Введення
Буріння - процес руйнування грунту з утворенням в ґрунтовому масиві циліндричних порожнин. При діаметрі до 75 мм і глибині до 9 м порожнини називаються шпурами, при великих діаметрі і глибині - свердловинами. Початок свердловини на поверхні грунтового масиву називається її гирлом, дно - забоєм, а бічна поверхня - стінками.
У будівництві буріння здійснюється для інженерно-геологічних вишукувань, закладки вибухових речовин при вибухових роботах, для водопостачання і водозниження, установки стовпів, дорожніх знаків і надолб, влаштування буронабивних паль та ін. Діаметр свердловин при виконанні різних будівельних робіт сягає 3 м, а глибина - 500 м.
Важливими умовами успішного використання технічних засобів є правильний вибір типів і видів устаткування відповідно характеру виконуваних у виробництві робіт, їх повна комплектація, забезпечення запасними частинами, технічно правильна експлуатація і своєчасний систематичний ремонт. Добре скомплектувати і правильно експлуатоване обладнання забезпечує більш значний виробничий ефект у порівнянні з оптимальним, але неукомплектованим обладнанням.
У цій роботі розглядаються різні технічні засоби, що застосовуються при бурінні свердловин з використанням малогабаритних бурових установок, а також технологічні умови їх застосування. Крім того проводиться аналіз способів використання конструктивних особливостей машин, призначених для буріння при виробництві спеціальних робіт (вишукувань) і представлені правила оформлення, порядок отримання обладнання, розглянуто їх комплектація інструментом та матеріалами.
1. Аналіз способів і технологій виробництва робіт на малогабаритних бурових установках
Дія бурових машин засноване на різних способах буріння, які можуть бути поділені: на фізичні і механічні.
До фізичних способів буріння відносяться термічний, ультразвуковий, електрогідравлічний, високочастотний і гідравлічний.
Термічний спосіб набув широкого поширення. Решта фізичні способи руйнування ґрунтів знаходяться в стадії теоретичних та експериментальних розробок.
Ультразвуковий спосіб буріння заснований на принципі спільного впливу на гірську породу ультразвукових коливань інструменту і кавітаційного ефекту в промивної рідини.
Електрогідравлічне буріння здійснюється подачею високої напруги на контакти електричного кола, поміщені в воду, налиту в свердловину. У результаті пробою міжелектродного проміжку утворюється газовий канал високого тиску, що руйнує гірську породу.
При високочастотному способі використовується енергія спеціальних генераторів, що створюють електромагнітні поля високої частоти, під дією яких порода нагрівається і стає крихкою.
При гідравлічному способі грунт руйнується тонкої (0,8-1 мм) струменем води, що має надзвукову швидкість і тиск до 2-108 Па.
Більшість типів машин і устаткування для бурових робіт влаштовано і діє за механічного способу буріння.
Залежно від кінематичних умов впливу на грунт розрізняють обертальні, ударно-обертальні, ударно-поворотні і комбіновані бурові машини. У них застосовується механічний, електричний або пневматичний привід, ходове обладнання - гусеничне, колісне і крокуюче.
Процес буріння складається з операцій руйнування грунту в свердловині, вилучення його і закріплення стінок свердловини обсадними трубами.
розбурених грунт видаляється спеціальним інструментом, промиванням свердловини водою або глинистим розчином, а також продувкою.
Обсадні труби оберігають стінки свердловини від обвалення, служать для ізоляції її від водонасосних грунтових пластів і збереження її напрямки.
При обертальному бурінні кожна точка ріжучої кромки бурового інструменту рухається по гвинтовій лінії, відокремлюючи стружку або шматки грунту. Такий рух здійснюється за рахунок обертання і осьової подачі бурового інструменту, причому енергія обертання набагато перевищує енергію його подачі.
Грунт руйнується по всьому дну свердловини або тільки по кільцю. У першому випадку робочий процес називається бурінням суцільним забоєм, у другому - колонковим бурінням.
При колонковому бурінні в центральній частині свердловини утворюються циліндри грунту (керни) з непорушеною структурою. На кернах, витягнутих з свердловини, досліджуються фізико-механічні властивості грунтів.
За способом обертального буріння влаштовані бурові свердла, бурильно-кранові машини, верстати обертального буріння і установки для буріння свердловин під буронабивні палі.
