Колонковое бурение – это способ устройства скважин, при котором рабочим инструментом служит полая металлическая труба со съемным резцом в нижней части. Инструмент разрушает породу по кольцевому контуру, в середине остается цельный столб керна.

колонковое бурение

Этот метод предпочтителен в первую очередь в геологоразведке: по керновому столбу легко проследить последовательность залегания слоев и их толщину, что является главной информацией при составлении геологического разреза.

 

 

В строительстве колонковая технология популярна за счет возможности бурить твердые породы на большую глубину. Наша рабочая группа выполняет скважины глубиной до километра.

Выбор резцов определяется характеристиками грунта:

  • на твердых породах применяется алмазное колонковое бурение;
  • для пород средних категорий буримости подходит твердосплавный резец (вольфрам, победит);
  • для пород первых категорий буримости можно использовать сталь.

колонковое бурение

На рыхлых и мягких грунтах мы не рекомендуем применять колонковую технологию. Она задействует дорогостоящее оборудование, следовательно, обходится дороже. В частности, при устройстве фундаментов в средней полосе европейской части страны эффективнее и дешевле будет бурение шнековое: глубина до 100 метров, диаметр скважины практически неограничен, а грунты в этих районах преимущественно ниже 5 категории буримости.

Подсказать вам оптимальный для ваших условий метод (или комбинацию методов) мы сможем после ознакомления с вашим объектом.

 

Функции бурильной колонны

Все пространство скважины между рабочим инструментом в забое и приводным оборудованием на поверхности заполняет соединительный элемент – буровая колонна.

бурильная колонна

Ее функции:

  • передача энергии вращения к долоту;
  • подвод промывочного раствора к долоту, обратная транспортировка вместе со шламом;
  • при работе электрическим буром – монтаж токопровода;
  • верхняя нагрузка на долото;
  • подъем и спуск долота;
  • дополнительные контрольные работы.

Неразъемная в процессе работы часть колонны из свинченных друг с другом 2-4 бурильных труб называется бурильной свечой.

замки буровой колонны

Способы извлечения керна

При небольшой глубине колонковой скважины выемка грунта не автоматизирована: при заполнении керноприемника мы поднимаем на поверхность всю колонну и выбиваем керн специальным инструментом.

На больших глубинах это способ непроизводителен. В таких случаях мы используем трубы со съемным керноприемником: последний расположен внутри трубы и по мере заполнения поднимается наверх по ее стволу.

колонковое бурение

Другой вариант для относительно неглубоких скважин – т.н. гидротранспорт. Суть в том, что бурение может быть сухим либо с промывкой. Во втором случае процесс идет так:

  • посредством гибкого шланга от насоса, расположенного на поверхности, через сальник, которым оснащается верхняя часть колонны, жидкость закачивается в скважину;
  • шлам поднимается наверх вместе с промывочной жидкостью по промежутку между внутренней и внешней стенками колонковой трубы.

Мы предпочитаем сухому бурению вариант с промывкой. Его преимущества:

  • при сухом бурении коронки изнашиваются быстрее;
  • технология с промывкой очевидно эффективнее, выше скорость.

В качестве жидкости могут быть использованы:

  • вода;
  • глинистый раствор – предпочтителен на мягких грунтах, т.к. связывает и укрепляет стенки скважины, предотвращая их осыпание. Вместо глины в состав раствора может входить жидкое стекло;
  • для промывки скважин в твердых породах, при проходке алмазным буром, мы применяем специальную эмульсию. Она выполняет функцию промывочного раствора, а также смазки для инструмента. Снижает трение, уменьшает вибрации.

колонковое бурение с промывкой

Иногда вместо промывки мы применяем продувку сжатым воздухом (например, при разбуривании вечномерзлых пород).

Важно: на рыхлом грунте глинистого раствора бывает недостаточно для укрепления стенок. В этом случае мы используем обсадные трубы.

Применение колонковой технологии

Колонковое бурение используется для решения следующих задач:

  • разведка месторождений газа и нефти;
  • гидрогеологические исследования;
  • свайные работы;
  • бурение на воду и др.
  • геологоразведка, картография, геофизические исследования в научных и производственных целях;

образцы грунта для геофизические исследования в научных и производственных целях

Бурение колонковым методом может сочетаться с другими технологиями. Например, мы бурим колонковым инструментом на полную глубину, а потом расширяем ствол шнековым оборудованием.

Преимущества и недостатки колонкового бурения

Технология обладает следующими достоинствами:


  • возможность работать с очень твердыми породами;
  • не разрушенный столб керна лучше всего отвечает целям геологоразведки;
  • возможность вести разработку не только вертикально, но и под любым углом, включая горизонтальное расположение ствола (в этом случае проходка с самого начала ведется с обсадной трубой);
  • достигается большая глубина при малом сечении скважины;

 

Минусы:

  • этот метод немного дороже;
  • при большой глубине бурения коронки быстро снашиваются, нужен запас;
  • при использовании глинистого раствора есть риск заиливания водоносного горизонта.

Наши консультанты бесплатно помогут вам выбрать способ бурения наиболее экономичный, но при этом достаточно эффективный для решения ваших задач.

 

Наш колонковый бур и другое оборудование для устройства скважин

Мы используем для бурения установки на колесном и гусеничном ходу. Насосное и буровое оборудование может работать либо на электричестве, либо от двигателя машины.

Бурильный инструмент:


  • трубы тонкостенные или стандартные. Стандартные универсальны, тонкостенные используются в основном для горизонтальных скважин;
  • коронки. Алмазные коронки для колонкового бурения (с необходимым запасом) – для скальных грунтов, победитовые – для пород средней твердости и т.д. Оптимальный диаметр колонкового бурения для геологоразведочных работ – до 16 см, в строительстве – до полутора метров;
  • штанги для наращивания колонны;
  • шламовые трубы;
  • сальники промывочные для закачки в скважину промывочного раствора и последующего отвода жидкости;
  • переходники для соединения частей конструкции: штанг, вращателей, сальников;
  • дополнительные долота для увеличения глубины бурения в труднодоступных местах;
  • вспомогательные приспособления для спускоподъемных операций: подкладные вилки, элеваторы и т.д.

Бурильная коронка представляет собой кольцо из трубной заготовки. На рабочем конце располагаются алмазы или твердосплавные резцы. В верхней части кольца имеется наружная трапециевидная резьба, изнутри поверхность коническая.

Колонковая труба изготавливается по 51682-2000 ГОСТ из стали марки прочности К. Наиболее распространены ниппельные трубы с резьбой с обеих сторон. Стандартная длина ниппеля – 17 см. Для повышения износостойкости трубы закаливают с применением ТВЧ по полметра с каждой стороны. А чтобы не заедала резьба, обрабатывают по технологии карбонитрации.

Виды переходников:


  • переводные – есть наружная и внутренняя ответная часть;
  • ниппельные – наружное соединение с обеих сторон;
  • муфтовые – внутреннее соединение с обеих сторон;
  • фрезерные. Под колонковую трубу – наружная резьба, для труб с замковым соединением – внутренняя;
  • шламовые – аналогично: для муфтово-замковых соединений – внутренняя резьба, для труб колонковых и шламовых – наружная;
  • противоаварийные – для отсоединения колонкового набора в случае его заклинивания в скважине;
  • наддолотные – для соединения шарошечных долот с направляющими трубами.

колонковое бурение

Процесс устройства скважин на примере вращательного колонкового бурения

На первом этапе мы готовим яму под раствор для промывки. Глубина ямы – не менее двух метров. Далее мы разравниваем площадку и собираем бурильную установку. После сборки выполняем пробное забуривание, устанавливаем в устье направляющую трубу.

Последнее подготовительное действие – устройство системы очистки жидкости от шлама. Для глинистого раствора достаточно грубой очистки, для воды требуется более тонкая.

Далее  мы производим забуривание на проектную глубину с одновременным извлечением керна выбранным способом. Когда проектная отметка достигнута, тампонируем скважину. В дальнейшем ее при необходимости можно расширить с помощью другой технологии.

Услуги по колонковому бурению в ПСК «Основания и фундаменты»

Мы предоставляем клиентам любые услуги разведочного бурения, а также выполняем все работы предварительного цикла строительства в Москве и ряде других регионов:


  • геологоразведочные исследования для научных, строительных, горнодобывающих учреждений полевыми и лабораторными методами;
  • гидрогеологические, инженерно-геологические исследования;
  • испытания грунтов;
  • исследования возможных последствий строительства для окружающего ландшафта, существующей застройки и проложенных коммуникаций;
  • проектирование фундаментов и подпорных стен;
  • все виды бурения: колонковое, шнековое, роторное, алмазное, с промывкой, продувкой и др.;
  • бурение любых пород – скальных, рыхлых, вечномерзлых, а также асфальта и железобетона;
  • все виды буронабивных свай;
  • погружение свай ударным и другими методами, разбивка и устройство свайных полей;
  • монтаж любых фундаментов – свайных, плитных, столбчатых, ленточных, комбинированных;
  • монтаж ограждений из шпунта и буросекущих свай;
  • реставрация старых фундаментов;
  • укрепление стен, перекрытий и других несущих конструкций;
  • демонтаж.

У нас вы можете заказать работы по колонковому бурению с нуля и под ключ. Обращайтесь, звоните 8 (495) 133-87-71 или пишите онлайн.

Источник: inzhenery.ru

1 Область применения и особенности


Данный способ характеризуется тем, что грунт разрушается по кругу, очерчивая контуры диаметра будущей скважины. Когда осуществляется бурение колонками, внутренняя часть отверстия остаётся целой. Этот керн в последующем извлекается на поверхность.

Давление на грунт идет с помощью специальных коронок — пустотелых цилиндров со специальными резцами на одной из сторон. Эти резцы и выполняют основную работу по бурению. Они вгрызаются в породу, в то время как пустотелая часть попросту заполняется грунтом, что отсекается от общей матрицы.

Стоит заметить, что с помощью колонкового бурения можно разрабатывать не только горные породы, но и выполнять бурение на строительстве. Например, алмазные способы бурения коронками применяются для создания отверстий в монолитных железобетонных конструкциях. Более того, этот способ на стройке считается самым приоритетным.

Станок колонкового бурения устанавливается там, где необходимо проведение разведывательных работ. Он предназначен для получения цельных пород.

Такой способ идеален для проведения анализа структуры и свойства почвы, так как исследователям необходимо всего лишь извлечь грунтовый цилиндр из рабочей колонки.

Рассматриваемый способ обладает следующими особенностями:

  • Колонки для скважины способны извлекать из отверстия керны – целую часть грунта.
  • Буровые установки колонкового бурения рассчитаны на работу под различными углами к поверхности.
  • Коронки колонкового бурения способны обрабатывать грунты различной степени твердости.
  • Буровые станки колонкового бурения проделывают глубокие скважины, которые отличаются относительно небольшим диаметром.
  • Станки колонкового бурения имеют относительно небольшой вес, что обусловливает их маневренность.

к меню ↑

1.1 Принцип и технология работы

Технология колонкового бурения применяется для исследовательских работ. Для этих целей подойдёт классические автомобильные шасси на которое устанавливают бурильную установку, но на сложных рельефах могут использоваться и специальные машины. Например, устройства на гусеничном приводе или даже специальные системы, которые используют исключительно для бурения.

Станок колонкового бурения работает на высоких оборотах с момента запуска и до завершения технологического процесса. Это обусловливает тот факт, что колонки для скважины быстро изнашиваются под воздействием высоких нагрузок. Впрочем, скорость вращения можно регулировать, например, если надо пройти участок с мягкими породами, что склонны к осыпанию.

Читайте также: про бурение скважин под сваи фундамента — описание технологии.

Для продления её жизнеспособности применяются специальные устройства, которые снижают вибрационные действия. Колонковый способ предполагает обязательную процедуру промывки. Буровой станок колонкового бурения использует для этих целей воду или специальные растворы, которые способствуют защите скважины от разрушений и обвалов.


Алмазное устройство осуществляет бурение только по краю. Внутренняя порода заполняет ствол шнека и поднимается на поверхность. Колонковый способ предполагает, что все используемые в работе инструменты соответствуют соосности формируемой скважины.

Буровой станок колонкового бурения способен работать с высокопрочными породами. Более того, в таких условиях он даже производительнее стандартных матричных или шарошечных долот, так как прилагает меньше усилий для разработки аккуратных отверстий в грунте.

Для этих целей необходим специальный твердосплавный инструмент. Алмазное породоразрушающее устройство подлежит замене или восстановлению в случае потери своих физических кондиций. Новую коронку перед использованием следует обработать бурильным долотом. В некоторых случаях достаточно просто заменить кольцо с резцами на коронке.

После того, как механизмы бурового станка колонкового бурения выполнили свою миссию, в работу включаются шнековые машины, которые завершают процесс бурения скважины.
к меню ↑

1.2 Оборудование для колонкового бурения

Как вы сами понимаете, в работе придется применять различного рода оборудование. Для данного вида работ применяют следующий инструмент:

  • Колонковые снаряды, которые бывают стандартными и тонкостенными. Первые рассчитаны на вертикальные работы вниз и вверх по горизонту, а также для горизонтального бурения до 45 градусов. Вторые используются исключительно для горизонтального бурения.
  • Алмазные коронки представляют собой породоразрушающий инструмент, которым оборудуется буровая установка для колонкового бурения. Эти устройства с одинаковым успехом справляются и с твердыми, и с рыхлыми породами.
  • Штанги и стальные обсадные трубы, которые необходимы для формирования прочной внутренней поверхности скважины.
  • Переходники применяются для стыкования резьбовых соединений, в том числе на буровых штангах, комплектующих, промывочных сальниках, вращателях.
  • Промывочные сальники пробки, которые обеспечивают подъём керна из скважины.
  • Колонковые долота служат для углубления скважинного отверстия.

к меню ↑

2 Этапы и нюансы колонкового бурения

Теперь рассмотрим непосредственно технологию бурения, так как в ней тоже есть свои нюансы. На них стоит обратить внимание в обязательном порядке.

Буровая установка для колонкового бурения в ходе работы выполняет следующие этапы:

  • Подготовка поверхности, где будет производиться монтаж установки.
  • Формирование ям в грунте в непосредственной близости от площадки для закачки промывочного раствора. После этих работ начинается процесс бурения скважин.
  • Бурение, когда буровой снаряд вращается и проникает в почву. Параллельно с этим процессом в отверстие подаётся промывочная жидкость: вода или специальный раствор.
  • Наполнение трубы керном. Периодически шнек необходимо извлекать на поверхность, по керну можно без труда определить глубину сформированного отверстия.

Первые два этапа выполняются скорее рабочим персоналом. Последние же два — это уже использование непосредственно бурильной системы колонковой разработки.

При работе необходимо обращать внимание на следующие нюансы:

  • Бурение скважин для воды следует производить с промывкой. Воду применяют там, где присутствует устойчивый грунт. Когда обрабатывается песчаная порода, то для промывки применяется специальный раствор, который укрепляет скважину. Для этих целей подходит жидкое стекло или глинистая масса.
  • Вместо промывочного раствора может применяться воздух, который поступает в скважину по колонковой трубе.
  • Когда работа ведётся на неустойчивом грунте, то применение промывочных жидкостей неэффективно. Укрепление скважин производят обсадными трубами.
  • Частота вращения бурового снаряда регулируется в зависимости от прочности грунта.
  • Если работы ведутся в слоях твердых пород, то установка обсадных труб производится на заключительном этапе бурения.

к меню ↑

Источник: byreniepro.ru

Процесс колонкового бурения скважин

Особенность колонкового бурения в том, что при нем подвергается разрушению только периферийная зона, в то время как центр колонковой колонны остается целым.

Технология

  • коронка крепится к колонковой трубе;
  • в свою очередь колонковая труба крепится к бурильной по мере проходимости, а самая верхняя бурильная труба соединяется со шпинделем бурового станка;
  • вращательное движение станка пробивает землю по периферии, а керн собирается в центре и забивает колонковую трубу;
  • к работе подключен насос, который качает промывочную жидкость;
  • жидкость, поступающая наверх, несет в себе и разрушенную породу;
  • раствор прочищается и снова подается в зону бурения.

В процессе иногда приходится вынимать колонковую трубу, полностью заполненную керном, а также менять рабочую коронку, если та затупилась и неработоспособна.

скважина на песок
Оборудование для колонкового бурения состоит из следующих деталей:

  • колонковая труба;
  • колонна бурильных труб;
  • коронки;
  • соединительные элементы;
  • сальник для промывки;
  • труба для шлама;
  • тройной переходник.

Преимущества колонкового бурения

Этот способ был впервые использован неким мистером Лешо в 1862 году. Колонковое бурение скважины используется до сих пор, так как обладает существенными плюсами. Так по образующемуся в середине керну, который вынимается целостным пластом можно проанализировать состав почвы на много метров вглубь.

Оборудование для исследований сравнительно легкое и мобильное, позволяет бурить скважины с существенным отклонением, даже с горизонтальным, проходить любые пласты разнородного грунта, а также бурить скважины малого диаметра, но большой глубины. Это наиболее точный метод из всех имеющихся на сегодняшний день.

Благодаря наглядной демонстрации всех слоев пройденного грунта, последующее обустройство скважины будет более надежным, а скважина долговечной, так как эти факторы в прямой зависимости от качества вскрытия пластов. Скважину можно сразу обустроить и использовать, если керн был поднят наверх не гидротранспортом.

Источник: dom-vod-snab.ru


Categories: Скважина

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector