Доработка фиксирующих элементов (пальцев) для колонкового бурения

При колонковом бурении бурильными штангами на 6-гранных соединениях используются фиксирующие элементы – стальные короткие пальцы, вставляемые в боковое отверстие штанги и 6-гранника на уровне соединительного замка. Некоторые заводы изготавливали раньше пальцы с проточкой в средней части, а в отверстии 6-гранника вставлялся шарик на пружинке. Палец задвигался вовнутрь и фиксировался шариком. Но попадающая вода и грязь в проточку с пружинкой и шариком и замерзание при работе зимой быстро выводили из строя эту систему, либо блокировали шарик. Тогда пальцы с проточкой и шариком в штанге перестали делать. Шарик перестал фиксироваться, и Камчатские бурильщики приноровились вбивать палец в отверстие на волокнистой подмотке от расплетенной веревки. Но такой крепеж тоже ненадежен и неудобен. Нами предлагается два варианта крепления. Первый, проверенный «камчатцами» способ, – «палец на фиксирующей резине», при котором вместо пружинки под шарик вставляется плотная резина, вырезанная по форме отверстия. Она пружинит, но не позволяет воде и грязи попадать внутрь полого отверстия. Таким образом узел становится более надежным по фиксации пальца и дольше служит.

Второй метод фиксации пальца представляется более простым. Можно назвать его «палец на магните». Средняя часть пальца и внутренняя полость отверстия в 6-граннике намагничиваются, либо в них впрессовываются магнитные элементы с необходимой «магнитной удерживающей» силой, которая и обеспечивает фиксацию пальца. Второй метод нами не опробован, поскольку требует особых, довольно тонких, специфических технологий по намагничиванию стали, либо по монтажу магнитных элементов в крепежные узлы, но теоретически предлагаемый способ представляется эффективным. Сейчас множество различных приспособлений и инструментов делаются намагниченными.

Дело за изготовителем. Кто первый возьмется делать, у того мы и будем покупать.

Есть еще метод фиксации пальца резиновой манжетой в форме цилиндрической оболочки от прорезиненного шланга диаметром по толщине буровой штанги (78 мм) и высотой 10 см, надеваемой на бурильную штангу. После вставления пальца манжета опускается и закрывает отверстие, а для удаления пальца манжета смещается выше отверстия. А чтобы она не упала ниже уровня отверстия для пальца, на штанге делается ограничительное кольцо – упор. Этот метод также был придуман и применялся на Камчатке буровиками бывшего «Военморпроекта».

Для удобства обозначений присвоим условные коды рассмотренным выше способам крепежа: Палец на пружинке — код 16-01-17/1; Палец на подмотке — 16-01-17/2; Палец на резине — 16-01-17/3; Палец на магните — 16-01-17/4; Палец на манжете — 16-01-17/5.

Повышение технологического ресурса легких буровых станков в инженерно-геологических изысканиях

В последние годы обозначились для изыскательской сферы выпуском большого количества малых буровых станков легкой серии, существенно повышающих качество и надежность результатов инженерно-геологических изысканий в отдаленных районах РФ. Тем не менее, их функции довольно ограничены по механовооруженности и технологической ограниченности. В основном они рассчитаны на одну операцию – бурение мелких скважин. Но ведь изыскания включают в себя не одно только бурение, а ряд сопутствующих видов работ – опробование геологического разреза, проведение опытных работ и т.п. Кроме того, сама технология бурения весьма многофункциональна, что вообще не учтено при разработке и изготовлении малых бурилок. Это связано с тем, что станки стали выпускать различные, не специализирующиеся на выпуске буровой техники заводы, цеха и мастерские, специалисты и руководители которых имеют лишь общие представления о характере буровых работ в системе инженерных изысканий. К тому же у них не налажена обратная связь с потребителем, по отзывам которого была бы возможность видоизменять конструкцию станков и механизмов. Так сложилось, что создатели выпускают то, что могут в меру своего представления и то, что у них получается, а пользователи эксплуатируют агрегаты, пытаясь выжать из них все, что нужно и возможно.

Один из таких станков купили и мы. Называется он – буровой станок на базе двухосного прицепного шасси. Станок пригоден для транспортировки в удаленные районы на самолете и вертолете, может перемещаться в виде прицепа простейшими наземными транспортными средствами. Однако он ограничен по своим функциональным свойствам. При бурении и обсадке преобладают ручные трудоемкие операции, извлечение керна из труб достигается ударами кувалды по буровой коронке и концу колонковой трубы, при бурении станок неустойчив – раскачивается по сторонам. Бурильщики-умельцы простейшими техническими решениями дополнили и расширили его технологические возможности:

• дополнили оборудование небольшой лебедкой для подъема и наращивания бурового снаряда;
• изготовили переменную базу по ширине колес для устойчивости и усилили рессоры;
• установили компрессор и подали воздух на выпрессовку керна из колонковой трубы;
• изготовили приставку и подвели кинематические узлы для динамического зондирования.

Вес такой буровой установки возрос на 60 кг, к его 450 кг собственных, но функциональные и технологические возможности несоизмеримо возросли, увеличилась эффективность и скорость бурения. Выполненная модернизация вполне может быть распространена и на другие бурилки малой и средней серии для расширения функциональных свойств оборудования и повышения качества инженерно-геологических исследований при изысканиях на удаленных и сложных по природным условиям объектах строительного освоения территорий. За техническими решениями и условиями их использования можно обращаться к разработчику и изготовителю опытного образца выполненных изменений и дополнений. Доводка малых бурилок такими приспособлениями реально повысит спрос на них. Кто будет делать – у того будем покупать.

Для удобства присвоим условный код рассмотренным изменениям: Дополнительная лебедка — код 18-01-17/1; Изменяемая база колесного шасси с усилением рессор — 18-01-17/2; Система выпрессовки керна воздухом 18-01-17/3; Приспособление для динамического зондирования 18-01-17/4.

Пневматический способ выпрессовки керна из колонковой трубы

Удаление керна из колонковой трубы при колонковом бурении в инженерно-геологических изысканиях имеет большое практическое значение. Стандартная практика сводится к выбиванию грунта ударами кувалды по краю подвешенной на тросе колонковой трубы и по коронке. В результате керн в трубе разрушается, разуплотняется и порциями высыпается вниз. Труба и коронка при этом деформируются, из коронки выбиваются зерна победита, нарушается резьба и ускоряется износ бурового инструмента, не говоря уже о том, что процедура выбивания керна вообще трудоемка. Практика вызвала потребность разработки собственных методов, поскольку производители и разработчики бурового оборудования не обеспечили пользователей эффективными методами удаления керна из колонковой трубы. «Технологическая наука» по инженерно-геологическим изысканиям тоже не вооружила буровиков надежными и простыми методами. Тогда буровиками Камчатки у «УралТИСИЗа» в 80-ых годах был перенят пневматический метод выдувания керна из колонковой трубы при колонковом вращательном бурении штангами на 6-гранном соединении. В чем особенность этого вида работ? В том, что при бурении мелких инженерно-геологических скважин с малыми интервалами проходки и частыми спуско-подъемными операциями наиболее эффективным бурением считается применение именно бурильных штанг не на резьбовых замках, а на 6-гранных соединениях, позволяющих существенно быстрее производить разъединение и соединение бурового снаряда и ускорить этим самым процесс проходки скважин. А для более глубоких, например, гидрогеологических, скважин с редким отбором проб по разрезу предпочтительно использование бурильных штанг на резьбовых соединениях.

Пневматический метод удаления керна из труб получил на Камчатке широкое применение на различных буровых станках – он имеет автономную систему пневматического механизма и не завязан с палубным компрессором бурового станка. Выдувание от палубного компрессора имеет ряд существенных ограничений. Сам способ довольно оригинален и состоит из целой системы приспособлений и операций. Однако прост и эффективен. Позволяет выдавливать керн, порой, без применения ударов по трубе, без нарушения сохранности, длиной до 1 м и отбирать монолиты ненарушенной структуры. Метод требует внедрения во всех типах буровых станков для инженерно-геологических изысканий при колонковом бурении и в особенности при бурении штангами на 6-гранных соединениях.

За опытом применения можно обратиться к пользователям метода. Конкретного автора-разработчика его, за давностью лет, по-видимому, теперь уже установить будет невозможно. И последнее – доводка этого метода и используемых приспособлений в заводских условиях при надлежащем конструкторском обеспечении в самых тонких деталях повысит качество изделия и потребность в его реальном применении. Кто раньше возьмется за изготовление – у того и будут покупать. Эта система нужна на каждом буровом станке в инженерно-геологических изысканиях. Деньги буквально под ногами валяются – поднимите их… мы вам поможем…

Для удобства присвоим условный код описанному методу: Пневматический метод выпрессовки керна при инженерно-геологическом бурении — код 19-01-17/1.

Все представленные технические решения защищены авторскими правами.