Буровые установки Инструмент и оборудование Оборудование для испытания грунтов Инъекционное и цементационное оборудование
Спецпредложения
Японцы намерены пробурить земную кору до мантии
Минпромторг утвердил подпрограмму по снижению доли зарубежного бурового оборудования, осваивающего Арктику
Компания «ПК Анкер Гео» расширила ассортимент малых буровых установок
Скидки на ловильный инструмент!
Призы при заказе от 100 000 руб!
Натриевый бентонит
Бентонитовый глинопорошок
Доставка товара
Скважинные камеры и уровнемеры
Компания «ПК Анкер Гео» ищет региональных дилеров

 
Главная > Полезное > Справочник буровика > Пневмоударники: в 5 раз более быстрое бурение без промывки
—  Советы по обслуживанию буровой штанги
—  Техника безопасности при проведении буровых работ
—  Классификация горных пород по буримости
—  Пневмоударники: в 5 раз более быстрое бурение без промывки
—  УГБ-001: обзор модельного ряда буровых установок
—  Выбираем буровой инструмент

Пневмоударники: в 5 раз более быстрое бурение без промывки

Какие преимущества дает применение пневмоударника? Можно ли бурить с продувкой на глинистых породах? Как в 3-5 раз ускорить процесс создания скважины без ущерба для качества работ? Читайте об особенностях бурения с использованием пневматического молотка.

Бурение с пневмоударником относится к технологиям ударно-вращательного бурения и наиболее широко применяется в сфере инженерно-геологических изысканий, а также для бурения колодцев. С помощью бурения с пневматическим инструментом можно выполнять создание вертикальных и направленных скважин в грунте до 10 категории буримости. Главная отличительная особенность методики – для разрушения породы используется одновременно ударное и вращательное действие, выполняемые соответственно пневмоударником и вращателем буровой установки. Основные преимущества бурения с пневматическим молотком – высокая скорость создания скважин, эффективная очистка от шлама, возможность работать на скальных трещиноватых породах и отказаться от расходов на бентонит и доставку воды для промывки.

Устройство пневмоударника

Погружной пневмоударник – это пневматический инструмент для буровых работ, по конструкции представляющий собой цилиндрическое устройство с расположенным внутри поршнем (рис. 1).

Пневмоударник в разрезе
Рис. 1. Пневмоударник в разрезе.

Пневмоударный молоток входит в состав бурильного снаряда и в процессе работы находится внутри скважины. Для работы ударника требуется подача воздуха под давлением через вертлюг и бурильную колонну.

Пневмоударник и коронка буровая составляют рабочий орган буровой машины. Долото буровое для ударно-вращательного бурения имеет ударный профиль выпуклой формы и штыри из твердого сплава, вделанные во переднюю часть инструмента.

Принцип работы пневмоударника основан на преобразовании энергии сжатого воздуха в кинетическую энергию возвратно-поступательных движений поршня. Поршень ударника снабжен штоком с бойком, который в ходе работы воздействует непосредственно на породоразрушающий инструмент. Современные модели пневмоударников имеют встроенные обратные клапаны, предотвращающие зашламление.

Выхлоп отработанного воздуха производится через буровое долото, имеющее специальное центральное отверстие. Мощный воздушный поток используется для продувки скважины и эффективно удаляет шлам параллельно с разрушением породы (рис. 2).

Схема движения воздуха при бурении с продувкой
Рис. 2. Схема движения воздуха при бурении с продувкой.

Применение пневматического молотка ограничено типом породы: на рыхлых и мягких грунтах бурение с мощной продувкой провоцирует эрозию и обрушение грунта, а на глинистых породах инструмент быстро зашламляется. Если слой глинистой породы вскрывается в процессе прохождения твердых слоев грунта, для очистки забоя от частиц глинистой почвы может быть использована пена или вода, буровой снаряд в подобных случаях поднимается на 0,5-1 м. для более эффективной продувки.

Весь потенциал пневматического молотка может быть использован только при работе на скальных породах. Метод ударно-вращательного бурения позволяет применить энергию сжатого воздуха для быстрого прохождения грунта, а твердость породы гарантирует минимальный риск обрушения стенок скважины.

Виды пневмоударников

  • Клапанный – имеет клапан тарельчатого типа, который используется для регуляции подачи воздушного потока к поршню. Клапанные пневматические молотки способны работать только при низком давлении;
  • Бесклапанный – более современная модель, для регуляции воздушного потока используется система профильных поршней. Бесклапанный пневмоударник может использоваться при работе с большим давлением и дает возможность максимально быстро разбуривать скальные породы. Дополнительно повысить производительность пневмоударника бесклапанного типа помогает правильно подобранная труба бурильная и компрессор с соответствующим уровнем мощности.

Бурение колодцев

При создании колодцев работа с пневмоударником осложняется после достижения водоносного слоя – через долото буровое, имеющее отверстие для вывода использованного воздуха, вода и частицы грунта могут попасть в буровой инструмент. Для защиты пневмоударника от загрязнения необходим обратный клапан, который позволяет произвести воздушный выхлоп в полость скважины и препятствует попаданию загрязненной воды в буровой инструмент. Подобным клапаном оснащено большинство современных пневматических молотков.

Преимущества бурения с пневмоударником

  • Скорость бурения выше в 3-5 раз. Технология бурения с пневмоударником дает возможность выполнять создание скважин значительно быстрее, чем при бурении с промывочной жидкостью. Основная причина – скорость движения воздушного потока значительно больше скорости перемещения промывочного раствора;
  • Автоматическое очищение скважины в процессе бурения. Вынос шлама достигается движением мощного восходящего потока воздуха в зазоре между бурильной колонной и стеной скважины;
  • Нет необходимости в использовании промывочного раствора. Бурение выполняется насухую и не требует применения промывочной жидкости, для изготовления которой необходимо приобретать бентонит и организовывать транспортировку воды к месту работ;
  • Благодаря особенностям технологии коронка буровая не заклинивается при работе с трещиноватыми породами;
  • Быстрая и удобная смена бурового инструмента.

Уход за пневмоударником

Значительно продлить срок эксплуатации пневмоударника и избежать аварийных ситуаций в процессе бурения позволяет грамотный уход за буровым инструментом.

Перед установкой или демонтажем пневмоударника его требуется перевернуть и проверить, насколько свободно перемещается внутри поршень (движение должен сопровождать глухой звук).

В процессе работы буровой инструмент рекомендуется смазывать, добавляя мелкодисперсное масло в подаваемый воздух. В качестве альтернативы небольшое количество масла можно вводить в бурильную колонну при монтаже очередной штанги.

Самая частая причина проблем в работе пневмоударника – вызванное износом застревание поршня. Для устранения неполадки пневмоударник необходимо перебрать, используя специализированный инструмент. Разборка пневмоударника неизбежно потребуется в процессе его применения, поэтому необходимо обладать как инструментом для демонтажа, так и необходимыми навыками.

Средний срок использования пневматического молотка при бурении на воду составляет 1,5-2 года. Допустимая степень износа и способ ее определения обычно указана в инструкции по эксплуатации. В комплект со многими современными моделями пневмоударников от крупных производителей входят сменный поршень и гильза цилиндра – элементы инструмента, которые изнашиваются быстрее всего.

Буровая установка

Буровая установка должна иметь достаточный вес для того, чтобы удержать на месте пневмоударник. Использование слишком легкой буровой машины приведет к тому, что пневмоударник будет бесконтрольно перемещаться в процессе работы, а энергия удара не будет полностью передаваться на забой. Для подбора оборудования рекомендуется проконсультироваться со специалистом – подобную услугу бесплатно предоставляют большинство крупных поставщиков спецтехники.

Для бурения с применением пневматического молотка буровая установка должна оборудоваться вертлюгом – элементом бурильного снаряда, обеспечивающим подвод промывочной жидкости или воздуха.

Автономный воздушный компрессор для буровых работ
Рис. 3. Автономный воздушный компрессор для буровых работ.

Компрессор для бурения

Для работы с пневматическим инструментом буровое оборудование необходимо дополнить компрессором (рис. 3) – спецтехникой для подачи воздуха под давлением.

Мощность компрессора определяется диаметром и глубиной запланированного бурения. Производительности устройства должно хватать для того, чтобы обеспечить не только бесперебойную работу молотка, но и эффективный вынос шлама (рис. 4). Большинство моделей для бурения имеют мощность от 37 кВт и выше и производительность от 5 м3/мин.

Новичкам рекомендуется приобретать компрессор одновременно с пневмоударником, предварительно получив у производителя или дилера профессиональную консультацию о совместимости различных моделей.

Струя сухого шлама, под давлением выносимая из скважины при бурении
Рис. 4. Струя сухого шлама, под давлением выносимая из скважины при бурении.

Когда применение пневмоударника рентабельно?

Достаточно большой бюджет, необходимый для покупки пневмоударника и компрессора, заставляет задуматься – в каких случаях использование метода ударно-вращательного бурения действительно оправдано с финансовой точки зрения.

Как более прогрессивная и менее времязатратная технология, бурение с пневматическим инструментом оптимально подходит для крупных компаний, оказывающих большой спектр услуг в сфере геологоразведки. Приобретение комплекта оборудования с пневмоударником также выгодно для частных предпринимателей и небольших организаций, предлагающих услугу бурения на воду на территориях, преимущественно сложенных скальными или твердыми породами, а также грунтами с твердыми включениями (рис. 4).

Готовая скважина в скальной породе
Рис.5. Готовая скважина в скальной породе.

Бурение с пневматическим молотком является также наиболее эффективной альтернативой другим методам при работе с трещиноватыми породами. Более доступная технология бурения с водой в подобных случаях не рекомендуется к применению из-за крайне высокого коэффициента поглощения жидкости в трещиноватом грунте.

Общее правило: задействование пневмоударника экономически эффективно при работе на участках, где не менее 70% от проходимых слоев относятся к породам как минимум 5-6 категории твердости, а также на разрезах, включающих мощные галечно-валунные отложения.

Покупка пневматического инструмента для работы с породами до 2-3 категории твердости чаще всего является нерентабельной. Многие специалисты также отмечают низкую эффективность бурения на воздухе в глинистых породах: из-за отсутствия стабилизации с помощью промывочного раствора риск обвала стенки скважины сильно возрастает. Бурение с пневмоударником рекомендуется выполнять по глине только в тех случаях, когда глинистый слой имеет небольшую толщину, а в остальном разрез представлен твердыми породами.

 
 
© Copyright 2011-2017 г. ООО «ПК Анкер Гео» - буровые установки, оборудование и инструмент
Продвижение сайта: «Веб Гармония»