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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.06.2024

Просмотров: 120

Скачиваний: 0

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

Т а б л и ц а 13

Средние показатели вибробурения рабочими кольцами различных типов

 

 

Время по­

Механи­

Тип башмака

Проходка

ческая

гружения

скорость

 

за рейс, м

зонда,

бурения,

 

1,70

мин

м/мин

С наружной заточкой ...................

3

0,56

С симметричной заточкой ................

1,83

6

0,30

С внутренней заточкой ................

1,56

7

0,20

,ды с двумя вырезами. При бурении пород, которые позволяют ■осуществлять проходку скважин большими рейсами, применяют зонды, имеющие по длине несколько прорезей. Для бурения

Рис. 40. Зонды с клапаном.

■слабосвязных грунтов используют зонды с клапаном (рис. 40). Такие зонды имеют одну или две прорези для их очистки от породы. Устройство типового зонда с клапаном показано иа рис. 41.

Несвязные (оплывающие и сыпучие) грунты следует про­ ходить желонками, входное отверстие которых полностью пе­ рекрывается клапаном (клапанами). Такие желонки имеют в верхней части отверстие для очистки их от породы, а также могут иметь узкую продольную прорезь.

Одним из наиболее трудоемких процессов при внбробурении •является очистка зондов от породы. Для облегчения этой опе­ рации рекомендуется применять разъемные зонды, или стаканы (рис. 42), а также поршневые зонды. Разъемные зонды позво­ ляют быстро очистить их от породы. Устройство разъемного виброзонда с клапанами конструкции Гидропроекта показано на рис. 43.

Длябурения насыпных грунтов с обломками кирпичей, би­ тым стеклом, строительным мусором и особенно резиной, а так-

119


Рис. 41. Устройство виброзонда с клапаном:

/ — переходник:

2

— палец;

3

— корпус;

4

— упор;

5 —

клапан;

в

— рабочее кольцо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 42. Разъемный зонд конструкции Мосгоргеотреста.


же крупнообломочных (валунногалечниковых) грунтов приме­ няют зонды с зубчатым башма­ ком (рис. 44).

Нередко насыпной грунт представляет собой сплошной слой битого кирпича, который пробить виброзондом не удает­ ся. Тогда используют специаль­ ные пикобуры (рис. 45), кото­ рыми первоначально пробивает­ ся в насыпном слое отверстие, а затем это отверстие расширяется виброзондом. Большие трудно­ сти представляет бурение насып­ ного грунта, содержащего об­ резки резины. В этом случае также следует применять пикобуры.

Для пробивки шпуров в Цен­ трально-Казахстанском геологи­ ческом управлении применяют •специальную бурильную колон­ ну, по длине которой установле­ ны муфты с коническими выточ­ ками. Наружный диаметр муф­ ты значительно превышает диа­ метр бурильных труб. Каждая вышерасположенная муфта имеет диаметр, несколько боль­ ший диаметра предыдущей. При подъеме такого снаряда из сква­ жины со стенок сдирается так называемая задирковая проба, которая скапливается в кониче­ ской выточке муфты. Длина ин­ тервала скважины, с которого «сдирается» проба, соответствует расстоянию между смежными муфтами. Выше проба не отби­ рается, так как диаметр сква­ жины (шпура) в этом месте пре­ вышает диаметр кромки муфты.

Отбор образцов с ненарушен­ ным природным сложением (мо­ нолитов) с целью определения физико-механических свойств грунтов производят грунтоносами.

А - А

Рис. 43. Устройство разъемно­ го виброзонда (стакана) с кла­ панами конструкции Гидропроекта:

I —

корпус

с переходником;

2 —

гайка;

3

— откидная

 

крышка;

4

 

палец;

5 — упор;

6

— клапан.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

121


Выше был рассмотрен породоразрушающий инструмент, при­ меняемый при впбробурении. В некоторых буровых установках вибропогружатели используются только для погружения обсад­ ных труб, а бурение производится ударно-канатным способом. В этом случае используются либо обычные наконечники для.

L-

Рис. 44. Виброзонд с зубчатым башмаком.

ударно-канатного бурения, либо специальный буровой инстру­ мент (например аналогичный применяемому на установке БУВ-1Б),

В качестве бурильных труб при впбробурении применяют трубы по ГОСТ 7909—56 с замками по ГОСТ 7918—64 днамет-

Рис 45. Пнкобуры для пробивки насыпного грун­ та при впбробурении.

ром 50 и 63,5 мм. Иногда применяют специальные бурильные’ трубы диаметром 73 и 64 мм, изготовляемые из колонковых труб' по ГОСТ 6238—52. При использовании поверхностных вибропогружателей для бурения скважин глубиной более 25 м бурильные трубы необходимо усиливать наваркой продольных стержней из профильного проката с целью увеличения момента сопротивления поперечного сечения труб.

Для бурения неглубоких скважин переносными вибробура­ ми используются штанги круглые и шестигранные диаметром 20—25 мм и длиной 1500 и 2500 мм.

122

При вибробурении скважины нередко крепятся обсадными трубами, в качестве которых используются трубы (ГОСТ •6238—52) диаметром 108, 127, 146 и 168 мм.

В комплект инструмента для вибробурения входят также различные переходники, приспособления для производства спус­ ко-подъемных операций, принадлежности к бурильным и обсад­

ным

трубам, приспособления для очистки зондов от породы

И т.

д.

 

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ,

 

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ВИБРОБУРЕНИИ

Процесс погружения породоразрушающего инструмента в грунт при вибробурении осуществляется со значительной ско­ ростью. Время, затрачиваемое на чистое бурение, составляет не более 25—30%. Остальное время расходуется на спуско-подъ­ емные, монтажно-демонтажные и подсобно-вспомогательные операции. Поэтому повышение эффективности вибробурения во многом зависит не столько от погружающей способности вибромашин, сколько от эффективности и скорости производ­ ства отмеченных операций. Сокращение затрат времени на эти операции отчасти может быть достигнуто путем применения различных приспособлений и устройств, облегчающих труд бу­ ровой бригады и сводящих к минимуму непроизводительные простои.

При вибробурении процесс свинчивания и развинчивания бу­ рильных труб в большинстве случаев производится не клю­ чами, а штырями. Для этого каждое замковое соединение имеет два сверления. Спуск и подъем снаряда производится с ис­ пользованием двух штырей. Один из них служит в качестве подкладной вилки и предохраняет снаряд от падения в сква­ жину, а другим производится свинчивдние или развинчивание замкового соединения. В отдельных случаях нижний штырь в замке используется как крестовина, с помощью которой по­ средством канатной петли производится подъем снаряда. На каждой вибробуровой установке должен быть необходимый за­ пас штырей (не менее четырех).

Укладка извлеченных из скважины бурильных труб при вибробурении производится вручную. Если трубы укладыва­ ются на землю, приходится тратить много сил на их подтаски­ вание и оттаскивание. В Мосгоргеотресте успешно применяется вертикальная установка труб, которая производится в непосред­ ственной близости от устья скважины. Под нижние концы труб ставится металлический ящик. Верхние концы упираются в специальную П-образную перекладину. Металлический ящик позволяет предохранить. резьбовые концы замков от загряз­ нения. При спуске снаряда в скважину рекомендуется резьбо­

123


вые концы смазывать жидкой смазкой. Для этого на каждой установке должны быть емкость со смазкой и кисть.

При вибробурении на бурильные трубы нередко налипает большое количество шлама и грязи. Для очистки труб рекомен­ дуется применять специальный шарнирный очиститель с резино­ вой манжетой (рис. 46).

Ри:. 46. Шарнѵірное устройство для очистки буриль­ ных труб от налипшего шлама.

Устье скважины после подъема снаряда рекомендуется за­ крывать специальной металлической крышкой с ручками. Крышка предохраняет скважину от попадания в нее посторон­ них предметов, а также служит платформой, на которую высы­ пается грунт из виброзонда при вибрировании последнего в под­ вешенном состоянии.

Для быстрой установки мачты виброустановки в вертикаль­ ное положение желательно иметь набор деревянных подкладок под домкраты мачты. Это освобождают от необходимости вы­ винчивать домкраты на'их полную длину при наличии неров­ ностей почвы.

Процесс вибробурения связан с частыми спусками н подъемами снаряда. При этом вибропогружатель, как правило,, не снимается с виброустановки, а опускается и поднимается вместе со снарядом. Для предупреждения обрывов электро­ кабеля рекомендуется с правой стороны платформы закреплять специальный направляющий ролик.

На агрегате АВБ2М в нижней части мачты имеется откид­ ной крюк. Он может эффективно использоваться для очистки зондов от грунта.

ПРОЦЕСС И ТЕХНОЛОГИЯ ВИБРОБУРЕНИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИБРОБУРОВОГО ПРОЦЕССА

Порядок производства работ при вибробурении, последова­ тельность вспомогательных операций устанавливаются в зависи­ мости от задач бурения скважин, особенностей применяемого оборудования и инструмента, геологических условий и состава буровой бригады.

Подготовительные работы включают в себя установку вибро­ агрегата на точке бурения, подъем мачты, установку опорных домкратов, разгрузку бурового инструмента, установку и подъем вибропогружателя и т. д.

Для осуществления забуривания зонд присоединяют к вибро­ погружателю. Затем инструмент вместе с вибропогружателем опускают до упора башмака в грунт. При этом нужно следить, чтобы зонд был установлен вертикально. Это обеспечит верти­ кальное направление скважины и устранит последующие ослож­ нения при бурении, связанные с отклонением оси скважины от вертикали.

Забуривание обычно производят зондом возможно большего диаметра. Зонд присоединяют к вибропогружателю, устанавли­ вают его на грунт и затем включают вибропогружатель. Первый рейс, как правило, дает выход керна меньше 100% за счет уплот­ нения поверхностных слоев грунта. Поэтому, если требуется сохранить выход керна, близкий к 100%, необходимо величину рейса уменьшать до 0,5 м. В остальных случаях, если не ста­ вится никаких ограничений, величина первого рейса должна' соответствовать его оптимальной длине для начального интер­ вала скважины (0,5—2,0 м).

Чтобы закрепить устье скважины, после первого забуривания при помощи вибропогружателя забивают кондуктор. Дальней­ ший процесс вибробурения складывается из следующих друг за другом циклов. Каждый цикл включает в себя спуск инстру­

125-