Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Разработка рыхлых пород с обломочными включениями при горном производстве или проходке буровых скважин всегда пред­ставляла значительные трудности.

Бурение скважин в рыхлых породах с обломочными твердыми включениями осуществляют в основном ударным способом с весьмй низкой производительностью труда и высокими трудозатратами. Процесс бурения почти всегда требует закрепления стенок скважины обсадными трубами.

Характер рыхлых отложений подобного типа во многом определя­ется размером слагающих обломочных твердых частиц, их прочностью и количественным соотношением. Гранулометрический состав этих отношений чрезвычайно разнообразен. Крупность слагающего их материала колеблется в значительных пределах: от глинистых частиц размером 0,005 мм и менее до валунов 0,5 м, иногда достигающих размера 1,5—2 м. Тем не менее валуны размером более 0,5 м встречаются очень редко; их количество не превышает 0,5—5%.

Классификация обломочного материала и цементирующих частиц по крупности приведена в табл. 11.1.

Наиболее важно с точки зрения процесса бурения количественное отношение валунов и крупной гальки ко всему объему пород. По этому признаку с учетом твердости цементирующего материала разработана классификация пород по буримости, включающая шесть категорий. В. П. Кренделевым предложено подразделение обломочных пород на четыре группы (табл. 11.2).

Геологические и гидрогеологические условия залегания рыхлых отложений с обломочными включениями также оказывают сущест­венное влияние на процесс бурения скважин в этих отложениях. По этим условиям отложения могут быть подразделены на следующие:

1) сухие и слабообводненные;

2) немерзлые сильнообводненные;

3) залегающие в условиях сплошной мерзлоты;

4) залегающие в перемежающихся немерзлых и мерзлых породах.

Наибольшие сложности при бурении пород с обломочными

включениями возникают при наличии в их составе валунов. При этом необходимость высококачественного опробования таких толщ вынуждает вообще отказаться от бурения скважин и разведку вести 204 .

с помощью проходки шурфов или бурить скважины с большим диаметром (не менее 0,5 м) в основном грейферным способом.

Известны четыре способа удаления валуна из створа скважины:

1) разрушение его с последующим удалением из скважины продук­тов разрушения;

2) постепенное обнажение валуна от рыхлого заполнителя и затем его извлечение;

3) захват валуна инструментом в процессе углубления скважины и извлечение его из скважины вместе с заполнителем;

4) оттеснение (вдавливание) валуна в стенки скважины.

Первый способ имеет две разновидности: а) разрушение валуна

после его частичного или полного обнажения с помощью сильных ударов или за счет использования электрогидравлического эффекта, взрывчатого вещества, какого-либо иного импульсного воздействия;

б) разрушение в процессе бурения скважины (при колонковом бурении это может быть просто выбуривание керна в валуне, при ударно­канатном— частичное или полное разрушение валуна на мелкие куски и шлам). Наибольший практический интерес представляют второй и третий способы. Разрушение валуна—процесс достаточно трудоем­кий, требующий использования специального оборудования или длительного времени.

До последнего времени какие-либо теоретические разработки в области бурения рыхлых отложений с обломочными твердыми включениями отсутствовали. В настоящий раздел включены материалы исследований, выполненных под руководством и при участии автора В. А. Барашковым, А. О. Бухаровым, С. Г. Кочеровым, Д. И. Павло­вым, Ю. А. Арсентьевым, А. В. Агафоновым и А. П. Полежаевым. Все исследования были выполнены на основе использования методов механики и могут служить иллюстрацией того, как достаточно простые модели исследуемых процессов могут давать полезные для практики результаты.

Комментарии запрещены.