пристрій пневмоударника
Погружной пневмоударнік - це пневматичний інструмент для бурових робіт, по конструкції представляє собою циліндричний пристрій з розташованим всередині поршнем (рис. 1).
Мал. 1. Пневмоударник в розрізі.
Пневмоударні молоток входить до складу бурильного снаряда і в процесі роботи перебуває всередині свердловини. Для роботи ударника потрібно подача повітря під тиском через вертлюг і бурильні колону.
Пневмоударник і коронка бурова складають робочий орган бурової машини. Долото бурове для ударно-обертального буріння має ударний профіль випуклої форми і штирі з твердого сплаву, вправлені у передню частину інструменту.
Принцип роботи пневмоударника заснований на перетворенні енергії стисненого повітря в кінетичну енергію зворотно-поступальних рухів поршня. Поршень ударника забезпечений штоком з бойком, який в ході роботи впливає безпосередньо на породоразрушающий інструмент. Сучасні моделі пневмоударників мають вбудовані зворотні клапани, що запобігають зашламленіе.
Вихлоп відпрацьованого повітря проводиться через бурове долото, що має спеціальний центральний отвір. Потужний повітряний потік використовується для продувки свердловини і ефективно видаляє шлам паралельно з руйнуванням породи (рис. 2).
Мал. 2. Схема руху повітря при бурінні з продувкою.
Застосування пневматичного молотка обмежена типом породи: на пухких і м'яких грунтах буріння з потужною продувкою провокує ерозію і обвалення грунту, а на глинистих породах інструмент швидко зашламляется. Якщо шар глинистої породи розкривається в процесі проходження твердих шарів грунту, для очищення забою від частинок глинистого грунту може бути використана піна або вода, бурової снаряд в подібних випадках піднімається на 0,5-1 м. Для більш ефективної продувки.
Весь потенціал пневматичного молотка може бути використаний тільки при роботі на скельних породах. Метод ударно-обертального буріння дозволяє застосувати енергію стисненого повітря для швидкого проходження грунту, а твердість породи гарантує мінімальний ризик обвалення стінок свердловини.
види пневмоударників
- Клапанний - має клапан тарілчастого типу, який використовується для регуляції подачі повітряного потоку до поршня. Клапанні пневматичні молотки здатні працювати тільки при низькому тиску;
- Безклапанний - більш сучасна модель, для регуляції повітряного потоку використовується система профільних поршнів. Безклапанний пневмоударнік може використовуватися при роботі з великим тиском і дає можливість максимально швидко разбурівать скельні породи. Додатково підвищити продуктивність пневмоударника безклапанних типу допомагає правильно підібрана труба бурильна і компресор з відповідним рівнем потужності.
буріння колодязів
При створенні колодязів робота з пневмоударником ускладнюється після досягнення водоносного шару - через долото бурове, що має отвір для виведення використаного повітря, вода і частинки грунту можуть потрапити в буровий інструмент. Для захисту пневмоударника від забруднення необхідний зворотний клапан, який дозволяє провести повітряний вихлоп в порожнину свердловини і перешкоджає попаданню забрудненої води в буровий інструмент. Подібним клапаном оснащено більшість сучасних пневматичних молотків.
Переваги буріння з пневмоударником
- Швидкість буріння вище в 3-5 разів. Технологія буріння з пневмоударником дає можливість виконувати створення свердловин значно швидше, ніж при бурінні з промивної рідиною. Основна причина - швидкість руху повітряного потоку значно більше швидкості переміщення промивного розчину;
- Автоматичне очищення свердловини в процесі буріння. Винесення шламу досягається рухом потужного висхідного потоку повітря в зазорі між бурильної колоною і стіною свердловини;
- Немає необхідності у використанні промивного розчину. Буріння виконується насухую і не вимагає застосування промивної рідини, для виготовлення якої необхідно придбавати бентоніт і організовувати транспортування води до місця робіт;
- Завдяки особливостям технології коронка бурова НЕ застряють при роботі з тріщинуватими породами;
- Швидка і зручна зміна бурового інструменту.
Догляд за пневмоударником
Значно продовжити термін експлуатації пневмоударника і уникнути аварійних ситуацій в процесі буріння дозволяє грамотний догляд за буровим інструментом.
Перед установкою або демонтажем пневмоударника його потрібно перевернути і перевірити, наскільки вільно переміщається всередині поршень (рух повинен супроводжувати глухий звук).
В процесі роботи бурової інструмент рекомендується змащувати, додаючи мелкодисперсное масло в повітря, що подається. В якості альтернативи невелику кількість масла можна вводити в бурильну колону при монтажі черговий штанги.
Найчастіша причина проблем в роботі пневмоударника - викликане зносом застрявання поршня. Щоб усунути цю проблему пневмоударнік необхідно перебрати, використовуючи спеціалізований інструмент. Розбирання пневмоударника неминуче буде потрібно в процесі його застосування, тому необхідно володіти як інструментом для демонтажу, так і необхідними навичками.
Середній термін використання пневматичного молотка при бурінні на воду становить 1,5-2 роки. Допустима ступінь зносу і спосіб її визначення звичайно зазначена в інструкції по експлуатації. У комплект з багатьма сучасними моделями пневмоударників від великих виробників входять змінний поршень і гільза циліндра - елементи інструменту, які зношуються швидше за все.
Бурова установка
Бурова установка повинна мати достатню вагу для того, щоб утримати на місці пневмоударнік. Використання занадто легкою бурової машини призведе до того, що пневмоударнік буде безконтрольно переміщатися в процесі роботи, а енергія удару не буде повністю передаватися на забій. Для підбору обладнання рекомендується проконсультуватися з фахівцем - подібну послугу безкоштовно надають більшість великих постачальників спецтехніки.
Для буріння з застосуванням пневматичного молотка бурова установка повинна обладнуватися вертлюгом - елементом бурильного снаряда, що забезпечує підведення промивної рідини або повітря.
Мал. 3. Автономний повітряний компресор для бурових робіт.
Компресор для буріння
Для роботи з пневматичним інструментом бурове обладнання необхідно доповнити компресором (рис. 3) - спецтехнікою для подачі повітря під тиском.
Потужність компресора визначається діаметром і глибиною запланованого буріння. Продуктивності пристрою повинно вистачати для того, щоб забезпечити не тільки безперебійну роботу молотка, а й ефективний винос шламу (рис. 4). Більшість моделей для буріння мають потужність від 37 кВт і вище та продуктивність від 5 м 3 / хв.
Новачкам рекомендується купувати компресор одночасно з пневмоударником, попередньо отримавши у виробника або дилера професійну консультацію про сумісність різних моделей.
Мал. 4. Струмінь сухого шламу, під тиском виноситься зі свердловини при бурінні.
Коли застосування пневмоударника рентабельно?
Досить великий бюджет, необхідний для покупки пневмоударника і компресора, змушує задуматися - в яких випадках використання методу ударно-обертального буріння дійсно виправдано з фінансової точки зору.
Як більш прогресивна і менш времязатратная технологія, буріння з пневматичним інструментом оптимально підходить для великих компаній, що надають великий спектр послуг в сфері геологорозвідки. Придбання комплекту обладнання з пневмоударником також вигідно для приватних підприємців і невеликих організацій, що пропонують послугу буріння на воду на територіях, переважно складених скельними або твердими породами, а також грунтами з твердими включеннями (рис. 4).
Рис.5. Готова свердловина в скельній породі.
Буріння з пневматичним молотком є також найбільш ефективною альтернативою іншим методам при роботі з тріщинуватими породами. Більш доступна технологія буріння з водою в подібних випадках не рекомендується до застосування через вкрай високого коефіцієнта поглинання рідини в тріщинуватих грунті.