Статьи

Применение гидробуров в геологоразведке и бурении под воду

Гидробур – специальное устройство, предназначенное для бурения отверстий в грунте, формирования скважин. В отличие от бензиновых или электрических аналогов, оно использует энергию гидравлической жидкости, масла определенной вязкости, подаваемого под большим давлением.

Принцип действия оборудования довольно прост. Гидравлический модуль головной машины или собственного блока нагнетает давление. Масло приходит в движение, передает энергию приводу, а тот – шнеку, вращение которого разрушает грунт.

Процесс довольно прост, при этом максимально эффективен. Сфер эксплуатации гидробуров множество, однако, наиболее востребованы они в геологической разведке и бурении артезианских скважин для систем водоснабжения. Чем объяснить такую популярность? Каковы преимущества гидравлических буров в решении указанных задач?

Конструктивные особенности

Достоинства гидробура определяются его конструкцией. Основные модули выглядят следующим образом:

Гидромотор. Его функция – трансформация энергии гидравлической жидкости в механическое усилие. Двигатель поддерживает высокий крутящий момент, при этом допускает его изменение в широких пределах, что обеспечивает универсальность оборудования. Возможна работа на любых грунтах, независимо от плотности, содержания глины и других факторов.
Редуктор. Механизм снижает скорость вращения, одновременно увеличивая крутящий момент. Это важно для работы на тяжелых почвах с высоким содержанием скальных пород. Изготовлен редуктор из закаленной стали, прочных сплавов, благодаря чему выдерживает интенсивные механические нагрузки без деформаций и разрушения.
Бур. Элемент, напрямую контактирующий с грунтом. Различен по конфигурации и материалам. Это позволяет выбрать оптимальный вариант, руководствуясь твердостью почвы, содержанием в ней глинистых, песчаных фракций. Для мягких почв оптимально подойдут шнеки, расположенные по спирали, скальных – коронки из особо твердых сплавов, вольфрама, победита.
Корпус. Главная задача корпуса – защита расположенных внутри элементов от внешних нагрузок, что исключает поломку даже при интенсивной эксплуатации. Также корпус упрощает установку, фиксацию устройства, позволяет отрегулировать угол наклона для точного бурения.
Гидравлическая система. Шланги, патрубки, фитинги, клапаны. Они обеспечивают стабильность циркуляции жидкости, позволяют изменять давление, корректировать производительность.

Геологическое бурение

Одна из наиболее востребованных методик для изучения грунта, подземных вод. Она достаточна проста в реализации, позволяет получить точные результаты. Основные подкатегории – инженерное и гидрогеологическое. В первом случае исследования предшествуют строительству различных объектов, от многоэтажных домов до мостов и промышленных цехов, во втором – на исследование подземных источников воды, обнаружение водоносных горизонтов.

Порядок действий

При использовании гидробура для геологического бурения нужно придерживаться следующей схемы:

Подготовка. Нужно провести разметку, доставить на участок оборудование и инструменты, обеспечить возможность их эффективной, безопасной эксплуатации.
Подготовка скважины. Глубина определяется спецификой работ. Устройство должно пройти через все исследуемые слои, от верхних, почвенных, до нижних, водоносных.
Первичный сбор проб. Потребуется специальный инструмент, емкости для хранения, чтобы добиться чистоты материала.
Фиксация стенок. Делается это при помощи инъектирования или внешней отделки. Раствор исключает обрушение скважины, обеспечивает возможность ее долговременного использования, безопасного продолжения бурения.
Углубление скважины, продолжение сбора проб. Все они передаются в лабораторию для тщательного анализа.

Инженерно-геологическое бурение

Алгоритм действий в целом идентичен предыдущему. Процесс позволяет решить комплекс задач, в том числе:

Анализ геологического строения грунта. Удается определить его несущую способность. Это крайне важно для безопасного возведения зданий, подбора оптимального фундамента, определения необходимости дополнительного усиления почвы.
Поиск полезных ископаемых. Тщательный анализ скважины поможет обнаружить богатые скопления полезных ископаемых, определить экономически выгодный способ их добычи.
Строительство ответственных объектов, подверженных динамически изменяющимся нагрузкам. К категории таковых относятся, например, плотины и дамбы. К несущей способности грунта предъявляются особо жесткие требования, при недостатке – требуется дополнительное укрепление.
Подготовка к строительству на особо опасных участках. Примеры – области, подверженные затоплению, с регулярно происходящими землетрясениями. Анализ дает возможность внести в проект изменения, исключающие риск обрушения возводимого объекта.

Разведочное бурение

Гидробуры часто применяются для разведочного бурения. Оно предшествует строительству большинства объектов, позволяет получить данные, необходимые для разработки проекта, на 100% соответствующего нагрузкам, определения типа фундамента и других несущих элементов здания.

Общий список целей разведочного бурения таков:

Изучение геологической структуры участка. Специалисты фиксируют расположение грунтовых слоев.
Определение прочностных характеристик грунта. От них напрямую зависит несущая способность. При недостатке таковой понадобится дополнительное укрепление, подготовка максимально надежного основания, исключающего усадку, деформации здания.
Поиск водоносных горизонтов. Это необходимо для обустройства артезианских скважин, основы для систем водоснабжения, частных автономных или магистральных.
Поиск полезных ископаемых. Грамотно подготовленная скважина позволяет обнаружить скопления различных природных богатств, от железной руды до нефти или газа.

Бурение скважин под воду

Гидробуры широко используются при обустройстве скважин под воду. Они универсальны, подходят для грунтов даже высоких категорий твердости, IV и более. Возможность смены оснастки допускает работу даже на сложных комбинированных участках, в верхних слоях которых сосредоточены скальные породы, в нижних – более мягкие песчаные, глинистые. Популярность оборудования обеспечивается и другими его преимуществами:

Компактность. Работа возможна не только на крупных участках, но и на небольших, куда затруднен проезд тяжелой техники.
Точность бурения. Это упрощает достижение водоносного горизонта.
Высокая производительность. Даже при глубоком залегании грунтовых вод, удается добраться до них с минимальными временными затратами.
Безопасность. Бурение не сопряжено с нанесением ущерба окружающей среде. Объемы вредных выбросов, уровни шума находятся на минимальных отметках.

Подведение итогов

Гидробур – один из наиболее универсальных инструментов. Его эксплуатация не ограничивается только сферами, обозначенными выше. Он востребован в благоустройстве территории, сельском хозяйстве, промышленном производстве и множестве других областей. Правильный подбор оборудования исключает лишние расходы без вреда для результата!