Способы ударного бурения

Способы ударного бурения, применяемые в строительстве

Ударным называется метод механического бурения путем создания разрушающего усилия, возникающего от ударов падающего снаряда, сбрасываемого в забой скважины. Ударный импульс падающего снаряда разрушает (дробит, раздавливает, рыхлит) грунт. В основном ударное бурение используется в рыхлых и мягких грунтах с обломочными включениями, а также замерзших грунтах и скальных породах глубиной до 100 м и более.

Разновидностями ударного бурения являются ударно-канатное бурение, при котором движение, производимое станком, сообщается породоразрушающему инструменту при помощи каната и ударно-штанговое, при котором, соответственно, используются штанги. Однако все чаще под термином ударного бурения подразумевают именно ударно-канатное, так как на практике оно получило большее распространение.
К числу основных достоинств ударно-канатного бурения можно отнести его простоту, универсальность, возможность применения в различных природно-климатических условиях, отсутствие ограничений по температуре и, фактически, по глубине бурения. Недостатками же его являются большая трудо- и энергоемкость, относительно низкая производительность и высокая стоимость работ.

Ударно-канатное бурение сплошным забоем используют, как правило, при создании скважин для получения воды или разведки месторождений полезных ископаемых, а также для сооружения водопонизительных скважин. Средняя глубина бурения составляет диапазон от 50 до 100 метров, однако может достигать и 300 метров, диаметр скважины составляет 15 - 85 сантиметров.
При бурении сплошным забоем грунт разрушается при помощи снаряда, который состоит из долота (плоского с клинообразным лезвием - для мягких, двутаврового - для вязких, крестового и пирамидального - для твердых пород), ударной штанги, ножниц и канатного замка, закрепляющего конец каната. Снаряд весит порядка 500-2500 кг и сбрасывается с высоты 0,3 - 1 м с частотой 45-60 ударов в минуту. При подъеме снаряд поворачивается на угол 20 - 50° для того, чтобы обеспечить эффективную обработку по всей площади скважины (забоя). Если грунт слишком сухой, его увлажняют, подливая на забой скважины воду. Освободившийся грунт регулярно извлекают из забоя с помощью обычной или поршневой желонки, как правило, это делается после разрушения участка длиной от 0,2 до 0,6 метров. Поршневая желонка может также использоваться для бурения путем забивания в песках или галечниках.

Ударно-канатное бурение кольцевым забоем применяется при геологических исследованиях, разведке и поиске месторождений полезных ископаемых. Средняя глубина скважины составляет 15 - 30 метров при диаметре 7,3 - 27,3 сантиметра.
Ударное бурение кольцевым забоем происходит при помощи сбрасывания на отверстие скважины, то есть забивки в грунт - грунтоносов (забивных стаканов). Снаряд внедряется в грунт на глубину 0,1 - 0,2 метра (при использовании бойка с ударной штангой, снаряд забивается с частотой около 45 ударов в минуту). Ударная часть снаряда весит порядка 100-500 килограмм.

Ударное  бурение двойными концентрическими бурильными трубами позволяет получить скважины глубиной в среднем глубиной 15 -30 метров, но может достигать и 100 метров, диаметр их составляет от 14 до 50 сантиметров. Этот способ применяется при разведке месторождений природных ископаемых и при строительных работах. Двойные концентрические бурильные трубы вбиваются в грунт, как правило, дизельным молотом. Порода разрушается при помощи кольцевого башмака с резцами из твердых сплавов. Извлечение породы из забоя происходит за счет подачи сжатого воздуха в зазор, образованной разницей диаметров наружной и внутренней труб. Данный способ бурения позволяет достичь скорости 5 - 30 метров в час.

Традиционное буровое оборудование.