Файл: Ребрик Б.М. Вибрационное бурение скважин.pdf

Т е х н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а

Рис. 37. Вибробуровой агрегат АВБ2М конструкции Гидропроекта и

Машиностроительного

завода нм. Воровского:

в рабочем по­ ложении.

112

Агрегат смонтирован на шасси автомобиля ГАЗ-66 и состоит из следующих основных узлов: рамы, коробки отбора мощно­ сти, раздаточного редуктора, лебедки, мачты, опоры мачты, винтового подъемника мачты, талевой оснастки, генератора, вибропогружателя, системы управления и электрооборудования. Он комплектуется двухосным автомобильным прицепом ИАПЗ-739 с грузоподъемной силой 10 000 Н, набором бурового инструмента для вибрационного бурения, запасными частями и слесарным инструментом.

В отличие от других самоходных буровых установок, кото­ рые обслуживает буровая бригада из трех человек, агрегат АВБ2М могут обслуживать двое рабочих.

Вибробуровой агрегат АВБ2М разработан Гидропроектом и конструкторским бюро Машиностроительного завода им. Воров­ ского и серийно выпускается этим заводом. Он является одной из наиболее эффективных буровых установок, предназначенных для инженерно-геологических изысканий. Для расширения об­ ласти применения агрегат в некоторых организациях (ГорьковТИСИЗе) оснащается навесным ротором. Это позво­ ляет использовать агрегат для бурения небольших прослоев скальных и полускальных грунтов и отбора монолитов обуривагощим способом.

Самоходная буровая установка СБУЭМ-150-ЗИВ

Установка СБУЭМ-150-ЗИВ предназначена для вращатель­ ного бурения вертикальных и наклонных скважин в породах различной крепости. Установка может быть использована для бурения скважин специального назначения при строительных, взрывных и прочих работах, а также при инженерно-геологиче­ ских изысканиях.

Мощность привода установки позволяет вести бурение шне­ ковым способом. Наличие электрического привода и специаль­ ное устройство на мачте дают возможность использовать на установке беспружинный вибромолот ВБ7 для бурения верти­ кальных скважин вибрационным способом в грунтах I—IV ка­ тегорий, погружения и извлечения обсадных труб. Установка может быть также использована для ударно-канатного бурения кольцевым забоем.

113

■ Установка состоит из следующих основных узлов; автомо­ биля, приводного двигателя Д37М, генератора, ротора, лебедки, механизма подачи, мачты, вибропогружателя, промывочного насоса и контрольно-измерительной аппаратуры. Она комплек­ туется специальным прицепом ИАПЗ-75ИВ для перевозки бу­ рового инструмента п принадлежностей. На установке имеется укрытие,' предохраняющее рабочее место от дождя.

Установка имёет следующие конструктивные особенности и преимущества по сравнению с ранее выпускаемыми установ­ ками подобного типа: использование в качестве привода дизеля Д-37МП с воздушным охлаждением; наличие прямой механи­ ческой передачи к ротору, что позволяет эффективно исполь­ зовать породоразрушающий инструмент большого диаметра; индивидуальные электроприводы у лебедки, вибропогружателя, промывочного насоса, механизма подачи и вннтоподъемного устройства мачты; автоматическое поддержание постоянного •осевого давления на забой благодаря наличию асинхронного двигателя и индукционной муфты скольжения у механизма по­ дачи; возможность одновременного поворота задней опоры и ротора при установке мачты для наклонного бурения, что обеспечивает соосность ведущей трубы и ротора при любых углах наклона мачты; более высокая мощность двигателя

114

Виброустановка ВУД-25

Виброустановка ВУД-25 предназначена для вибрационного, бурения скважин в нескальных породах при разведке россыпных месторождений. Конструкция виброустановки позволяет нара­ щивать снаряд в процессе углубления скважины без его подъе­ ма на поверхность. При использовании специального инструмен­ та погружение может вестись до глубины 20 м.

Т е х н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а

Установка смонтирована на базе самоходного бурового агре­ гата СБУ-300М и включает в себя электростанцию, вибропо­ гружатель, буровую вышку специальной конструкции, плане­ тарную лебедку (от станка ЗИФ-ЗОО), ручную червячную лебедку с храповым устройством. Вибратор и лебедка на уста­ новке приводятся от индивидуальных электродвигателей. Пла­ нетарная лебедка предназначена для производства спуско­ подъемных операций, ручная — для подвески вибратора при наращивании снаряда.

Установка разработана в Центрально-Казахстанском геоло­ гическом управлении (авторы Н. И. Алимов іи М. П. Крючков).

Виброустановка СВУ-55

Виброустановка СВУ-55 создана в институте Гидропроект. Она предназначена для бурения скважин в мягких грунтах, а также для погружения и извлечения обсадных труб вибропо­ гружателями различной конструкции.

115

Базой виброустановкн является гусеничный трактор ДТ-55, обеспечивающий высокую проходимость в условиях бездорожья.

Установка состоит из следующих основных узлов: рамы, раз­ даточного редуктора, генератора, двухбарабанной лебедки, мачты, механизма подъема мачты, электрощита, осветительных приборов и рычагов-управления.

Рама служит основанием, на котором устанавливаются мач­ та, двухбарабанная лебедка и т. д. Мачта изготовляется из труб и представляет собой неразборную металлоконструкцию, обо­ рудованную кронблоком. Подъем и спуск мачты осуществляется винтовым подъемником. Источником электроэнергии для пита­ ния электродвигателей и механизма подъема мачты является генератор типа СГ-35, установленный в левой части кабины водителя, с приводом от двигателя генератора.

Для производства спуско-подъемных операций виброуста­ новка оборудована двухбарабанной лебедкой. Оба барабана лебедки приводятся от двигателя трактора через редуктор. Один барабан лебедки служит для работы с вибропогружателем, производящим бурение скважин; другой — для работы с вибро­ погружателем, производящим погружение обсадных труб.

116

В комплект виброустановки СВУ-55 входят: двухосный авто­ мобильный прицеп, поверхностный вибропогружатель ВБЛ-ЗМ с виброинструментом. Вибрационные установки СВУ-55 выпу­ скались Новочеркасским машиностроительным заводом им. Ни­ кольского и применялись в Гидропроекте, ИркутскТИСИЗе, ДальТИСИЗе, в ряде геологоразведочных партий и т. д.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО БУРЕНИЯ

Буровой снаряд для вибрационного бурения состоит из бу­ рильных труб (штанг) и породоразрушающего инструмента (стакана, зонда, желонки или грунтоноса). В качестве породо-

Рис. 38. Виброзонды.

разрушающего инструмента при вибробурении чаще всего ис­ пользуют виброзонды (рис. 38). Виброзонд представляет собой трубу длиной 1,0—3 м, имеющую на нижнем конце рабочее коль­ цо, а на верхнем — переходник для присоединения к бурильным трубам. Реже используются виброзонды некруглого сечения (прямоугольного, квадратного и т. д.). Труба по всей длине имеет одну или несколько прорезей для очистки зонда от по­ роды. Наиболее употребительные диаметры зондов для сква­ жин, проходимых самоходными виброустановками, — 108, 127, 146 и 168 мм, реже применяются зонды диаметром 89 и 219 мм. На рис. 39 показано устройство виброзонда диаметром 168 мм. При бурении скважин ручными переносными вибробурами диа­ метры зондов колеблются от 40 до 70 мм.

Рабочее кольцо виброзонда имеет толщину стенки несколько большую, чем труба. Большая толщина стенки необходима для уменьшения сил трения зонда о породу. Практика показывает, что основным фактором, препятствующим продвижению породы внутрь зонда, является сила трения между породой и внут­ ренними стенками зонда. Поэтому весьма важно для каждой разновидности грунтов найти оптимальное соотношение между площадью поперечного сечения рабочего кольца и его разме­ рами по наружному и внутреннему диаметру, которое давало бы возможность снизить трение стенок зонда о породу и в то же время не привело к резкому возрастанию лобового сопротив­ ления.

117

Угол скоса рабочего кольца в зависимости от проходимых пород может быть различным и колеблется от 15 до 60°. Для; связных грунтов наиболее рациональным в настоящее время

специальные опытные рабо­ ты по определению влияния геометрии рабочего кольца виброзонда на механичес­ кую скорость бурения ви­ бромолотом ВБ7 в связных глинистых грунтах. Резуль­ таты этих работ представ­ лены в табл. 13.

Эти данные свидетельст­ вуют о предпочтительности рабочих колец с наружной заточкой. Однако в не­ устойчивых породах и осо­ бенно при проходке песков следует применять рабочиекольца с внутренним ско­ сом. Образование уплот­ ненных зон в зонде предо­ храняет породу от выпаде­ ния при извлечении зонда.

На режущую кромку рабочего кольца обычно наплавляют твердый сплав либо ее закаливают. Рабо­ чее кольцо присоединяют к трубе чаще всего с по­ мощью резьбы, реже его приваривают к трубе.

Для бурения устойчи­ вых связных глинистых грунтов следует применять зонды с одной прорезью с углом

выреза 140—160°. Большой угол выреза позволяет легко очи­ стить зонд от породы. В менее устойчивых, но связных породах используют зонды с меньшим углом выреза (90—140°) либо зон-

118