Бурильный инструмент | Конструкция бурильных и бурильно-крановых машин

Бурильный инструмент

Строительные бурильные и бурильно-крановые машины оснащают бурильным инструментом Механического типа, осуществляющим разрушение грунта на забое и удаление его из скважины механическим способом (воздействием): шнековыми и лопастными бурами и бурильными долотами.


Рис. 10. Шнековый бур: 1 — остов, 2 — бурильный шнек, 3 — бурильная головка, 4 — хвостовик, 5 — отверстие под палец

Шнековый бур — механический бурильный инструмент, имеющий шнек для накопления и последующей транспортировки разрушенного грунта из скважины (рис. 10). Остов 1 представляет собой трубу, толщина стенки которой 6 ... 12 мм в зависимости от прикладываемых к буру крутящего момента и осевой нагрузки. Шнек 2 выполняют или в виде целой спирали из полосовой стали, или из отдельных секторов, сваренных между собой. Шнек приваривают к остову Толщина спирали 5 ... 12 мм в зависимости от диаметра бура и величины передаваемых нагрузок.

Шнековые буры чаще всего изготовляют с одной (однозаходный), реже с двумя спиралями (двухзаходный). Снизу к остову и шнеку присоединена (обычно приварена) бурильная головка 3, которая непосредственно разрушает грунт закрепленными на ней режущими элементами.

Сверху к остову 1 приварен хвостовик 4 с внутренним шестигранным или квадратным отверстием, которым его надевают на хвостовик бурильной штанги 4 (см. рис. 4) и закрепляют пальцем, вставляемым в отверстие 5 (рис. 10).

Основные параметры — диаметр D, шаг шнека (или расстояние между витками) Н и ширина полки В — для каждого конкретного бура неизменные.

Бур изготовляют из стали 20. Торцы шнека, значительному абразивному износу, наплавляют износостойкими сплавами.

лопастной бур
Рис. 11. Лопастной бур (а) и схема (б) установки режущих элементов для мерзлых (I) и талых (II) грунтов: 1 — лопасть, 2 — клапан, 3—5 — пальцы, 6, 7 — резцы для талых и мерзлых грунтов. 8, 9 — забурники для мерзлых и талых грунтов

Лопастной бур — механический бурильный инструмент, имеющий винтовые лопасти для накопления и последующего транспортирования разрушенного грунта из скважины — изготовляют литым или сварным. В литых конструкциях (рис. 11) остов и винтовые лопасти 1 отлиты вместе (в сварных соединены сваркой). Резцы 6 (для талых грунтов) или 7 (для мерзлых) крепят к лопастям винтами. Забурник 9 (для талых грунтов) или 8 (для мерзлых) размещен в пазу нижней части остова и удерживается от выпадения пальцем 5. Резцы разрушают грунт резанием по периферии скважины, а забурник — в центральной части ее и центрирует бур в ней. Клапаны 2 не позволяют обратно просыпаться выбуренному грунту в скважину. Их закрепляют к винтовым лопастям 1 шарнирно пальцем 3.

Бур квадратным отверстием устанавливают на хвостовик бурильной штанги и закрепляют пальцем 4.

Для защиты от абразивного износа, особенно при работе в мерзлых грунтах, торцы винтовых лопастей и шнеки наплавляют износостойкими материалами. Остов и лопасти литых буров обычно изготовляют из стали 35Л, сварных — из стали 20.

бурильное долото
Рис. 12. Бурильное долото:
1 — хвостовик,
2 — ударная штанга,
3 — направляющие ребра,
4 — ударная головка,
5 — лезвия

Резцы и забурники для немерзлых грунтов изготовляют из высокоизносостойких легированных сталей типа 40Х, 60С2, 65Т с закалкой режущих лезвий до твердости HRC не менее 45 ед. или из конструкционных сталей типа сталь 45 с наплавкой режущих лезвий износостойкими материалами. Для мерзлых грунтов режущие лезвия резцов и забурников армируют твердыми сплавами.

Бурильное долото разрушает грунт ударным воздействием. Его применяют для разрушения встречающихся в скважине отдельных валунов и скальных прослоек. Долотом оснащают обычно машины с глубиной бурения 8 м и более. Закрепляют его на хвостовике бурильной штанги вместо основного (шнекового или лопастного) бурильного инструмента. Чтобы разрушить крупное включение, долото сбрасывают в забой с высоты 2 ... 3 м вместе со штангой, которая в таких машинах подвешивается на канате.

После разрушения включения долото извлекают из скважины, снимают и устанавливают на штангу основной бур, которым извлекают из скважины разрушенные долотом частицы.

Бурильное долото (рис. 12) круглого сечения, вверху к нему приварен или закреплен на резьбе хвостовик 1 для крепления к хвостовику штанги, а внизу — крестообразная ударная головка 4, разрушающая включения. Для повышения стойкости лезвия 5 ударной головки наплавляют износостойкими материалами или армируют пластинами твердого сплава. Направляющие» ребра 3, расположенные по окружности вдоль ударной штанги, обеспечивают направленное движение долота в скважине вдоль ее оси. Во избежание интенсивного абразивного износа торцы направляющих ребер также наплавляют износостойкими материалами.