Бурение шнеком

Самая древняя технология бурения скважин предполагает использование винтового устройства – шнека. Если не считать определенные усовершенствования, то, со времени изобретения, она практически не изменилась. При данном способе чаще всего делаются неглубокие (до 20 м) скважины диаметром до 150 см.

Шнек обычно применяется при установке столбов, дорожных знаков, опор. А также – для взятия грунтовой пробы или пересадке деревьев. Он же помогает при работе со сваями.

Этот рабочий инструмент хорошо подходит для грунтов от III до X категории (по классификации Протодьяконова). Причем, для III-IV группы, вследствие их твердости, нужна профессиональная модель, с которой будет работать опытный мастер.

Достоинства и недостатки

Плюсов у шнекового бурения довольно много. Технология несложная, навесной гидробур универсален и работает быстро, по цене такое оборудование вполне доступно. Главный недостаток заключается в том, что без дополнительных устройств налагаются ограничения по глубине скважины.

Методы работы

Рейсовый

Чтобы получить скважину определенной глубины, для наращивания шнеков применяются штанговые удлинители. Сам процесс выглядит следующим образом. Бур заходит в землю на длину реборды (винта). Потом вынимается и отводится в сторону. Порода стряхивается со спирали, после чего процесс повторяется.

Чем длиннее реборда, тем выше производительность труда. И тем больше груз рабочего органа, с почвой и удлинителями. Из этих соображений, конструкция шнека рассчитывается так, чтобы длина винта соответствовала его диаметру.

Поточный

В данном случае, шнек удлиняется штангами, которые тоже имеют винты. С рабочим органом и между собой они соединяются так, чтобы образовалась непрерывная реборда. Получается шнековая колонна. В результате, измельченная порода сама постоянно поднимается вверх.

Производительность труда при поточном способе намного выше, чем при рейсовом. Но бурильная колонна намного дороже, чем шнек со штанговыми удлинителями. Поэтому обычно рейсовым методом делают скважины 5-10 метров глубины. Если больше 10 м. – поточным. Кроме того, колонна используется в тех случаях, когда надо, чтобы скважина получилась ровная, вертикальная, с точным диаметром.

Конструкция шнекового бура

Шнек (нем. – спираль, завиток, улитка) выполнен в виде стержня, вдоль оси которого закреплены витки реборды, образуя непрерывную спираль. Для разрушения породы, в нижней части сделан режущий орган, присоединенный к основе хабом.

В процессе забуривания, зубья вдавливаются в породу, с одновременным проворачиванием шнека. Если грунт мягкий (V-X кат) и камней немного (до 10%), то грунт просто срезается, один слой за другим, с подъемом почвы к устью скважины вверх по реборде.

Если же земля твердая (I-IVa), то берут модель с зубьями для скальных грунтов. Вдавливаясь в такую породу, они раскалывают ее и измельчают. Фрагменты двигаются вверх по реборде, одновременно, за счет трения о стенки, укрепляя скважину. Тепло нагретого инструмента уходит в почву. Производительность транспортирующей части шнека не должна быть ниже, чем у режущей головки, иначе пространство между витками забьется землей. Также важно правильно рассчитать угол спиральной линии. Он выбирается с учетом трения грунта о плоскость реборды, чтобы выбранная почва поднималась вверх.

Изготовление шнеков

Производство шнековых буров начинается с того, что отдельно изготавливаются комплектующие: витки реборды, основание, зубья и их держатели, режущая кромка, хаб, пилот-забурник. После сборки, изделие сваривается полуавтоматическим аппаратом. Для обеспечения высокой точности составления деталей, применяется лазерный контроль.

После этого, с бура убирают окалину. Для этого применяется дробемет (1000 кг / мин). Потом идет чистовая механическая обработка и снова дробеструйка, для подготовки к покраске. После малярного цеха, шнек отправляют на сушку. В заключение, на бур устанавливают режущие элементы. Если для этого используется специальная крепежная система, то данная операция выполняется легко и быстро. Точно так же, в данном случае, впоследствии меняются (если надо, то в полевых условиях, без специальных устройств) изношенные резцы на новые. Полностью готовый инструмент проходит через ОТК.

Заключение

Буровой шнек, предназначенный для работы с гидровращателем, (как и почти любой другой инструмент) бывает двух видов: заводского либо кустарного изготовления. Казалось бы, все просто. Последний, конечно же, не столь долговечный. И производительность у него пониже. Так, зато ж он и стоит дешевле!

На самом деле, все намного сложнее. Забурник должен делаться с точно рассчитанными геометрическими размерами. Если это требование не соблюдено, то усилие, передаваемое на вал гидравлического вращателя, окажется чрезмерным. А на шестеренки планетарного механизма пойдет разрушающая вибрация. В процессе работы с неоригинальным буром, перегревается редуктор, сильно изнашиваются шестеренки. Увеличивается нагрузка на гидравлику экскаватора, вырастает потребление топлива.

Действие отрицательных факторов, с течением времени, накапливаются. В конечном итоге, кустарный шнек, рано или поздно, становится основной причиной серьезной поломки гидровращателя.