Динамика бурения

Когда дело доходит до производственного бурения и установки столбов, электрические коммунальные службы и подрядчики коммунальных услуг часто должны принимать решения на месте о наилучшем оборудовании и инструментах для работы. Скучные отчеты дают некоторое представление о геологическом составе земли, но реальность такова, что условия могут сильно различаться между местами, которые находятся всего в нескольких футах друг от друга.

По этой причине коммунальные бригады часто полагаются на два важных элемента оборудования: экскаваторные вышки и шнековые буры, также известные как напорные экскаваторы. Хотя оборудование выполняет аналогичные задачи, их лучше всего использовать в сочетании из-за разных оснований.

Шнековые буровые установки обеспечивают более чем вдвое больший крутящий момент по сравнению с буровыми вышками, что позволяет им достигать большей прижимной силы на шнековых инструментах. Вообще говоря, шнековые буровые установки способны развивать крутящий момент от 30 000 до 80 000 футо-фунтов и 200 000 футо-фунтов на европейских буровых установках, в то время как экскаваторные вышки имеют крутящий момент от 12 000 до 14 000 футо-фунтов. Это делает шнековые буры более подходящими для сверления более твердых материалов и создания более крупных и глубоких отверстий диаметром до 6 футов и глубиной 95 футов. Хотя экскаваторные вышки используются для бурения, они могут быть ограничены более мягким грунтом и отверстиями меньшего диаметра и меньшей глубины. Как правило, экскаваторные вышки могут бурить на глубину до 10 футов при диаметре до 42 дюймов. Экскаваторные вышки с возможностью работы со столбами идеально подходят для того, чтобы следовать за шнековыми буровыми установками, устанавливая столбы в отверстия, подготовленные шнековыми буровыми установками.

Например, работа, требующая бурения скважины глубиной 20 футов и диаметром 36 дюймов, лучше подходит для выполнения шнековым буром из-за требуемой глубины. Если яма того же размера должна быть глубиной всего 10 футов, то для выполнения этой работы может подойти экскаваторная вышка.

ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

Не менее важным для выбора правильной машины для работы является выбор правильного шнека. Инструменты с шестигранным соединением используются на экскаваторных вышках, а инструменты с квадратным соединением - на шнековых бурах. Инструменты не являются специфическими для OEM-производителей, но это не означает, что все инструменты созданы одинаковыми. Terex — единственный производитель экскаваторных буровых установок и шнековых буров, который также производит инструменты для шнеков, предназначенные для максимальной производительности и эффективности. При выборе правильного инструмента для работы учитываются такие факторы, как шнековые или цилиндрические инструменты, различные типы зубьев, пилотные насадки и различные размеры инструментов.

Вы можете бурить грязь с помощью скального бура или бочкообразного инструмента, но вы не сможете эффективно резать камень с помощью грязевого бура. Хотя это правило является чрезмерным упрощением процесса отбора, это хорошее эмпирическое правило. У шнеков есть лопасти для подъема грунта, разрыхленного зубьями, и пилотное долото, которое стабилизирует процесс бурения для получения прямой скважины. Колонковые буры вырезают одну дорожку, оказывая большее давление на зуб, удаляя каменные материалы, поднимая материал в виде отдельных пробок. В большинстве грунтовых условий лучше сначала начать с бурового инструмента, пока вы не достигнете точки, в которой он неэффективен или отказывается продвигаться вперед из-за слишком твердого слоя. В этот момент может возникнуть необходимость переключиться на инструмент для бурения керна для повышения производительности. Если вы должны начать с инструмента для бурения колонкового бура на экскаваторной вышке, вам может понадобиться пилотная коронка, чтобы удерживать инструмент прямо во время бурения скважины.

Убедитесь, что инструмент соответствует условиям грунта.Большинствотехнические характеристики инструмента будут включать описание типа применения, для которого предназначен шнек или ствол. Например, шнековые буровые установки Terex серии TXD предназначены для работы в условиях плотного грунта, жесткой глины и мягкого сланца, а твердосплавные буровые установки Terex серии TXCS могут работать с известняком среднего размера, песчаником и мерзлыми материалами. Для более твердого материала выбирайте инструменты серии Bullet Tooth Auger (BTA). Колонковые буры используются, когда материал не может быть эффективно пробурен с помощью обычных буровых инструментов с лопастями, в том числе в таких условиях, как трещиноватая и нетрещиноватая порода, а также неармированный и армированный бетон.

Тип зубьев на пилотном долоте инструмента напрямую связан с областью применения, для которой он предназначен. Пилотное долото и рабочие зубья должны быть совместимы, иметь одинаковые прочностные и режущие характеристики. Другими характеристиками, которые важны при выборе инструмента, являются длина шнека, длина скребка, толщина скребка и шаг скребка. Доступны шнеки различной длины, что позволяет операторам подогнать инструмент под доступный зазор инструмента на вашем конкретном устройстве шнековой буровой установки или конфигурации экскаваторной вышки.

Длина полета – это общая длина спирали шнека.Чем больше длина полета, тем больше материала вы сможете поднять из земли. Большая длина полета хороша для рыхлой или песчаной почвы. Толщина налета влияет на прочность инструмента. Чем толще пролет инструмента, тем он тяжелее, поэтому выгодно выбирать только то, что вам нужно, чтобы максимально увеличить полезную нагрузку на самосвал и грузоподъемность стрелы. Terex рекомендует использовать более толстый виток шнека для работы в тяжелых условиях.

Шаг полета - это расстояние между каждой спиралью полета.Слишком крутой уклон полета с рыхлой почвой позволит материалу соскользнуть обратно в отверстие. В этой ситуации более эффективна более плоская подача. Но более крутой шаг позволит выполнить работу быстрее, если материал плотнее. Terex рекомендует шнековый инструмент с крутым шагом для работы в условиях влажной, илистой или липкой глины, так как легче удалить материал из шнека после того, как он будет поднят из скважины.

ПЕРЕКЛЮЧИТЬСЯ НА КОЛОННОВЫЙ БАРРЕЛЬ

В любое время, когда шнековой инструмент встречает отказ, самое время вместо этого переключиться на колонковый бур. По своей конструкции одногусеничный колонковый бур прорезает твердые поверхности лучше, чем несколько траков, создаваемых инструментом с нарезным лезвием. При бурении в твердой породе, такой как гранит или базальт, наилучшим подходом является медленное и легкое бурение. Вы должны быть терпеливы и позволить инструменту делать свою работу.

В самых экстремальных условиях используйте колонковый бур на шнековой буровой установке. Тем не менее, в некоторых условиях твердых пород экскаваторная вышка с соответствующим инструментом также может выполнить работу, если требуемая скважина меньшего диаметра. Компания Terex недавно представила автономный основной ствол для вышки экскаватора, который крепится и убирается непосредственно на стрелу, а также на келли-штангу привода шнека, что устраняет необходимость в каких-либо дополнительных приспособлениях. Когда шнековый шнек больше не может выполнять свою работу, новый автономный колонковый ствол может повысить производительность при бурении твердых пород, таких как известняковый материал. Для приложений, требующих начала бурения на уровне земли, можно использовать съемное пилотное долото для стабилизации автономной колонковой буровой установки, чтобы начать бурение. Как только начальное проникновение достигнуто, пилотное долото может быть удалено. Дополнительное пилотное долото важно для достижения прямой стартовой траектории, поскольку оно предотвращает блуждание и смещение колонкового бура.

Некоторые условиятаких как грунтовые воды, требуются специальные инструменты, такие как буровые ковши, часто называемые буровыми ковшами. Эти инструменты удаляют жидкий/полужидкий материал из просверленного вала, когда материал не прилипает к виткам шнека. Terex предлагает несколько стилей, включая Spin-Bottom и Dump-Bottom. Оба являются эффективными методами удаления влажной почвы, и выбор одного из них часто зависит от предпочтений пользователя. Еще одним часто упускаемым из виду условием является мерзлый грунт и вечная мерзлота, которые очень абразивны. В этой ситуации спиральный скальный шнек с пулевидными зубьями может работать эффективно.

БЕЗОПАСНЫЕ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ НАСАДКИ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ

После того, как вы выбрали машину и инструмент для работы, но прежде чем начать, всегда знайте, что находится ниже и выше места раскопок. В США «Позвоните, прежде чем копать» по номеру 811 может помочь защитить вас и других от непреднамеренного контакта с существующими подземными коммуникациями. В Канаде тоже есть аналогичная концепция, но номера телефонов могут различаться в зависимости от провинции. Кроме того, всегда проверяйте рабочую зону на наличие воздушных линий, чтобы предотвратить контакт с линией электропередач и поражение электрическим током.

Осмотр рабочей площадки должен также включать осмотр буровой вышки, шнековой буровой установки и инструментов, которые вы планируете использовать. Следуйте инструкциям производителя по ежедневному осмотру оборудования и инструментов перед сменой. Важно проверить зубы, чтобы убедиться, что они в хорошем состоянии. Например, если скальные зубья не вращаются свободно, они могут изнашиваться с одной стороны, что снижает срок службы и эффективность. Также ищите износ в карманах зубов. Кроме того, если карбид на зубе пули стерся, пришло время заменить зуб. Отсутствие смены изношенных зубов может серьезно повредить зубной карман, ремонт которого может быть дорогостоящим. Также проверьте твердосплавные кромки витков шнека и цилиндрических инструментов на предмет износа, иначе это может повлиять на диаметр отверстия. Повторное упрочнение кромок предотвращает уменьшение диаметра отверстия и часто может быть выполнено в полевых условиях.

Всегда следуйте инструкциям производителя при ремонте шнековых инструментов. Следуйте правильным процедурам установки и удаления зубов, используя соответствующие инструменты. Многие инструменты предназначены для облегчения замены зубов, но это может быть опасной задачей, если не выполнять ее правильно. Например, никогда не ударяйте молотком по твердосплавной поверхности. Каждый раз, когда вы ударяете по закаленной поверхности, существует риск разрушения металла, что может привести к телесным повреждениям. Наконец, не забудьте смазать зубы при установке. Это очень важно для сохранения свободного движения во время работы и облегчает удаление зубов при их замене.

В экскаваторных вышках и шнековых буровых установках используются различные типы стабилизаторов: А-образный, направленный наружу и направленный вниз. Независимо от типа стабилизаторов или выносных опор всегда используйте подкладки под опоры стабилизатора. Это предотвращает погружение одной стороны машины в землю. Когда машина находится не по уровню, это может привести к тому, что ваше отверстие не будет отвесным. Для шнековых сеялок полагайтесь на индикатор уровня, чтобы поддерживать правильный угол сверления. При работе с экскаваторными вышками операторы должны постоянно следить за положением стрелы, чтобы убедиться, что шнек остается в вертикальном положении, выдвигаясь, втягиваясь и вращаясь по мере необходимости.

Наконец, собрания по технике безопасности на задней двери должны включать напоминания персоналу о том, что необходимо находиться на расстоянии не менее 15 футов от буровых работ, помнить о движущихся частях и открытых отверстиях и носить надлежащие СИЗ, включая перчатки, защитные очки, каски, средства защиты органов слуха и светоотражающую одежду. Если работа продолжается вокруг открытых отверстий, либо закройте отверстия, либо наденьте защиту от падения и привяжите к одобренной постоянной конструкции.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ МЫСЛЬ

Коммунальная бригадаы должны принимать множество решений о состоянии грунта при выполнении буровых работ. Понимание состояния грунта, состояния оборудования, возможностей экскаваторных вышек, шнековых буров, множества доступных навесных приспособлений и соблюдение инструкций производителя делают работу более эффективной и помогают предотвратить несчастные случаи.