26.1. Медленновращательное бурение

Буровой снаряд для медленно-вращательного бурения состоит из бурильной колонны и ложки или змеевика. Для крепления устья скважин глубиной более 15 м устанавливают обсадные трубы диаметром 60, 89, 127, 219 мм.

Вращение снаряда при бурении вручную (рис. 26.1) осуществляют при помощи рычагов, устанавливаемых на рукоятке жимков, которые закрепляют на бурильных трубах. Спускоподъемные операции при бу­рении более глубоких скважин используют копер и лебедку.

Ложки (ложковые буры) (рис. 26.2, б) представляют собой патру­бок длиной 0,5-1,0 м с переходником в верхней и разрезанный в нижней части. Одна половина завернута внутрь патрубка в виде лезвия, пересе­кающего патрубок по диагонали. Лезвие имеет некоторый наклон к за­бою и армируется наплавленным твердым сплавом. Верхняя часть лож­ки снабжена вилкой с резьбовой головкой для присоединения с буриль­ной трубой. Существует большое многообразие различных конструкций ложек: обычные с одним лезвием, эксцентричные со смещенной от цен­тра ложки резьбовой частью, ложки с направляющим змеевиком, ложки с двумя лезвиями, ложки с клапанами и др. Ложки имеют продольные вырезы различной ширины. Диаметры ложек - 47,74,108,145,190 и 245 мм.

Ложки применяют обычно для бурения мягких рыхлых горных пород: песков, супесей, суглинков.

Змеевики (спиральные буры) (рис. 26.2, а) предназначены для бу­рения плотных и вязких горных пород: глин, тяжелых суглинков. Они представляют собой закрученные стальные ленты, длиной 0,5-0,8 м

Нижнюю часть ленты (лезвия) затачивают, закаливают или армируют твердым сплавом. Верхняя часть представлена шейкой с пазом для клю­ча и конусной резьбой. Для бурения скважин применяют змеевики диа­метром от 47 до 190 мм различных конструкций: обычные с равномер­ной навивкой, с переменным шагом навивки, ступенчатые и др.

Рис. 26.1. Схема установки для бурения скважин вручную: 1 - буровая ложка; 2 - бурильная труба; 3 - обсадная труба; 4 - трубный хомут; 5 - вертлюг: 6 - ка­нат; 7 - кронблок; 8 - серьга; 9 - трено­га; 10 - положение каната при ударном бурении; 11 - лебедка; 12 - балансир

Рис. 26.2. Породоразрушающий инструмент, применяемый при вращательном бурении вруч­ную: а - змеевиковый бур; б -ложковый бур; / - лезвие; 2 -спиральная лопасть; 3 - шейка; 4 - вырезы под ключ; 5 - резь­бовая головка; 6 - корпус лож-кового бура; 7 - щелевой вырез

При бурении более слабых

грунтов следует использовать змееви­ки с малым шагом навивки, более вязких - с большим шагом навивки.

Вместо змеевика находят применение шнеки с долотом на конце. Для взятия ненарушенного монолита при медленно-вращательном бу­рении можно использовать обуривающий грунтонос ГО-2 (рис. 20.3). Это стакан со спиральной лентой на боковой поверхности и съемной невращающейся при бурении гильза

Ложку (змеевик) при вращении снаряда под воздействием осевой нагрузки ввинчивают в горную породу, как штопор. После заполнения керном ее извлекают из скважины без вращения.

Основными параметрами технологического режима являются осевая нагрузка и частота вращения снаряда.

Осевую нагрузку на породоразрушающйй инструмент Н оп­ределяют по формуле

C =

где Д - диаметр долота, см; а - ширина лезвия, см (по рыхлым породам а = 2, по плотным породам а = 1); - прочность горной породы на сжа­тие, кг/см²; m - число лезвий.

Осевую нагрузку можно определить по табл. 26.1.

Таблица 26.1

Прочность породы а, кг/см2	Осевая нагрузка при диаметре скважины, мм
	112	132	146	190	250
10	ПО	130	150	190	250
25	270	320	370	470	620
50	550	650	75,0	950	1250

Частота вращения снаряда при бурении вручную составляет 12-18 об/мин; при машинном бурении - 7-80 об/мин (первая скорость станка), углубка за рейс -20-60 см.

При отсутствии воды в скважине, ее рекомендуется подливать в небольших количествах.

Длина рейса ложками 0,2-0,4 м, змеевиками 0,3-1,0 м.

Баланс рабочего времени при медленно-вращательном бурении следующий:

- чистое бурение 14-24 %;

- крепление трубами 7-11 %;

- спускоподъемные операции 50-60 %;

- монтаж-демонтаж 4-9 %;

- прочие работы 3-9 %.

Медленно-вращательное бурение часто применяют в комбинации с ударно-канатным. К недостаткам способа относят невозможность по­лучения качественной пробы с ненарушенной структурой.