Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Шнеки для мотобура: какие бывают и как правильно выбрать

Возможности и преимущества

Не требуются обсадные трубы или бурение скважин с промывкой

Полые шнеки позволяют полностью заменить обсадные трубы, и выполнять бурение с одновременной непрерывной обсадкойвертикальных и наклонных скважин в сложных геологических условиях без использования очистного агента или обсадных труб.

— Безопасная работа вблизи существующих зданий, без «подсаживания грунтов»

Полые шнеки компании «СБТ» обеспечиваютминимальное «подсаживание грунтов»за счет резкого уменьшения подъема выбуренной породы, поднимаемой спиралью шнеков при бурении скважины в обводненных грунтах, благодаря оптимизации шага и высоты спирали шнеков.

— Повышенная несущая нагрузка свай

В процессе бурения происходит уплотнение стенок скважины, что оказывает положительное влияние на несущую способность свай, по сравнению со сваями, выполненными по технологиям с обсадными трубами или с промывкой.

— Высокое качество свай, безопасное и гарантированное погружение армокаркаса до забоя

Оригинальная конструкция полых шнеков ШГ обеспечивает спуск армокаркаса в скважину под собственным весом, заполненную цементно-песчаным раствором. Это позволяет гарантированно и безопасно погрузить армокаркас до забоя. В отличии от других технологий, при использовании полых шнеков компании «СБТ» на армокаркас не прилагаются внешние усилия для его погружения, что гарантирует его концентричное расположение в скважине, погружение на проектную глубину, и сохранность конструкции и прямолинейности каркаса.

— Эффективное бурение в сложных грунтах

Полые шнеки ШГ оснащаются оригинальным баровым долотом со сменными твердосплавными резцами, позволяющее производить бурение скважины с высокой механической скоростью при минимальной осевой нагрузке, а также обеспечивают проходку более сложных грунтов с прослойками известняка и других включений.

— Снижение требований к буровым установкам

Отпадает необходимость использования дорогих мощных буровых установок с обсадным столом-осциллятором и обсадными трубами, что резко снижает себестоимость работ, и повышает производительность.

— Производство работ в помещениях

Полые шнеки обеспечивают производство работ внутри зданий и подвальных помещений без организации «мокрых процессов» для бурения скважин с промывкой.

— Снижение себестоимости метра бурения и затрат при производстве свай

Использованию полых шнеков компании «СБТ» позволяет существенно снизить затраты при производстве буроинъекционных свай с непрерывной обсадкой по сравнению с другими технологиями. Применение полых шнеков ШГ позволит избежать:

  • Финансовых затрат и времени на организацию «мокрых процессов» при бурении скважин с промывкой под защитой глинистого раствора, что влечет за собой выкапывание приямков, доставку воды, обязательное наличие бурового насоса на буровой установке и затраты на его обслуживание, затраты на утилизацию бурового раствора в конце работ. С учетом низкой эффективности и производительности указанных работ, себестоимость увеличивается в разы. При этом качество и несущая способность свай хуже. В условиях помещений данных процесс усложняется в разы.

  • Больших финансовых затрат на покупку дорогостоящих буровых установок, оснащенных буровым столом-осциллятором и инвентарных обсадных труб. Как правило, помимо высокой стоимости, подобное оборудование имеет большую массу и габариты, что также повлечет повышенные затраты на транспортировку и содержание. Чаще подобное оборудование используется при производстве буронабивных свай (БНС).

  • Больших финансовых затрат при использовании альтернативных технологий (типа CFA), которые влекут за собой приобретение дорогостоящей буровой техники с большим ходом подачи вращателя. Подобное оборудование также имеет большую массу и габариты, требует подготовки строительной площадки, и высокие затраты на доставку оборудования на трале. Сюда же входят дополнительные затраты на покупку или аренду вибропогружателя, и бетононасоса. При этом не гарантируется погружение армокаркаса на всю глубину сваи, и нежелательна работа вблизи существующих зданий.

Достоинства и недостатки

У винтовых конвейеров есть довольно большое количество достоинств и недостатков, которые должны учитываться. Примером можно назвать то, производительность винтового конвейера может быть весьма высокой. К плюсам отнесем следующее:

  1. Компактность и простота конструкции. За счет простоты обеспечивается ремонтопригодность и длительный эксплуатационный срок. Компактность определяет возможность интеграции механизма в различные системы.
  2. Полная сохранность пылевидного груза. При высокой производительности сохраняются основные свойства транспортируемого вещества. Некоторые конвейеры из-за своего принципа работы могут нарушать целостность хрупких материалов.
  3. Невысокая стоимость еще одна причина, по которой многие решают приобрести и установить винтовой конвейер.
  4. Отсутствие наружных движущихся элементов существенно повышает безопасность в промышленном сооружении, а также расширяет область применения устройства.
  5. Простота ухода и возможность обслуживания собственными силами.

Однако есть и несколько существенных недостатков. К примеру, производительность шнека обеспечивается исключительно при большом расходе мощности. Кроме этого, длина устройства ограничена в небольшом диапазоне. При транспортировке крупного груза есть вероятность его частичного дробления. Длительная эксплуатация конвейера может стать причиной износа основной части, что обусловлено постоянным перемещением груза. Именно поэтому приходится периодически обслуживать конвейер. Коэффициент для расчета берется в зависимости от основных параметров шнека и других элементов конструкции.

https://youtube.com/watch?v=epuGmAuUxQs

Ваши преимущества

При комплексном подходе использования бурового оборудования СБТ, вы получите ряд серьезных и отличительных преимуществ на фоне своих конкурентов:

  • выполнение буровых работ в любых условиях, с максимальной производительностью
  • возможность назвать конкурентоспособную цену за выполненные работы, благодаря снижению затрат
  • максимальную эффективность и производительность работ благодаря передовым технологиям и высоким ТХ буровой техники
  • бурение скважин с одновременной обсадкой, в том числе в стесненных условиях, быстро и качественно
  • работать в условиях в условиях городской застройки и на обжитых участках, не нанося ущерб облагороженным территориям
  • возможность выполнять работы в самых стесненных условиях, недоступных для другой буровой техники. Вы сделаете работу там, где другие отказались
  • не тратить финансы и время на ремонт бурового оборудования, благодаря легендарной надежности буровых установок и оперативному сервису компании «СБТ», а также наличию запасных частей на складе.
  • вкупе со всеми плюсами, вы получаете резкое снижение затрат при производстве работ, что позволяет расти и развиваться в условиях жесткой конкуренции, и невысоких ценах. Вы экономите на: стоимости оборудования, доставке буровой техники до объекта, отсутствию затрат на частые ремонты, низкие затраты на ГСМ благодаря высокой экономичности буровых установок «СБТ.

 Многолетняя практика показала, что буровые компании использующие буровые установки и инструмент (комплексных подход) от компании «СБТ» при выполнении различных буровых задач, значительно выделяются в своём развитии, и получают серьезные конкурентные преимущества, занимая лидирующие позиции в своей области. Выполнение буровых задач на самых сложных объектах, где работы оказались невыполнимы иной буровой техникой, делает имидж таких компаний максимально высоким.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Диаметр бурения, мм Условных проходной диаметр шнеков, мм Рекомендуемый крутящий момент вращателя, Нм Рекомендуемое усилие подачи вращателя, кН
250 118 5 000 50
320 150 15 000-40 000 60-100

ТИПОРАЗМЕРНЫЙ РЯД

полых проходных шнеков

Шнек лидерный полый
ШГЛ-D/D
Шнек полый
ШГ-D/D
Шнек полый усиленный
ШГ-D/D
ШГЛ-250/120-168-12-S8-145П-L ШГ-230/124-168-5-S8-145-L ШГ-240/124-168-12-S8-145-L
ШГЛ-320/155-219-18-S8-185П-L ШГ-300/163-219-8-S8-185-L ШГЛ-310/155-219-18-S8-185П-L

ПОРЯДОК ОБОЗНАЧЕНИЯ ПРОДУКЦИИ

Шнек полый герметичный ШГ-240-168-5-S8-145-1000

ШГ 240 168 5 S8-145 1000
1 2 3 4 5 6

— Полые шнеки (ШГ) производятся любой длины до 4500 мм. Количество шнеков и их длина рассчитываются исходя из требуемой глубины бурения, и хода подачи вращателя буровой установки. Полые шнеки (ШГ) могут быть изготовлены с усиленной спиралью и твердым сплавом по всей периферийной поверхности. Каждый шнек скомплектован уплотнительным кольцом.

— Лидерный полый шнек (ШГЛ) имеет кольцевое баровое долото и усиленную спираль с твердым сплавом. Конструкция лидерного шнека обеспечивает герметичную установку (а также извлечение) извлекаемого долота (сменная секция с центральным долотом) с передачей на него осевой нагрузки и крутящего момента. Лидерный шнек комплектуется уплотнительным кольцом.

— Сменная секция с центральным долотом имеет оригинальную конструкцию, обеспечивает герметичную установку секции внутри лидерного шнека. Секция оснащена сменной лопастью долота.

— Блокирующий корпус обеспечивает надежную фиксацию сменной секции внутри лидерного шнека ШГЛ.

— Овершот (ловитель) предназначен для извлечения сменной секции с центральным долотом. Овершот опускается внутрь шнековой колонны, и извлекается вместе с центральным долотом при помощи лебедки.

КОМПЛЕКТАЦИЯ

  1. Шнек полый ШГ-D/D…

  2. Шнек лидерный полый ШГЛ-D/D…

  3. Сменная секция с центральным долотом ШГЛ-D/D

  4. Корпус блокирующий ШГЛ-D/D

  5. Овершот ШГЛ-D/D

  6. Вилка подкладная ШГ-D

  7. Переходник ведущий/ведомый

  8. Запасные резцы для ШГЛ

  9. Запасная лопасть центрального долота

ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН НА ВОДУ (на песок)

полыми проходными шнеками ШГ

  1. Шнек полый ШГ-D/D…

  2. Бурение скважины «сплошным забоем» с наращиванием шнеков до проектной глубины;

  3. Спуск в колонну шнеков овершота, при помощи лебедки буровой установки;

  4. Извлечение сменной секции с центральным долотом при помощи овершота внутри шнековой колонны;

  5. Спуск и установка внутрь шнековой колонны на забой скважины обсадных труб с фильтром;

  6. Извлечение шнековой колонны.

Пути развития

Итак, основная проблема шнекохода — бесполезность в любой «цивильной» среде и невозможность передвигаться по ровной дороге. Соответственно, дальнейшее развитие этого вида вездеходов лежит в универсализации конструкции. Попытки были и раньше. В частности, безумные ребята из компании Ice Challenger спроектировали и построили универсальный вездеход Snowbird 6, способный двигаться как на шнеках, так и на гусеницах. За базу был взят небольшой гусеничный грузовичок, к которому прикрепили два мощных шнека. Когда нужно было перейти от гусеничного хода к шнековому, роторы опускались ниже гусениц — и машина превращалась в шнекоход. В 2002 году экспедиция в составе шести человек на Snowbird 6 успешно проехала по льду Берингова пролива из поселка Провидения на Чукотке вплоть до города Ном на Аляске- 350 миль за 8 дней. Машина выполнила свое предназначение.

Но это эксклюзивное решение. А вот идею, которая может привести к распространению шнекоходов, выдвинул и запатентовал санкт-петербургский изобретатель Алексей Бурдин. В конструкции Бурдина между лопастями архимедова винта на ротор натянута длинная червеобразная камера. Когда вездеход находится в режиме шнека, она сдута. Когда же в нее поступает воздух (или вода), камера заполняет собой межлопастное пространство и превращает шнеки… в обычные колеса. Чтобы не быть голословным, Бурдин построил и действующий образец вездехода с 1,5-киловаттными электроприводами на передний и задний шнеки. У конструкции есть несколько проблем, которые можно решить, используя современные технологии. Во‑первых, сильный износ сдутых камер при работе в режиме шнека. «Следует использовать высокопрочную армированную резину и сокращаемый протектор, — говорит Алексей. — Но на макете пока просто камера, этого достаточно». Вторая проблема — необходимость обеспечения поворотного корпуса, потому что в режиме шнека вездеход движется по одной линии, а в режиме качения — по перпендикуляру к ней.


Tesh-Drive Алексея Бурдина В конструкции питерского изобретателя между лопастями архимедова винта на ротор натянута длинная червеобразная камера, позволяющая быстро превратить шнек в колесо, а шнекоход — в дорожную машину.

Но вопрос по‑прежнему стоит ребром: кому на самом деле нужен шнекоход, если полтора десятка подобных машин, производимых австралийской компанией Residue Solutions, вполне покрывают мировые нужды? Поэтому, если Алексею не удастся совершить революцию в вездеходной промышленности, шнекоходы так и останутся странным видом транспорта, предназначенным разве что для работы на иловых площадках станций аэрации…

Статья «Ввинчиваясь в грязь» опубликована в журнале «Популярная механика»
(№5, Май 2011).

Применение

  • Применяется в свёрлах для удаления стружки.
  • Используют для подачи или смешения насыпных и жидких компонентов. В зависимости от свойств компонентов частота вращения шнека 50 — 150 об/мин.
  • Установка для бурения скважин для подземных испытаний ядерных зарядов, США
    Иногда используется в качестве движителя наземных машин (такие машины называются шнекоходами). Так, в конце 60-х годов в СКБ ЗИЛа под руководством советского конструктора Виталия Андреевича Грачёва был создан вездеход ШН-1 с двумя продольно расположенными шнеками вместо колёс.

  • Применяется в шнековых магазинах стрелкового оружия. Шнековый магазин выполнен в виде длинного цилиндра, имеющего внутри спиральные направляющие для патронов (шнек), обеспечивающие направление патронов к выходному окну. Патроны в магазине расположены параллельно его оси, по спирали, пулями вперед, и подаются отдельно взводимой пружиной. Оружие, использующее шнековый магазин: пистолет-пулемет Calico M960 (США), пистолет-пулемет ПП-19 «Бизон» (Россия), пистолет-пулемет ПП-90М1 (Россия).
  • Является основной рабочей частью механизма мясорубок.
  • Основной рабочий орган макаронных прессов, прессов для отжима сока, масла, прессов-грануляторов.
  • Шнековый транспортер в цепном траншейном экскаваторе ЭЦ-1800
    Инструмент для бурения скважин. Основой бурового инструмента для шнекового бурения служат буровые шнеки составляющие колонну с непрерывной спиральной ребордой от долота или коронки на забое до поверхности. В зависимости от разновидности бурения применяют три основных вида шнеков: обычные, в том числе и утяжелённые, магазинные и полые. Наиболее часто применяют обычные буровые шнеки. Обычные буровые шнеки используются в ручных мотобурах для земли.

  • Часть ледового комбайна — машины для подготовки и заливки ледовых катков.
  • Исполнительный орган очистного комбайна — машины для выемки угля и каменной соли в длинных очистных забоях (лавах).
  • Используется в термопластавтомате для литья пластмасс, с помощью шнека осуществляется инъекция расплавленного пластика в форму. Шнек конической формы иногда применяют в технических конструкциях для раскалывания с его помощью деревянных чурок на поленья, используемых в качестве топлива для печей.
  • Используется в цепных экскаваторах для перемещения грунта от края траншеи.

Шнек от мясорубки

Используется в растворонасосах штукатурной станции и шпаклёвочных агрегатов в качестве главного составляющего для подачи раствора, но перед применением обязательно ротор и статор смазать либо силиконовым спреем, либо жидким мылом (при этом категорически запрещается применять масло или другие смазки) и после каждой работы требуется тщательная очистка во избежание от поломки. Стоит отметить, что данное русло единственное, где чистка архимедовского винта обязательна, иначе повторное использование невозможно из-за поломки шнековой пары.

Шнеки в СССР

Благодаря необъятным просторам, обширным болотам и разреженной дорожной сети Советский Союз и, в частности, его северо-восточные территории казались идеальным плацдармом для применения шнекоходов. Рыхлый снег толщиной в пару метров- великолепная среда для подобной машины. Советские инженеры с определенной регулярностью обращались к теме шнекоходов, но раз за разом сдавались. Даже в государстве, где приказ партии частенько перевешивал фактор экономической выгоды, шнекоходы были обречены.


Шнекоход Tyco Terrain Twister. Из десятков патентов, посвященных шнекороторным движителям, как минимум пятая часть посвящена игрушкам. Игрушку воплотить гораздо проще, чем полноразмерный вездеход подобного плана. Правда, успеха такие игрушки не снискали…

Самый известный и эксплуатирующийся по сей день советский шнекоход — ЗИЛ-2906 (или усовершенствованный 29061). Более точная его классификация — шнекороторный снегоболотоход. С 1980 по 1991 год на заводе имени Лихачева было построено 20 поисково-спасательных комплексов повышенной проходимости «Синяя птица». Заказчиком выступило бюро им. С.П.Королева: основным назначением комплекса должно было стать спасение космонавтов после приземления. В состав комплекса входили пассажирский автомобиль ЗиЛ-49061, грузовой вездеход ЗиЛ-4906 и собственно снегоболотоход. Последний помещался в кузов грузовика и выгружался лишь в случае необходимости. Надо сказать, что необходимости практически так и не возникло. Шнекоход в основном демонстрировал чудеса проходимости там, где на брюхо садились даже танки, а также служил народному хозяйству. Например, в рыбхозе его использовали для уничтожения камыша — он был способен забраться в такие дебри, куда ни лодки, ни амфибии попасть не могли.

Но ЗИЛ-2906 хотя бы нашел себе применение. А вот остальные советские разработки остались на стадии прототипа. Например, еще в 1972 году был построен шнекороторный снегоболотоход ЗИЛ-4904 — самый большой в мире, грузоподъемностью 2,5 т. Он приводился в движение двумя 180-сильными двигателями и был действительно могуч. Только вот применения ему не нашлось. Зачем нужен огромный грузовик в местах, где больше ни одна машина не пройдет? Что возить-то? Лес? В итоге несколько построенных 4904-х отправились на слом, лишь один чудом сохранился до наших дней. Сегодня на него можно посмотреть в Государственном военно-техническом музее в Черноголовке.


Радиоуправляемый Tyco Terrain Twister провалился на рынке. Его обтекаемые формы не соответствовали черепашьей скорости, на ровной поверхности он умел ездить только боком, а на воде гораздо интереснее было пускать кораблики.

Способы изготовления

При необходимости снизить собственные затраты можно провести создание шнека своими руками. Для изготовления потребуется следующее:

  1. Листовая сталь, которая имеет толщина 3 мм.
  2. Вал, при помощи которого передается усилие.
  3. Крепежные соединения, за счет которых обеспечивается фиксация детали.
  4. Двухступенчатый редуктор. Для выбора проводится расчет шнека, предназначение редуктора заключается в снижении количества оборотов и повышении усилия.
  5. Электрический асинхронный двигатель передает основное вращение. На сегодняшний день в большинстве случаев устанавливается модель на 220В, так как она характеризуется высокой эффективностью и низким энергопотреблением.

Привод шнека характеризуется небольшими размерами в случае, когда нужно не существенно изменять выходные параметры электрического двигателя. Стандартный корпус изготавливается в виде трубопровода, который разделен на несколько секций. При этом соединение секций проводится болтами. Также есть две секции: одна предназначена для загрузки, вторая для выгрузки транспортируемого материала.

Часто можно встретит ситуацию, когда самостоятельное изготовление механизма предусматривает переделку старого. Многие специалисты отмечают, что подобный подход нецелесообразен. Рассчитать производительность можно при применении определенным формул.

Для производства винтового устройства требуется также определенный набор инструментов:

  1. Сварочный аппарат.
  2. Болгарка.
  3. Ножовка по металлу.
  4. Различные измерительные приборы.

Для повышения эффективности устройства следует проследить за формой витка. Даже несущественные дефекты могут стать причиной существенного снижения производительности оборудования.

Когда применяется шнековый способ бурения скважины?

При шнековом бурении чаще всего бурятся скважины небольшой глубины (до 20 метров) шнеками небольших диаметров (до 1500 мм).

Перечислим несколько самых популярных направлений работ, при которых применяется шнековое бурение:

  • установка дорожных ограждений, дорожных знаков, оград, столбов, опор,
  • взятие проб грунта с разной глубины,
  • создание буронабивных свай,
  • пересаживание деревьев,
  • завинчивание винтовых свай,
  • лидерное бурение для забивки свай.

Наиболее часто такое бурение производится буровыми шнеками в грунтах категорий III- Х по классификации крепости горных пород Протодьяконова. В твердых грунтах категорий III–IV процесс бурения требует высокой квалификации работников и использования наиболее надежного, профессионального рабочего инструмента.

Рейсовый

При рейсовом способе бурения используются шнеки, которые наращиваются штанговыми удлинителями для достижения заданной глубины. Шнековый бур 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.

Процесс продолжается до достижения необходимой глубины. Производительность такого метода зависит, в том числе, от длины винтовой части шнека. Но тут нельзя забывать о том, что, чем больше диаметр, тем более тяжелый груз извлекается базовой машиной из скважины.

Сам винтовой шнекобур и удлинители — внушительная металлическая конструкция, а вместе с грунтом, особенно при большой глубине бурения, этот комплекс может оказаться на грани грузоподъемности базовой машины. В шнекобурах Технопарка «Импульс» учтена эта особенность — количество витков зависит от серии шнека и его диаметра, но с учетом максимально возможного объема породы, который предстоит извлечь.

Фото: Шнек производства Технопарк «Импульс»

Поточный

При поточном способе выход породы из забоя происходит постоянно на всей глубине бурения. Этот способ более производительный, чем рейсовый. При работе поточным способом не надо постоянно извлекать шнек с породой, т. к. буримая порода сама движется по всей длине инструмента к устью скважины. Достигается такая производительность за счет того, что реборда идет по всей длине шнека и всех удлинителей. Соединяются шнек и удлинители таким образом, чтобы на стыке последний виток шнека переходил в первый виток удлинителя — получается шнековая колонна. Вращения колонны производят непрерывное (поточное) транспортирование буримого грунта из забоя на поверхность.

Выбор способа бурения зависит от поставленной задачи.

Полностью винтовые бурильные колонны всегда производительнее, но дороже, чем шнекобур с удлинителями-штангами. Если бурится скважина глубиной до 5 или 10 м., то рейсовый способ будет комфортным, а если 10 м.и глубже — наиболее предпочтительным будет поточный способ.

Есть виды работ, при которых поточный способ бурения необходим. Это те работы, которые требуют идеально четкие диаметр, вертикальность, ровность по всей глубине скважины, например, лидерное бурение для последующей забивки свай или создание скважин для изготовления буронабивных свай.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации