Техническая характеристика уширителей к бурильным машинам

Бурение скважин шарошечным инструментом производят при помощи агрегатов с погружными забойными двигателями, оснащенных турбобурами или электробурами. Агрегаты, смонтированные на базе серийных турбобуров Т12РТ-240, которые используются в горной промышленности, позволяют производить разбуривание скважин диаметром до 1,3 м на глубину до 30 м. Агрегат с реактивно-турбинным буром РТБ2600 осуществляет проходку скважин диаметром 2,6-2,83 м неограниченной глубины (рис. 25). Агрегат состоит из четырех турбобуров, смонтированных на единой раме и снабженных трехшарошечными долотами, которые вращает с частотой около 600 об/мин реактивная струя воды. Забой скважины очищается от выбуренного грунта потоком жидкости, выходящей из долот, с прямой промывкой скважины и периодическим эрлиф-тированием.

Мощность турбобуров больше, чем мощность станков ударно-каначчого бурения. Поэтому РТБ целесообразно использовать при устройстве значительного числа скважин большого диаметра. Вместе с тем, бурильные агрегаты с турбобурами обладают низким к.п.д., требуют большого расхода чистой воды, имеют низкий крутящий момент на буровом инструменте. Агрегаты с погружным электрическим двигателем более эффективны, чем турбобуры.

Рис. 24. Устройство для удаления бурового шлама из скважины:

1 - скважина в скальной породе; 2 - нож оболочки; 3 - железобетонная оболочка; 4 - водоподводящая труба; 5 - центратор трубы; 6 - шлакоприемный бункер; 7 - труба для создания кольцевого зазора; 8 - кольцевые щели; 9 - центральное отверстие; 10 - отражатель; 11 - буровой шлам

Рис. 25. Агрегат с реактивно-турбинным буром РТБ-2600;

1 - электролебедка; 2 - долото диаметром 750 мм; 3 - вертлюг; 4 - вышка; 5 - турбобуры; 6 - верхние центраторы; 7 - нригруз; 8 - нижние центраторы; 9 - долото диаметром 490 мм; 10 - оболочка; 11 - грунт; 12 - скальная порода

В частности, подвесной бурильный агрегат отечественного производства с четырехшпиндельным укороченным электробуром применяют для вращательного шарошечного бурения с промывкой вертикальных скважин диаметром 1,3 - 1,65 м глубиной до 56 м (рис. 26). Подводное бетонирование обычно производят способом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) [7], который, однако, не позволяет получать требуемые классы по прочности и водонепроницаемости и необходимое качество бетона буронабивных свай.

Рис. 26. Агрегат подвесной бурильный с четырехшпиндельным укороченным электробуром:

1 - планетарный редуктор с бурильными инструментами; 2 - центратор; 3 - переходник; 4 - бурильная штанга; 5 - реактивная рама; 6 - наголовник; 7 - токоподводящий кабель

Из-за этого возникает необходимость применения особых технологий. Неоднократно предпринимались попытки подводной укладки бетонной смеси с вибрированием. В последние годы отечественными инженерами разработан и применяется комплект бетонолитного оборудования с использованием виброштампа (рис. 27). При этом способе подача бетонной смеси по вертикальной бетонолитной трубе может производиться как из бункера, так и бетононасосом. По мере подачи бетонной смеси и проработки ее виброштампом обсадную трубу постепенно извлекают из скважины. Применение установки для укладки с вибрированием позволяет повысить прочность бетона сваи в 1,2-1,5 раза, а также несущую способность свай по грунту на 20-30%.

Рис. 27. Схема бетонированя скважин при помощи виброштампа:

1 - накопительный бункер; 2 и 3 - секции бетонолитной и инвентарной обсадной труб; 4 - виброштамп; 5 - режущая коронка обсадной трубы; 6 - арматурный каркас; 7 и 8 - демонтируемые звенья бетонолитной и обсадной труб

За рубежом, как правило, используют специальные буровые машины на гусеничном ходу. Все операции по бурению скважин производят одной машиной, оборудованной комплектом бурового инструмента для разных грунтов, уширителем, домкратной установкой для погружения и извлечения обсадных труб, бетононасосом для подачи бетона в скважину (рис. 28, табл. 14).

Рис. 28. Бурильные машины 50THC-VSIII и 50THC-VSV фирмы Kato (Япония);

1 - ходовая часть; 2 - поворотная платформа; 3 - лебедки; 4 - растяжки; 5 - мачта; 6 - оголовок мачты; 7 - люнст штанги; 8 - вертлюг; 9 - гусек мачты; 10 - бурильная штанга; 11 - гидроцилиндр подачи вращателя; 12 - вращатель; 13 - кольцо штанги; 14 - кабина; 15 - направляющее кольцо штанги; 16 - механизм качания обсадной трубы; 17, 18 - передние и задние выносные опоры; 19 - вторая кабина

Таблица 14