Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Бурением называется способ проходки цилиндрических гор­ных выработок — буровых скважин и шахтных стволов.

Буровая скважина характеризуется относительно неболь­шим поперечным сечением (диаметр 25—900 мм) и часто зна­чительной протяженностью (глубиной), которая к настоящему времени превысила 9 км. Скважины проходят с поверхности и из подземных горных выработок под любым углом к горизонту.

Элементами скважины являются: 1) устье — начало сква­жины; 2) забой — дно скважины; 3) цилиндрическая поверх­ность — стенки скважины.

Сооружение скважины осуществляется с помощью специ­ального бурового оборудования и складывается из нескольких процессов: 1) разрушения горной породы на забое, в результате которого происходит продвижение забоя — углубление сква­жины; 2) очистки забоя скважины от разрушенной породы; 3) отбора керна; 4) крепления стенок скважины; 5) производ­ства спуско-подъемных операций при подъеме образцов гор­ных пород (керна), замены износившегося породоразрушаю­щего инструмента при проведении исследований в скважинах, креплении стенок скважины и при выполнении других работ.

При вращательном бурении два первых процесса — разру­шение породы и очистка скважины — совмещены во времени. К креплению скважин прибегают при проходке неустойчивых горных пород и при создании канала для транспортировки не­которых полезных ископаемых.

В скважинах производят ряд наблюдений, исследований и операций: замеряют уровень воды (жидкости), откачивают или нагнетают ее, определяют температуру жидкости и горных по­род, исследуют проходимые породы методами скважинной гео­физики (каротаж), фотографирования и телевидения, осущест­вляют контроль пространственного положения оси скважины и т. д.

Область применения бурения весьма обширна. Оно исполь­зуется при поисках, разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Соответственно этому скважины по на­значению разделяются на:

1) разведочные — картировочные, структурные, поиско­вые и собственно разведочные;

2) эксплуатационные — служащие для добычи жид­ких, газообразных и Некоторых твердых полезных ископаемых;

3) специальные, или технические, проходимые для осу­шения шахтных полей, замораживания горных пород при строи­тельстве горных предприятий в сложных горно-геологических условиях, дегазации при добыче опасных по взрыву газа полез­ных ископаемых, для предотвращения горных ударов, тушения подземных пожаров, бурения взрывных скважин-шпуров при добыче полезных ископаемых открытым способом и т. д.

В большом объеме буровые работы выполняются при соору­жении гидрогеологических скважин при поисках и исследова­ниях водоносных горизонтов, водозаборных скважин, при ме­лиорации, а также скважин, необходимых для инженерно-гео­логических исследований (при жилищном и промышленном строительстве, сооружении гидроэлектростанций, мостов, же­лезных и шоссейных дорог и других инженерных сооружений).

Все современные способы бурения разделяются на две группы: механические и физические.

Механические способы бурения широко распространены в практике благодаря их универсальности. Они пригодны для бурения всех видов горных пород. К механическим способам относятся: 1) вращательное разведочное бурение с примене­нием алмазного и твердосплавного породоразрушающего ин­струмента; вращательное роторное бурение и вращательное с применением турбобуров, электробуров, а также винтовых объемных гидравлических двигателей, шнековое бурение и др.;

2) ударно-канатное бурение; 3) ударно-вращательное, с приме­нением гидро — и пневмоударных забойных механизмов; 4) виб­рационные — собственно вибрационное, виброударное, магнито- стрикционное.

К физическим (бездолотным) способам можно отнести:

1) термобурение — огневое и плазменное; 2) взрывание — им­пульсное и с помощью взрывобуров; 3) гидравлическое — гид­родинамическое и кавитационное; 4) элсктроимпульсное.

Из перечисленных бездолотных способов в промышленности ограниченно применяется лишь огневое при проходке взрывных скважин на карьерах. Другие способы еще не вышли из ста­дии лабораторных испытаний.

При сооружении разведочных скважин основным способом бурения является вращательный (колонковый) с его разновид­ностями: твердосплавным, алмазным, ударно-вращательным (гидроударным и ппевмоударным), вращательное бескерновое п шнековое бурение. Каждый из перечисленных способов имеет рациональную область применения, определяемую целевым на­значением скважины и условиями их проведения. Этим в зна­чительной мере определяются эффективность и качество каж­дого вида разведочных буровых работ.

Комментарии запрещены.