Что такое буровой инструмент
Что такое буровой инструмент
Буровой инструмент – это инструмент, предназначающийся для бурения скважин.
По назначению буровой инструмент можно разделить на:
Инструмент, используемый непосредственно при бурении скважин, носит название технологического инструмента.
Инструмент, который используется для обслуживания технологического инструмента, называется вспомогательным буровым инструментом. К этому виду относятся хомуты, ключи, элеваторы, обсадные трубы, а также соединения и прочее.
Аварийный буровой инструмент применяется для устранения неполадок и аварий в скважинах. К нему относятся ловильный, режущий, специальный инструмент.
Технологический режим бурения выбирается в зависимости от свойств горных пород, также глубины скважины, вида породоразрушающего бурового инструмента, а также от бурового оборудования.
Бурильные инструменты имеют свое предназначение в том, что они применяются для бурения различных скважин, в различных горных породах, а также на разные глубины. Экономическая эффективность буровых работ напрямую зависит от качества инструмента, правильности его применения.
В действительности, понятие бурильного инструмента имеет очень широкий охват, в нем можно выделить очень много различных наименований: коронки, долота, переводники, ключи, хомуты и т.д. Из этого краткого перечня можно сделать вывод о том, что для каждого вида бурильного инструмента имеется своя функция, т.е. он должен применяться по своему прямому предназначению. В случае поломки или отсутствия какого-либо инструмента, возможна остановка буровых работ, что является очень нежеланным и приводит к увеличению общего времени на бурение.
Какой буровой инструмент используется для бурения скважин
Чтобы владелец загородного дома был независим от водоснабжающей организации и мог сам обеспечивать свои потребности в воде для питья, хозяйственно-бытовых целей и полива зеленых насаждений, ему необходимо оборудовать скважину. Самым простым решением вопроса будет привлечение специализированной подрядной организации, имеющей весь необходимый инструмент для бурения скважин, которая выполнит весь комплекс работ:
Однако услуги подобных специалистов обойдутся не дешево, так, например, только проходка скважины обойдется минимум в 1500 рублей за каждый метр, а если учесть глубину скважины в 10 – 12 метров, затраты только на бурение составят – 15000 – 18000 рублей.
Не каждый домовладелец сможет или захочет отдавать такие деньги за работу, которую можно выполнить самостоятельно, получив неоценимый жизненный опыт и сэкономив сумму денег, достаточную для покупки не только хорошего насоса, но и всей необходимой обвязки.
Каким бывает буровой инструмент?
Скважина представляет собой отверстие в земной коре, для выполнения которого требуется специальный буровой инструмент. Литосфера является совокупностью последовательно расположенных слоев грунта, каждый из которых характеризуется индивидуальными свойствами:
Чтобы пройти каждый слой с наименьшими трудозатратами требуется оборудование для бурения скважин, конструкция которого в наибольшей степени учитывает свойства породы.
Комплект для оборудования скважины в любом грунте включает в себя следующее:
а) Ложка буровая – полый толстостенный буровой инструмент в виде полуцилиндра, свернутого из стального листа, забор породы внутрь которого может производится, либо:
б) Спиральный бур для скважин – имеет вид сверла или представляет собой полосу металла различной ширины, наваренную по спирали на центральный стрежень, в качестве которого может выступать сплошной или полый толстостенный металлический цилиндр. В качестве спирального бура могут быть использованы шнеки сельскохозяйственных машин или иного происхождения.
Спиральный бур для скважин
в) Долото буровое – имеет различную форму лезвия и в зависимости от нее подразделяется на:
Какой буровой инструмент для чего нужен?
Эффективное бурение скважины на воду и минимальное время производства работ, могут быть достигнуты только при условии правильного выбора оборудования в зависимости от свойств слоя грунта и этапа бурения. Каждый из элементов оборудования, рассмотренных выше имеет свое предпочтительное применение, которое заключается в следующем:
Вспомогательное оборудование
Для того, чтобы вращающий момент был передан бурильной головке, элементы штанги должны быть надежно соединены между собой, но при этом допускать разборку цельной конструкции на «столбы» или «свечи», состоящие из двух или трех плетей. Практика бурения скважин на воду или для других целей, знает несколько способ соединения труб между собой, а именно:
Наиболее надежным является последний способ, заключающийся в соединении резьбовых концов газовых труб посредством муфт, имеющих следующие конструктивные особенности:
Рассмотренная конструкция муфт позволяет надежно соединять звенья между собой и компенсировать изгибающие нагрузки, которые характерны для концевых сечений, утонченных при нарезке резьбы.
Буровой инструмент
В. С. Будянский, Б. Н. Кутузов, В. А. Филимонов.
Полезное
Смотреть что такое «Буровой инструмент» в других словарях:
Буровой инструмент — – оборудование, применяемое при разработке скважин. По назначению подразделяется на породоразрушающий, технологический, вспомогательный и аварийный. К технологическому инструменту относится буровой инструмент, используемый непосредственно… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ — служит для бурения скважин. При штанговом бурении применяются штанги полые стержни длиной 1,5 2 м, соединяемые муфтами; ложковый бур применяется при мягких (глина, суглинки, влажные супески) грунтах, причем частицы грунта извлекаются буром при… … Технический железнодорожный словарь
буровой инструмент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN boring tooldrill tool … Справочник технического переводчика
БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ — общее назв. механизмов и приспособлений, применяемых при бурении шпуров, скважин и ликвидации аварии, возникающих в глубоких скважинах. По назначению Б. и. разделяют на технологич. (буровые долота, резцы, штанги, центраторы, утяжелители, элементы … Большой энциклопедический политехнический словарь
буровой инструмент для колонкового бурения — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN core drill fittings … Справочник технического переводчика
буровой инструмент и оборудование — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN ancillary … Справочник технического переводчика
буровой инструмент роторного бурения — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN rotary tools … Справочник технического переводчика
буровой инструмент струйного типа с кавитационным эффектом — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN cavitating jet drill … Справочник технического переводчика
буровой инструмент, использующий эффект опережающих канавок на забое — (получаемых за счёт струй бурового раствора с кавитационным действием) [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN cavitating jet kerfing device … Справочник технического переводчика
АВАРИЙНЫЙ БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ — прибор, предназначенный для захвата и извлечения оставшегося в скважине при поломке бурового инструмента или случайно упавших предметов. Оборванные штанги поднимаются при помощи специального крючка, метчика, колокола с внутренней нарезкой или… … Технический железнодорожный словарь
Разновидности инструментов, применяемых для бурения
Все буровые инструменты, использующиеся в процессе обустройства скважин, делятся на четыре основные категории: технологические, вспомогательные, специальные и аварийные. Каждый из этих видов выполняет определенную функцию.
Разновидности бурового оборудования
И если Вы желаете своими руками выполнить работу по бурению — следует детальнее изучить упомянутые виды ручного инструмента и разобраться в его назначении и особенностях применения.
1 Что такое технологический буровой инструмент?
В категорию технологического инструмента относят устройства, которые применяются непосредственно для выполнения бурения. Это основной из инструментов для бурения скважин, который из всего разнообразия механизмов для бурения отличается наибольшей сложностью конструкций, и, соответственно, наивысшей стоимостью.
Разновидности технологического инструмента разберем ниже.
Буровые штанги. Штанги – одна из основных частей любой буровой установки, которая соединяет породоразрушающую конструкцию с приводом, и приводит её в движение.
Из всех элементов буровой машины именно штанги несут основную механическую нагрузку, так как на них приходится практически всё сопротивление грунта крутящему моменту двигателя. По этой причине к буровым штангам выдвигаются повышенные требования по надежности и износоустойчивости.
В зависимости от технологии производства, выделяют три вида штанг:
Наибольшим ресурсом работы обладают цельнокованые конструкции. Для того чтобы придать сварным штангам необходимую жесткость, в процессе их производства выполняется азотирование металла, который, после закалки, получает высокие показатели износоустойчивости.
Замки для соединения бурильных труб для колонны
В процессе заглубления в грунт требуется постоянное увеличение буровой колонны. Это осуществляется посредством навинчивания штанг друг на друга – все они оборудованы резьбовыми соединениями, в основном клиновидными.
Существуют круглые и шестигранные штанги. Шестигранные конструкции обладают дополнительными ребрами жесткости, что делает их оптимальным вариантом для бурения в сложных грунтах и в горных породах.
Породоразрушающие устройства. Инструменты из этой категории предназначаются для разрушения грунта при бурении. Правильный выбор такого механизма является ключевым фактором эффективности всего процесса, так как для каждого типа почвы необходимо применения определенного вида бура.
В эту категорию входят: буровые головки, пики, долота, шнеки. Которые, согласно способу воздействия на почву, классифицируются на конструкции режущего, истирающего и дробящего действия.
Для работы с мягкими грунтами используются режущие наконечники, для твердых пород – наконечники дробящего действия, для проблемных скалистых пород – истирающие конструкции (сюда относятся наконечники для алмазного бурения).
Несмотря на высокое качество применяемых в изготовлении материалов, любой породоразрушающий инструмент, из-за жестких условий работы, со временем теряет свои эксплуатационные характеристики и изнашивается. Расход бурового инструмента обуславливается особенностями обрабатываемой породы.
Наибольшим КПД среди всех существующих разновидностей породоразрушающего инструмента обладают наконечники для алмазного бурения. Такие наконечники получили своё названия из-за нанесенного на них алмазного порошка (используются, разумеется, технические алмазы, которые ученые воспроизводят своими руками).
К неоспоримым преимуществам алмазного инструмента относится возможность эффективно бурить практические любые твердые породы (от бетона до мрамора и кварца), к недостаткам – цену. Стоимость алмазного инструмента значительно превышает стоимость обычных буровых конструкций.
Алмазные буровые наконечники
А учитывая, что такие наконечники изнашиваются в процессе работы, и их необходимо регулярно менять, технология алмазного бурения, на сегодняшний день, является очень дорогостоящей.
Оптимальным вариантом для бурения скважин в мягких породах являются шнеки. Это винтовые конструкции с расположенными по всей длине витками определенного диаметра, по которым грунт выходит на поверхность скважины.
На нижней части шнека установлены специальные зубья, которые выполняют функцию забурного элемента – преодолевают сопротивление грунта и направляют движение всей буровой колонны. Расход бурового инструмента определяется по степени изношенности забурного элемента — он является ключевым фактором, от которого зависит срок использования шнека.
Желонки. Желонка представляет собою трубообразную емкость цилиндрической формы, которая применяется в процессе бурения для удаления разрушенной породы и жидкости из скважины на поверхность. Также с помощью желонки в скважину может доставляться раствор.
Выделяют следующие виды желонки:
Желонка для скважины на воду
2 Вспомогательный инструмент
Вспомогательный буровой инструмент выполняет обслуживающую функцию в процессе эксплуатации технических инструментов. С его помощью укрепляются стенки скважины, и осуществляются операции спуска и подъема механизмов.
Обсадные трубы. Такие трубы используются для создания обсадной колонны, посредством которой выполняется укрепление скважины, и изоляция её рабочей среды от грунта. В промышленных скважинах, главным критерием, которому должны соответствовать обсадные трубы, является устойчивость к внешнему механическому воздействию и стойкость к коррозии – так как опущенная в скважину труба подвергается всестороннему давлению грунта.
В скважинах на воду важным фактором также является экологичность материала – он не должен загрязнять питьевую жидкость. Основным материалом при изготовлении обсадных труб является низколегированная сталь с высоким содержанием углеродов. Для обустройства бытовых скважин на воду также могут использоваться трубы из полимерных материалов.
Для соединения обсадных труб в одну колонну используются резьбовые соединения. Толщина стенок таких труб, в зависимости от диаметра, может колебаться от 5 до 16 мм. Обсадную трубу для домашней скважины можно изготовить своими руками на основе обычной стальной трубы.
Вспомогательные фиксирующие инструменты. Сюда относятся все устройства, которые выполняются функцию крепления, удержания в подвешенном состоянии, либо подъема-опускания основного инструмента. Это – подкладные вилки, хомуты, трубодержатели, вертлюги, элеваторы, шарнирные ключи, и другой мелкогабаритный инструмент для использования своими руками и автоматизированного применения.
к меню ↑
2.1 Что такое специальный буровой инструмент?
В специальную категорию входят средства для торпедирования, тампонирования и искривления скважин – достаточно редких операций, встречающихся, в основном, в промышленном бурении газовых и нефтяных скважин.
Шнеки для проведения бурильных работ
Торпедирование применяется для увеличения продуктивности скважин, так как внутренние взрывы приводят к более интенсивному притоку газа и нефти. Оно выполняется с помощью герметичных, либо негерметичных торпед, внутри которых расположено взрывчатое вещество.
Тампонирование скважины необходимо в случае бурения в сильно поглощающих воду грунтах, что делает невозможным нормальную промывку скважины. Для этого используются специальные быстросхватывающиеся растворы, которые подаются внутрь скважины через буровую колонну.
к меню ↑
2.2 Аварийный инструмент для бурения
В группу аварийного инструмента входят все механизмы, которые используются для предотвращения возможной аварии, либо для ликвидации её последствий. В бурении аварийный инструмент ещё называют ловильным, так как в большинстве случаев, ликвидация чрезвычайного происшествия в бурении сводится к извлечению вышедшей из строя буровой колонны, или обсадной трубы из скважины.
Вследствие прихвата растет давление промывочной жидкости, и нагрузка на привод установки, что без своевременного ручного вмешательства специалистов может стать причиной возникновения аварийной ситуации и поломки оборудования. Разобраться с прихватом бурового инструмента своими руками, без привлечения дополнительных бригад, можно с помощью метода гидровибрирования, либо понижая уровень раствора в скважине.
Аварийный инструмент, в зависимости от особенностей конструкции, делится на следующие виды:
Твердосплавные коронки для бурения
Ловильный метчик используют для извлечения из скважины колонковых, либо обсадных труб, которые подсоединяются к метчику резьбовым соединением. Размеры и особенности метчиков регламентируются согласно ГОСТ 8483-81.
Ловильный колокол применяется в скважинах диаметров от 76 до 136 мм. С его помощью извлекаются буровые трубы. Соединение выполняется с помощью наружной резьбы. Колокола могут быть проходными и непроходными.
Инструменты плашечного типа, они же труболовки, фиксируют трубу с помощью выдвижных распорок. В зависимости от способа фиксации выделяют внутренние и наружные труболовки.
к меню ↑
Как выбрать буровой инструмент: виды оборудования и советы
Большинство загородных частных домов и дачных домиков не имеют сегодня подключения к централизованному водопроводу. Поэтому для обеспечения участка водой большинство владельцев предпочитают оборудовать специальные скважины. Сделать это можно как с помощью специалистов, так и самостоятельно. Главное — правильно подобрать инструмент для бурения.
Назначение и разновидности инструмента
Для сооружения в толще земли стрельной скважины или шурфа, как правило, используют ручной инструмент для бурения. С его помощью можно проделать скважину нужной глубины всего за несколько дней. При этом такой инструмент обычно обходится покупателю в разы дешевле профессиональных буров с коронками.
На буровые инструменты зачастую распространяется гарантия
По характеру разрушения почвы ручные буровые инструменты делятся на:
Механические ручные буры представляют собой устройства, которые разрабатывают землю вращательными и ударно-вращательными движениями. Наиболее популярным ручным инкрементом для бурения является змеевик (спиральный бур) и долота. Змеевик состоит из спирального витка с лезвием и головки, соединенной со штангой. Как правило, его используют для сверления скважин на суглинках. Долота в зависимости от строения могут выполнять дробяще-скалывающие и режуще-скалывающие движения. Благодаря этому их можно применять как на мягких, так и на твердых грунтах.
Немеханические инструменты для бурения могут быть термическими, взрывными и плазменными.
Чаще всего для самостоятельного бурения на частных территориях используют немеханический термобур. Термобуровой инструмент представляет собой прямоточную реактивную горелку, работающую на бензине или дизельном топливе. С помощью такого бура грунт разрушается высокотемпературной газовой струей, истекающей из сопла горелки. Такое устройство, как правило, используют для бурения в скальных и мерзлых грунтах, проведения буровзрывных работ в ледовых покровах.
Применение буровой ложки
Еще одним популярным ручным буровым инструментом является буровая ложка. Этот бурильный инструмент конструктивно представляет собой металлический цилиндр, имеющий в своем корпусе продольную прорезь. При этом прорезь может быть разного размера и подбирается в зависимости от типа грунта.
Так, для песчаных грунтов выбирают буровую ложку с узкой прорезью, для плотных почв — с широкой выточкой.
Буровая ложка, как правило, имеет длину 70 см. При этом диаметр инструмента может быть любым и должен подбираться в зависимости от того, какого размера будет будущая скважина. К нижней части ложки может быть приварен наконечник.
Для работы с буровым оборудование следует иметь соответствующую квалификацию
В зависимости от типа наконечника буровая ложка может использоваться для разделки:
Кроме того, буровая ложка может использоваться для бурения внутри обсадных труб. Главное — подобрать инструмент, который будет на 10 мм меньше диаметра обсадной трубы. При этом за один заход можно будет пройти всего 30-40 см. Ведь попадая при бурении внутрь инструмента, почва будет накапливаться там и оставаться до полного извлечения ложки.
Критерии выбора бура для скважин
Скважина представляет собой отверстие в земле, для изготовления которого необходимо последовательно пройти каждый слой грунта в литосфере. Каждый слой при этом обладает своими индивидуальными характеристиками: плотностью, текстурой, размерами структурных элементов. Чтобы пройти все слои с наибольшей эффективностью за наименьшее количество времени, необходимо выбрать такое оборудование, конструкция которого будет в наибольшей степени учитывать особенности пород.
Так, при выборе инструмента для бурения специалисты советуют:
Породу, скопившуюся в проходке, необходимо удалять специальной головкой, позволяющей выполнять подъемы разработанного грунта на поверхность. Для этого, как правило, используют желонку. Желонка позволяет удалять из скважины песок, гравий, буровую грязь, галечник и породы, содержащие в своем составе воду.
Для разработки грунта, состоящего из множества различных слоев, следует использовать бур со сменными коронками.
Такое решение позволит сэкономить средства на приобретение различных инструментов, время и силы на прохождение различных участков. При этом следует учитывать тип коронки. Сегодня различают твердосплавные, алмазные и коронки по бетону. Последние используются лишь в промышленном строительстве. Твердосплавные коронки легко пробиваются сквозь слои с различным уровнем вязкости. Алмазные модели используют для прохождения отрезков с каменистыми горными породами.
Разновидности и конструкция резцов
Помимо материала изготовления, буровые коронки различаются и по разновидности резцов. Так, в твердосплавных коронках, как правило, используются усиленные резцы. Длина режущей головки при этом в средних по размерам моделях может находиться в диапазоне от 3,5 до 13 см. При выборе коронки следует отдавать предпочтение моделям с наибольшим по размеру лезвием. Такое оборудование прослужит дольше.
По типу конструкции резцы делятся на:
Отдельно выделяют самозатачивающиеся коронки с резцами специальной конструкции.
Твердосплавные резцы в таких коронках изготавливаются так, чтобы при работе не стираться, а наоборот, затачиваться. Такие резцы идеально подходят для работы со скальными породами. Коронки с такими резцами стоят недешево, но их качество и долговечность оправдают затраты.
Оборудование скважины — это отличное решение для обеспечения водой участка, не подключенного к центральному водопроводу. Сегодня существует множество инструментов для бурения, с помощью которых можно проделать скважину на любом участке. Главное — учесть особенности грунта в вашем регионе. А подобрать эффективное оборудование в соответствии с прочностью и составом почвы помогут представленные выше рекомендации и классификация оборудования.