Шнеки буровые: раскрываем секреты

Бурение скважин навесными гидробурами

Шнековое бурение применяется чаще всего для скважин небольшой глубины (до 20 м) шнеками небольшого диаметра (до 1500 мм). Самые популярные работы, при которых применяется шнековое бурение, – это установка дорожных ограждений, дорожных знаков, оград, столбов и опор различного назначения, взятие проб грунта с разной глубины, создание буронабивных свай, пересаживание деревьев, завинчивание винтовых свай и т. п. Наиболее часто шнековое бурение гидробурами производится в грунтах категорий III–Х по классификации крепости горных пород Протодьяконова.

Самые распространенные методы шнекового бурения – рейсовый и поточный.

При рейсовом способе бурения используется шнек, который наращивается штанговыми удлинителями для достижения заданной глубины. Шнек забуривается на глубину витков, извлекается из скважины по мере наполнения витковой части буримой породой. Порода сбрасывается в стороне от скважины, шнек погружается обратно за следующей порцией грунта. Этот процесс продолжается до достижения необходимой глубины. Производительность такого метода зависит в том числе от длины винтовой части шнека. Но нельзя забывать о том, что, чем больше диаметр, тем более тяжелый груз извлекается базовой машиной из скважины. Сам шнек плюс удлинители являются внушительной металлической конструкцией, а вместе с грунтом, особенно при большой глубине бурения, этот комплекс может оказаться на грани грузоподъемности базовой машины. На шнеках производства Технопарка «Импульс» учтена эта особенность: количество витков зависит от серии шнека и его диаметра, но с учетом максимально возможного объема породы, который предстоит этим шнеком извлечь.

При поточном способе бурения выход породы из забоя происходит постоянно на всей глубине бурения. Этот способ более производительный, чем рейсовый. Работая поточным способом не надо постоянно извлекать шнек с породой, т. к. буримая порода сама движется по всей длине шнека к устью скважины. Достигается такая производительность тем, что реборда идет по всей длине шнека и всех удлинителей. Соединяя шнек и удлинители таким образом, чтобы на стыке последний виток шнека переходил в первый виток удлинителя и т. д., в зависимости от глубины, получается шнековая колонна, производящая непрерывную (поточную) транспортировку буримого грунта из забоя на поверхность.

Выбор способа бурения зависит от поставленной задачи. Полностью винтовая шнековая колонна всегда более производительная, но стоит дороже, чем шнек с удлинителями-штангами. Если бурится скважина глубиной до 5 или 10 м, то рейсовый способ бурения будет комфортным, а если 10 м и более, наиболее предпочтительным будет поточный способ. Есть виды работ, при которых поточный способ не просто предпочтителен, но необходим. Это те работы, которые требуют идеально четкого диаметра, вертикальности и ровности по всей глубине скважины, например, лидерное бурение для последующей забивки свай или создание скважин для изготовления буронабивных свай.

Для достижения наибольшей эффективности и качества бурения основное внимание уделяется рабочему инструменту – шнеку.

Слово «шнек» немецкое и имеет такие значения: улитка, завиток, спираль. Состоит шнек из основания в виде стержня, на котором вдоль оси закреплены спиральные витки. По своей сути это конвейер, который доставляет по трубе сыпучие материалы. Шнек буровой оснащен снизу режущей частью, которая разрушает буримую породу, и присоединительным хабом.

Транспортировка материала осуществляется одновременно с проходкой скважины – это и есть суть шнекового бурения.

Шнеки производства Технопарка «Импульс»

Технопарк «Импульс» изготавливает для Компании «Традиция-К» шнеки и удлинители всех типов и размеров для обоих способов бурения. Эти шнеки предназначены для использования в комплекте с соответствующими моделями гидровращателей Delta, или «Импульс», или любой другой марки для бурения в грунте скважин заданного диаметра на заданную глубину при температуре окружающего воздуха от –40 до +40 °С.

Шнеки производства Технопарка «Импульс» подобрать достаточно просто, т. к. они разбиты на серии, каждая из которых имеет свои ограничения по максимальному крутящему моменту. Шнеки разных серий имеют свои посадочные размеры, что в большинстве случаев позволяет избежать ошибки при установке несоответствующих шнеков на гидро­вращатели Delta или «Импульс».

Многолетний опыт производства (22 года) навесного оборудования и рабочего инструмента к нему дает уверенность в том, что продукция, произведенная Технопарком «Импульс», выполнит все работы, необходимые заказчику. Успешная история производства шнеков началась с того, что в 2010 г., просчитав затраты на ввоз шнеков из-за границы и изучив технологию их производства, было принято решение производить шнеки своими силами. На октябрь 2016 г. реализовано 10 061 шт. шнеков и удлинителей собственного производства, что в среднем составляет 140 шт. в месяц.

Производятся шнеки поэтапно на нескольких производственных площадках, входящих в единую сеть. Металл и трубы для оснований приходят на склад. После разгрузки и сортировки материал сразу или почти сразу попадает в производственный процесс. А процесс этот непрерывный, зачастую круглосуточный. Начинается изготовление комплектующих шнека. По мере изготовления они перемещаются на участок производственной комплектации: основание, реборды, режущая кромка, держатели зубьев, сами зубья, пилот/ забурник и хаб. Когда комплект собран, его перемещают на сборку, где, используя редуктор, полуавтоматом сваривают комплектующие в изделие – почти готовый шнек. Чтобы избежать даже минимальных отклонений, используется лазерный контроль во время сборки и непосредственно перед выходом из сборочного цеха. Заготовка шнека собрана и направлена в дробемет, который подает дробь со скоростью до 1000 кг/мин. За счет направленного потока абразива будущий шнек очищается от окалины. Далее производится чистовая мех­обработка – и обратно в дробемет для подготовки поверхности к покраске. В малярной камере шнек окрашивают и сушат. Теперь он надежно защищен от коррозии.

До того, чтобы это изделие окончательно стало шнеком, осталось две операции: установка режущих элементов и финальный контроль качества. Установка зубьев и пилота забурника – самое простое, что происходит в производстве шнека, т. к. установка режущих элементов невероятно легкая за счет запатентованной системы крепления, и это очень ценят наши заказчики – замена изношенных элементов на новые производится «в полях» быстро без каких-либо спецприспособлений. Полностью собранному шнеку при прохождении через ОТК присваивается индивидуальный серийный номер и «выдается» собственный паспорт, который одновременно является и инструкцией по использованию.

Всё – шнек готов и перемещен на склад готовой продукции в ожидании трудной работы.

Опыт, качество, технологии – путь к успеху

Кустарный шнек не просто уменьшает производительность бурения или имеет меньший ресурс. В результате использования неверных геометрических параметров забурника на вал гидровращателя передаются как избыточный момент сопротивления, так и разрушительные для зубчатых элементов планетарного механизма вибрации. В результате механизм планетарного редуктора перегревается, а зубья шестерен прежде­временно изнашиваются. Также это дополнительный расход топлива экскаватора и нагрузка на гидросистему. На обывательском уровне шнек можно сравнить с победитовым сверлом. Фирменное сверло и перфоратор загонит в бетон, как в масло, за секунды. И если его не перегревать, то послужит оно верой и правдой. А можно купить сверло на рынке подешевле. Выглядит оно почти так же, но через пару отверстий его можно просто выкинуть: забурник перегрелся, затупился, и вместо сантиметров в бетоне вы, обливаясь потом, стоите на месте и вспоминаете пословицу «скупой платит дважды». С неоригинальным шнеком это может быть и трижды, и похуже, в случае выхода из строя гидровращателя. Это то, почему мы не только не рекомендуем использовать кустарные шнеки, но и снимаем гидробур с гарантии в этом случае. И уверяю вас: это не просто желание продавать только собственный продукт – это опыт и здравый смысл.