Вращательное бурение скважин
Бурение скважин - это проведение с помощью механических приспособлений скважин круглого сечения, горизонтальных. вертикальных и наклонных.
Скважины служат:
1) для изучения строения земной коры и находящихся в ней различных полезных ископаемых — разведочное бурение скважин;
2) для извлечения из недр земли нефти, воды, соляных рассолов, серных растворов, горючих газов — эксплуатационное бурение скважин;
3) для различных вспомогательных горнотехнических целей — вентиляционные скважины, скважины для спуска пустой породы в подземные выработки при мокрой закладке и другое;
4) для строительных целей — определение коренных пород для постройки фундаментов капитальных сооружений.
В зависимости от способа выполнения скважин различают две основных системы бурения с помощью убш: ударную и вращательную, каждая из которых имеет ряд разновидностей.
Вращательное бурение скважин производится высверливанием породы при постоянном промывании скважины глинистым раствором или водой, выносящими на поверхность буровую грязь. При мелком ручном бурение скважин в мягких породах вращательное бурение производится на полых штангах пустотелыми бурами различной формы и сверлами-штопорами. При твердых породах и глубоком бурении применяют два метода вращательного бурения: колонковое и бесколонковое.
Колонковое (алмазное, дробовое, бурение зубчатой стальной коронкой) производится помощью полых штанг, на нижнем конце которых находится цилиндрическое кольцо — "коронка". На работающей поверхности коронки вставляются два ряда алмазов, количеством 6—12 штук и весом каждый от 3/4 до 3 карат (карат=0,2 г).
При вращательном и поступательном движении штанг (алмазное бурение) алмазы высверливают кольцевое пространство в виде цилиндра, внутри его остается нетронутым столбик пройденной породы, входящий через пружинный рватель в колонковую трубу и периодически, через 2—3 м проходки, вынимаемый на поверхность. При выполнении бурения в породах, имеющих среднюю твердость, алмазы могут быть заменены суррогатом алмаза — воломитом и другими — или же зубчатой стальной коронкой.
Колонковое бурение производится также успешно с помощью мелких кусочков зеркального чугуна «дробью». Дробь забрасывается в забой скважины через полые штанги одновременно со струей нагнетаемой насосом воды, служащей для подъема на поверхность выбуриваемой при колонковом бурении грязи и охлаждающей коронку, сильно нагревающуюся в процессе бурения. При этом, благодаря постоянному вращению коронки (от 80 до 200 оборотов в минуту) и развивающейся значительной центробежной силы, дробь в забое стремится расположиться на краю коронки и трением о породу высверливает кольцевое пространство, соответствующее толщине кромки коронки.