Колонковые буры с шарошками

Буровые коронки с роликовыми конусами — это специализированные ротационные буровые инструменты, предназначенные для получения репрезентативных образцов горных пород из глубоких фундаментов, в первую очередь для оценки врезки в скальные породы и подземной характеристики в проектах глубоких выемок и улучшения грунтов. Эти инструменты состоят из цилиндрической коронки с внутренней коронкой и ротационной головкой, оснащенной роликовыми конусами — обычно тремя вращающимися закаленными стальными или с твердосплавными наконечниками конусами, в которые встроены вставки из вольфрама или алмаза. Буровая коронка образует структурный интерфейс между бурильной колонной и режущей головкой, позволяя извлеченному горному материалу быть захваченным и извлеченным целиком для геологических и геотехнических анализов. Буровые коронки с роликовыми конусами применяются в различных методах глубоких фундаментов: в строительстве стен в грунте, где определение глубины и качества скальных пород диктует поддержку выемки и емкость врезки свай; в секущих и тангенциальных стенах свай, для проверки глубины врезки в скальные породы и характеристик несущего слоя; в отсечных занавесах и конструкциях контроля фильтрации, для оценки проницаемости и зон закачки раствора в потенциальных горизонтах закачки; а также в предварительном бурении для обследования участка перед крупными выемками или подпирательными работами. Их основная функция заключается в обеспечении контролируемого извлечения образцов с документированным показателем качества горных пород (RQD), испытаниями на одноосное сжатие и характеристикой трещин, необходимыми для проверки проектирования и обеспечения качества строительства. Принцип работы основан на вращающем моменте, приложенном к бурильной колонне, что вызывает вращение роликовых конусов вокруг оси буровой коронки при их нажатии на скальную поверхность. Режущее действие в основном состоит из шлифования и дробления — отдельные зубья конуса постепенно разрушают горный материал под роликовым конусом, позволяя раздробленному материалу падать в внутреннюю коронку. По мере продвижения буровой коронки секция за секцией захватывает колонну породы, которая удерживается гравитационно действующим захватом (шарикового или корзинного типа), расположенным в основании коронки. Как только достигается желаемая длина образца (обычно 3–10 метров за проход), вся сборка извлекается, и образец аккуратно извлекается, измеряется, регистрируется и подготавливается для лабораторных испытаний в соответствии со стандартами ISRM (Международного общества по механике горных пород). Конфигурации оборудования включают стандартные системы с проводом (размеры NQ, HQ, PQ, соответствующие диаметрам образцов 47.6, 63.5 и 85 мм) и традиционные коронки, подвешенные на штангах. Дизайны роликовых конусов варьируются в зависимости от классификации твердости породы: для более мягких образований используются вставки с твердосплавными наконечниками с большим расстоянием между конусами, в то время как для очень твердых или абразивных пород требуются кнопочные сверла из вольфрама с более плотной расстановкой кнопок. Удлиненные коронки для толстых слоев, коронки с разделенной трубкой для улучшенного сохранения образцов и специализированные системы ориентированных образцов для оценки структурной геологии представляют собой распространенные варианты. Выбор конфигураций буровых коронок с роликовыми конусами зависит от ожидаемой прочности породы (диапазон UCS), требований к извлечению образцов, указанных в объеме геотехнического исследования, ограничений бюджета на бурение и совместимости с мощностью установки. Бурильщики должны сбалансировать качество извлечения с скоростью бурения — агрессивная подача увеличивает скорость проникновения, но рискует нарушить образец; консервативная техника минимизирует разрушение, но увеличивает сроки проекта. Применимые стандарты включают ISO 13311-1 (ориентированные образцы и характеристика горной массы), DIN 4095 (немецкий стандарт для бурения и коронок) и рекомендации API (Американского института нефти), адаптированные для гражданского строительства. Оценка RQD проводится в соответствии с рекомендациями ISRM, с фотографированием образцов и сохранением образцов в коробках, документируемыми в соответствии со стандартами ISO 14689.