установки 3,5

0,47

кгс/см2.

 

 

 

 

 

Вес установки 12 500 кг. Вес установки с инструментом около 22 т,

обслуживают установку три человека в смене.

установки

входят

В

состав

основного

рабочего инструмента

(рис.

24): ковшовые буры, опускаемые в

скважину на канате или

штангах, одноканатный грейфер, однолезвийное долото и обсадные трубы с башмаком.

Ковшовый бур с распорами состоит из днища со стягивающим штоком и породоприемной кассетой и корпуса с механизмом распора. Последний позволяет раскрепить бур в любом положении относи­ тельно башмака обсадных труб. Ковшовый бур на штангах вместо механизма распора имеет ниппель для присоединения штанг. Ковшо­ вый бур обеспечивает прием и извлечение из скважины сыпучего материала размером до 200 мм.

Одноканатный грейфер состоит из челюстей, корпуса с полиспас­ том и головки с механизмом закрытия челюстей. Грейфер обеспечи­ вает бурение рыхлых отложений с включением гальки и валунов размером до 500 мм без их предварительного разрушения.

Обсадная труба специальной конструкции имеет длину 1 м и со­ стоит из ниппеля и муфты. Ниппель имеет кольцевую выточку со скосом, в которую вмонтированы три бобышки, воспринимающие со­ ответственно осевое и окружное усилие от ротора через специальные кулачки. Соединение труб между собой и с башмаком производится при помощи шести пальцев.

Буровая установка УБСР-25 обеспечивает скорости бурения

— 6 м/ст.-смену. При этом извлечение породы достигает 95—100%, порода в процессе подъема не теряется, измельчения металла, смеще­ ния границ продуктивного пласта, искажения его мощности не наб­ людается.


Рис. 24. Основной рабочий инструмент установки УБСР-25.

ковшовый бур с распорами; Б — ковшовый бур на штангах; В — грейфер; Г — обсадные трубы с башмаком; Д — однолезвийное долото с утяжелителем.


§ 6. УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕНЕТРАЦИОННО-КАРОТАЖНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

ГРУНТОВ

При инженерно-геологических изысканиях требуется всесторон­ нее изучение физико-механических свойств грунтов. С этой целью в большом объеме производится колонковое бурение. К сожалению, далеко не во всех породах можно получить полноценный керш

Рис.

25.

Схема

пенетрацион-

ной

каротажной

самоходной

 

 

установки.

 

] — зонд-датчик;

2

— штанга;

3 — гидроцилиндр

подачи; 4

мачта;

5 — гусеница;

6 — канал

связи;

7 — аппаратурная станция;

8 — пульт

управления и регистри-

/

рующая аппаратура.

4/

Кроме того, колонковое бурение производится относительно мед­ ленно, так как для лучшего выхода керна приходится ограничивать проходку за рейс.

ВСЕГИНГЕО разработал такой комплекс пенетрационно-каро- тажных исследований, который позволяет получить основные харак­ теристики физико-механических свойств грунтов на глубину до 25 м без предварительного колонкового бурения скважин и без лабора­ торных исследований образцов. По этой схеме измерительный зонд

с датчиками для

определения необходимых физико-механических

свойств грунтов

навинчивается на нижнюю штангу. При

помощи

колонны штанг зонд с помощью гидравлического устройства

вдавли­

вается в рыхлый грунт при усилии подачи 8—14 тс. В

процессе

внедрения измерительного зонда в грунт датчики отмечают пара­ метры соответствующих свойств грунта и через канал связи передают информацию (рис. 25) на пульт наземной регистрирующей аппара­ туры.


В современных пенетрационных установках используются еле' дующие методы:

1)гамма-гамма-каротаж (ГГК) для определения объемного веса грунта;

2)нейтрон-нейтронный каротаж (ННК) для определения влаж­ ности и положения уровня грунтовых вод;

3)гамма-каротаж (ГК) для расчленения разреза песчано-гли­

нистых отложений по естественной радиоактивности пород; 4) статическое зондирование с использованием призабойных тен-

зоэлектрических датчиков лобового сопротивления и трения пород для определения деформационных и прочностных свойств пород.

Во всех перечисленных методах производится статическое погруже­ ние измерительных датчиков-зондов и запись непрерывных диаграмм изменчивости исследуемого свойства грунта в процессе погружения.

Разработка и создание пенетрационно-каротажных установок проводилась в двух направлениях:

1)установки для инженерно-геологических исследований в на­ земных условиях;

2)установки для исследования донных рыхлых отложений водо­ емов и морских акваторий.

Пенетрационно-каротажная станция СПК предназначена для

инженерно-геологических крупномасштабных съемок и изысканий

под объекты строительства промышленных и гражданских сооруже­

ний. Станцию можно использовать для исследования грунтов в рых­

лых отложениях, поддающихся проходке с усилием вдавливания

зонда до 12 тс.

 

 

В процессе вдавливания зонда непрерывно выдается комплекс­

ная информация о физико-механических свойствах пород и лито­

логии исследуемых отложений.

 

 

Комплекс позволяет также определять положение уровня грун­

товых вод по данным ННК и ГГК и расчленять литологию разреза

по данным ГК с использованием результатов, полученных при

помощи остальных методов комплекса.

 

Техническая характеристика СПК

Глубина вдавливания, м . . ; ..........................

25

Максимальное усилие, кге:

 

 

вдавливания.....................................................

 

12 000

извлечения .....................................................

 

До 15 700

Диаметр пенетрационных штанг, м м ...............

50

Диаметр утолщенной части зондов, мм . . .

62

Скорость вдавливания зондов,

м/мин . . . .

До 8

Сменная производительность,

м .......................

150—170

Рабочее давление гидросистемы, кгс/см2 . . .

До 100

Диапазоны измерения:

 

 

лобового сопротивления, к г е .......................

0—2000, 0—5000,

 

 

0 - 1 0 000

бокового трения, кге ..................................

 

0—500, 0—1000,

 

 

0 -2 0 0 0

Погрешность измерения

тензометрическими

каналами (суммарная), %

.............................. Не более ± 5


Управление основными механизмами установки — дистанцион­ ное с помощью гидравлической системы. Процессы вдавливания и извлечения зондов автоматизированы (см. рис. 25).

Аппаратура лаборатории СПКЛ состоит из аппаратурного стенда для одновременной регистрации двух измеряемых параметров иссле­ дуемых пород, которые могут записываться как в процессе вдавли­ вания, так и в процессе извлечения зондов. Лаборатория имеет два комбинированных зонда с пятью измерительными датчиками. Пита­ ние производится от бензоэлектрического агрегата АБ-1-0/230.

Рис. 26. Схема подвод­ ной пенетрационно-ка- ротажной станции ПСПК.

а — общий

вид:

1 — под­

водная

установка;

2 — из­

мерительный

зонд;

3 — ко-

 

л онна

пенетраци онных

штанг;

4 — пульт управле­

ния

с регистрирующей

ап­

паратурой, 5 — кабели, 6

плавучее

 

средство с

осна­

сткой;

б

— устройство

под­

водной

установки

 

ПСПК:

1 — герметичный

 

контей­

нер,

 

2

— гидравлический

цилиндр,

3 — полый шток,

4 — поршень,

5 — зажим­

ной

патрон,

6 — электро­

двигатель,

7 — гидравличе­

ская

система,

8 — компен­

сатор,

9 — несущая

ферма

с

балластной

емкостью,

10

— штангодержатель, i l

беек онтактный

к онечный

переключатель, 12 — изме­

рительный

зонд,

13 — ко­

лонна штанг,

14

— попла­

вок,

15 — кабель

 

для пи­

тания

измерительных

дат­

чиков

и

получения

инфор­

мации,

16—силовой

кабель

для

питания

электромотора

и управления режимом рабо­

ты установки, 17 — балласт.

 

 

Бригада СПК

состоит из четырех человек: бурового мастера

(он же водитель установки), бурового рабочего, техника-геофизика и водителя автобуса-лаборатории.

Стоимость одного метра исследований пенетрационно-каротаж- ной станцией составляет 3,6 руб., в то время как стоимость бурения составляет 4,5 руб. Производительность исследований повышается до 10 раз по сравнению с обычным лабораторным методом.

Подводная пенетрационно-каротажная станция ПСПК. Проведе­ ние инженерно-геологических исследований в прибрежных аквато­ риях морей, на водохранилищах, озерах и реках для различных видов гидротехнического строительства трудоемко. Наибольшую тех­ нологическую сложность представляют буровые работы на воде. Эти работы сложны тем, что очень трудно отбирать пробы водонасы­ щенных пород с ненарушенной структурой. Даже наиболее совер­ шенные способы отбора проб с использованием вибропоршневых