Работа и образование

Технология колонкового бурения. Особенности технологии колонкового бурения скважин

Если грунт, в котором необходимо пробурить скважину, отличается высокой плотностью, то для создания в нем отверстия требуется задействовать специальный буровой инструмент повышенной прочности. Одним из альтернативных методов работы с такого рода грунтом является использование колонковых буров. Именно данный тип бурового инструмента предназначен для создания отверстия необходимого диаметра в бетонной конструкции или в скальной породе. При этом горную породу, образуемую в процессе бурения, можно поднять с помощью того же колонкового бура или разрушить посредством скального бура.

Отправить запрос

× Close

Запрос цены на оборудование

Категория пород по буримости Горные породы
Торф и растительный слой без корней. Рыхлые: лёсс, пески (не плывуны), супеси без гальки и щебня. Ил влажный и иловатые грунты. Суглинки лёссовидные. Трепел. Мел слабый.
Торф и растительный слой с корнями или с небольшой примесью мелкой (до 3 см) гальки и щебня. Супеси и суглинки с примесью до 20% мелкой (до 3 см) гальки или щебня. Пески плотные. Суглинок плотный. Лёсс. Мергель рыхлый. Плывун без напора. Лед. Глины средней плотности (ленточные и пластичные). Мел. Диатомит. Сажи. Каменная соль (галит). Нацело каолинизированные продукты выветривания изверженных и метаморфизованных пород. Железная руда охристая.
Суглинки и супеси с примесью свыше 20% мелкой (до 3 см) гальки или щебня.Лёсс плотный. Дресва. Плывун напорный.Глины: с частыми прослоями (до 5 см) слабосцементированных песчаников и мергелей, плотные, мергелистые, загипсованные, песчанистые.Алевролиты глинистые слабосцементированные.Песчаники слабосцементированные глинистым и известковистым цементом.Мергель.Известняк-ракушечник. Мел плотный.Магнезит. Гипс: тонкокристаллический, выветрелый.Каменный уголь слабый. Бурый уголь.Сланцы: тальковые, разрушенные всех разновидностей.Марганцевая руда. Железная руда окисленная, рыхлая.Бокситы глинистые.
Галечник, состоящий из мелких галек осадочных пород.Мерзлые водоносные пески, ил, торф. Алевролиты плотные глинистые. Песчаники глинистые. Мергель плотный. Неплотные: известняки и доломиты. Магнезит плотный.Пористые: известняки, туфы. Опоки глинистые. Гипс кристаллический. Ангидрит. Калийные соли. Каменный уголь средней твердости. Бурый уголь крепкий. Каолин (первичный). Сланцы: глинистые, песчано-глинистые, горючие, углистые, алевролитовые. Серпентиниты (змеевики) сильно выветрелые и оталькованные. Неплотные: скарны хлоритового и амфибол-слюдистого состава. Апатит кристаллический. Сильно выветрелые: дуниты, перидотиты. Кимберлиты, затронутые выветриванием. Мартитовые и им подобные руды сильно выветрелые. Железная руда мягкая вязкая. Бокситы.
Галечно-щебенистые грунты. Галечник мерзлый, связанный глинистым или песчано-глинистым материалом с ледяными прослойками. Мерзлые: песок крупнозернистый, древеса, ил плотный, глины песчанистые.Песчаники на известковистом и железистом цементе.Алевролиты. Аргиллиты. Глины аргиллитоподобные, весьма плотные, плотные сильно песчанистые. Конгломерат осадочных пород на песчано-глинистом или другом пористом цементе. Известняки. Мрамор. Доломиты мергелистые.Ангидрит весьма плотный. Опоки пористые выветрелые.Каменный уголь твердый. Антрацит, фосфориты желваковые.Сланцы: глинисто-слюдяные, слюдяные, тальково-хлоритовые, хлоритовые, хлорито-глинистые, серицитовые.Серпентиниты (змеевики).Выветрелые: альбитофиры, кератофиры. Туфы серпентизированные вулканические.Дуниты, затронутые выветриванием. Кимберлиты брекчиевидные.Мартитовые и им подобные руды неплотные.
Ангидриты плотные, загрязненные туфогенным материалом.Песчаники: полевошпатовые, кварцево-известняковые.Алевролиты с включением кварца. Известняки: плотные, доломитизированные, скарнированные. Доломиты плотные.Опоки. Сланцы: глинистые, кварцево-серицитовые, кварцево-слюдяные, кварцево-хлоритовые, кварцево-хлоритосерицитовые, кровельные. Хлоритизированные и рассланцованные, альбитофиры, кератофиры, порфириты, габбро.Аргиллиты слабо окремненные.Дуниты, не затронутые выветриванием. Перидотиты, затронутые выветриванием.Амфиболиты. Пироксениты крупнокристаллические. Талько-карбонатные породы.Апатиты.
Скарны эпидотокалщитовые. Колчедан сыпучий.Бурые железняки ноздреватые. Гематито-мартитовые руды.Сидериты.
Аргиллиты окремненные. Конгломераты осадочных пород на кремнистом цементе.Песчаники кварцевые.Доломиты весьма плотные. Окварцованные: полевошпатовые песчаники, известняки.Каолин агальматолитовый. Опоки крепкие плотные.Фосфоритовая плита.Сланцы слабо окремненные: амфибол-магнетитовые, куммингтонитовые, роговообманковые, хлорито-роговообманковые.Слаборассланцованные альбитофиры, кератофиры, порфиры, порфириты, диабазовые туфы, затронутые выветриванием порфиры, порфириты. Крупно- и среднезернистые, затронутые выветриванием граниты, сиениты, диориты, габбро и другие изверженные породы. Пироксениты, пироксениты рудные.Кимберлиты базальтовые.Скарны кальцитосодержащие авгито-гранатовые.Кварцы пористые (трещиноватые, ноздреватые, охристые).Бурые железняки ноздреватые, пористые. Хромиты.Сульфидные руды. Мартито-сидеритовые и гематитовые руды.Амфибол-магнетитовые руды.Аргиллиты кремнистые.
Конгломераты изверженных пород на известковистом цементе.Доломиты окварцованные. Окремненные, известняки, доломиты.Фосфориты плотные, пластовые.Сланцы окремненные: кварцево-хлоритовые, кварцево-серицитовые, кварцево-хлорито-эпидотовые, слюдяные.Гнейсы.Среднезернистые альбитофиры и кератофиры. Базальты выветрелые.Диабазы. Порфиры и порфириты. Андезиты.Диориты, не затронутые выветриванием. Лабрадориты, перидотиты.Мелкозернистые, затронутые выветриванием, граниты, сиениты, габбро.Затронутые выветриванием гранито-гнейсы, пегматиты, кварц-турмалиновые породы.Скарны крупно- и среднезернистые кристаллические: авгито-гранатовые, авгито-эпидотовые.Эпидозиты. Кварцево-карбонатные и кварцево-баритовые породы.Бурые железняки пористые. Гидрогематитовые руды плотные.Кварциты: гематитовые, магнетитовые.Колчедан плотный. Бокситы диаспоровые.
Базальты, не затронутые выветриванием.Конгломераты изверженных пород на кремнистом цементе.Известняки карстовые. Кремнистые: песчаники, известняки.Доломиты кремнистые.Фосфориты пластовые окремненные.Сланцы кремнистые. Кварциты: магнетитовые и гематитовые тонкополосчатые, плотные мартито-магнетитовые.
Роговики амфибол-магнетитовые и серицитизированные.Альбитофиры и кератофиры. Трахиты. Порфиры окварцованные.Диабазы тонкокристаллические.Туфы окремненные, ороговикованные. Затронутые выветриванием: липариты, микрограниты. Крупно- и среднезернистые граниты, гранито-гнейсы, гранодиориты.Сиениты. Габбронориты. Пегматиты. Березиты.Скарны мелкокристаллические: авгито-эпидото-гранатовые, датолито-гранато-геденбергитовые. Скарны крупнозернистые гранатовые.Окварцованные: амфиболит, колчедан. Кварцево-турмалиновые породы, не затронутые выветриванием. Бурые железняки плотные.Кварцы со значительным количеством колчедана.Бариты плотные.
Песчаники кварцевые сливные. Джеспилиты, затронутые выветриванием.Фосфорито-кремнистые породы. Кварциты неравномерно-зернистые. Роговики с вкрапленностью сульфидов. Кварцевые: альбитофиры и кератофиры. Липариты.Мелкозернистые: граниты, гранито-гнейсы, гранодиорит.Микрограниты. Пегматиты плотные, сильно кварцевые.Скарны мелкозернистые: гранатовые, датолито-гранатовые.Магнетитовые и мартитовые руды, плотные, с прослойками роговиков. Бурые железняки окремненные. Кварц жильный.Порфириты сильно окварцованные.
Альбитофиры тонкозернистые, ороговикованные.Джеспилиты, не затронутые выветриванием. Сланцы яшмовидные кремнистые.Кварциты. Роговики железистые очень твердые.Кварц плотный. Корундовые породы. Джеспилиты гематитомартитовые и гематито-магнетитовые.
Совершенно не затронутые выветриванием монолитно-сливные: джеспилиты,кремень, яшмы, роговики, кварциты, эгириновые и корундовые породы.

Бур колонковый Б-04201 предназначен для бурения скважин в грунтах V-VII категории буримости, по СНиП IV-2-82. Наиболее эффективно использование этого бура при бурении в каменистых грунтах, мёрзлых песков, щебеня и гравия, известняка.

Применяемость: БМ-205Д, БКМ-317 / БКМ-318, БКМ-515 / БКМ-515А, БКМ-516 / БКМ-516А, БКМ-534, МРСК-311, ПБКМ-511, БКМ-531, МРСК-512

Бур колонковый Б-04402 предназначен для бурения скважин в грунтах III-VII категории буримости, по СНиП IV-2-82. Наиболее эффективно использование этого бура при бурении в каменистых грунтах, мёрзлых песков, щебеня и гравия, известняка.

Применяемость: БКМ-2012, БКМ-2032

Бур колонковый Б-04802 предназначен для бурения скважин в грунтах III-VII категории буримости, по СНиП IV-2-82. Наиболее эффективно использование этого бура при бурении в каменистых грунтах, мёрзлых песков, щебеня и гравия, известняка.

Применяемость: БКМ-2012, БКМ-2032

Преимущества использование колонковых буров

Главным преимуществом колонкового бура, которое делает его максимально эффективным для выполнения такого рода задач, является то, что осевое усилие при использовании бурового инструмента концентрируется на незначительной площади его режущего кольца. Колонковые буры используются в отечественных бурильных и бурильно-крановых машинах энергетической серии, таких как БМ-205Д, БКМ-317, БКМ-515, БКМ-534, МРСК-311, БКМ-531, МРСК-512 и строительной серии БКМ-2012, БКМ-2032.

Кроме того, на такой бурильный инструмент нередко наплавляется специальный износоустойчивый материал, который существенно продлевает срок службы колонкового бура. Срок эксплуатации заметно повышается при применении термически обработанной высокопрочной стали для крепления зубьев бурильного инструмента.

Благодаря своим отменным техническим характеристикам, колонковые буры пользуются огромным спросом в строительной сфере. На сегодняшний день колонковым бурам фактически не существует достойной альтернативы, что и делает их незаменимыми помощниками при реализации проектов, связанных с бурением отверстий в тяжелом грунте, монолите, скальной породе.

Фотографии колонковых буров с нашего производства

В настоящее время у покупателя есть возможность приобрести буры любой длины и диаметра, что облегчает решение даже весьма нестандартных строительных задач. Компания «АУГЕР», является лучшим поставщиком бурильного оборудования на территории России, полностью оправдывает ожидания потенциального клиента, предлагая огромный выбор колонковых буров от известных мировых производителей.

Продукция, представленная нашей компанией, отличается высокой надежностью и долговечностью. Вкладывая деньги в наш буровой инструмент , вы инвестируете в длительный срок эксплуатации высококачественных комплектующих, которые прослужат вам довольно долго. При этом цена на представленное оборудование остается более чем доступной, что также не может не радовать потенциального покупателя.

Мы стремимся к тому, чтобы предлагать нашим клиентам только самое лучшее по максимально привлекательным ценам. Начав сотрудничество с компанией «АУГЕР», вы убедитесь в том, что работать с нами приятно и выгодно. Огромный выбор колонковых и других буров, а также бесплатные консультации наших специалистов - одни из важнейших наших преимуществ. Мы всегда поможем вам подобрать оптимальный бурильный инструмент, ориентируясь на нужды конкретного проекта. Это гарантирует то, что вам не придется переплачивать лишние деньги.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время бурение скважин, многоцелевое производство и современная промышленность предлагает большой выбор технических средств и технологий, в которых требуется разбираться, чтобы принять правильное решение. В условиях рыночной экономики и жесткой конкуренции между недропользователями к специалистам геологам предъявляются соответствующие требования, так как от его квалификации и знаний, порой на уровне интуиции, может зависеть успех всего предприятия.

КОЛОНКОВОЕ БУРЕНИЕ

Общие сведения

Колонковое бурение является основным техническим способом разведки месторождений твердых полезных ископаемых. Оно также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и при структурно-картировочных изысканиях нефтяных и газовых месторождений. Кроме того, это бурение применяется для различных инженерных целей. Колонковым способом могут буриться шурфы и разведочные шахты. Колонковое бурение получило столь большое распространение по следующим причинам.

1. Оно позволяет извлекать из скважины столбики породы -- керна, по которым можно составить геологический разрез месторождения и опробовать полезное ископаемое.

2. Колонковым способом можно бурить скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости. Из подземных выработок можно бурить восстающие скважины.

3. Бурить скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование.

Общая схема колонкового бурения

Бурение скважины начинается с подготовки подъездных путей и площадки для буровой установки. Перед началом бурения на месте заложения запроектированной скважины разравнивается площадка, выкапываются ямы под емкости для промывочной жидкости и под фундаменты и собирается буровая вышка 14 с буровым зданием 15. В вышке монтируются в требуемом направлении буровой станок 7, буровой насос 18, электродвигатели 19 для привода станка и насоса (рис.3.1). При отсутствии электроэнергии станок и насос приводятся в действие через соответствующую трансмиссию от двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Рис.3.1

После монтажа буровой установки и проверки ее работы производится забуривание скважины в заданном направлении, после чего устье скважины закрепляется направляющей трубой. Все части бурового снаряда соединяются друг с другом при помощи резьбовых (герметичных) соединений. Верхняя ведущая бурильная труба пропускается сквозь шпиндель вращателя бурового станка, закрепляется в зажимном патроне, затем.. на нее навинчивается буровой сальник.

Одновременно оборудуется система для очистки бурового раствора от частиц разбуренной породы. Для охлаждения коронки, очистки забоя от разрушенной породы и выноса на поверхность шлама скважину промывают. Бурение скважины производится в следующей последовательности. При помощи лебедки в скважину спускается буровой снаряд, собираемый из следующих частей: коронки 7, колонковой трубы 6, переходника 5, колонны бурильных труб 4, длина которой увеличивается по мере углубления скважины, вертлюг-сальника 3, нагнетательного шланга 2, соединяющего буровой снаряд с буровым насосом 1. Вращение бурового снаряда сопровождается нагнетанием под давлением промывочной жидкости буровым насосом. Раствор, насыщенный шламом разбуренной породы, поднимается вверх по стволу скважины, где поступает по системе желобов 8 в отстойник 9, где шлам опускается на дно, а осветленная вода в приемный бак 10.


Рис. 3.2

1 - буровой насос; 2 - нагнетательный шланг; 3 - вертлюг - сальник; 4 - колонна бурильных труб; 5 - трубный фрезерный переходник; 6 - колонковая труба; 7 - коронка; 8 - система желобов; 9 - отстойник; 10 - приемный бак

С промывкой и вращением снаряд осторожно доводят до забоя и начинают бурение. Скважину забуривают до коренных пород и врезаются в них на 0,5--1,5 м, после чего опускают направляющую трубу, предназначенную для предохранения устья скважины от размыва и направления изливающейся из скважины жидкости в желобную систему При глубоком бурении всю толщу верхних неустойчивых и водоносных пород перекрывают следующей колонной обсадных труб называемой кондуктором. Затрубное пространство за кондуктором на всю глубину или в нижней части должно быть зацементировано, а кольцевой зазор между направляющей трубой и кондуктором загерметизирован.

В зависимости от физико-механических свойств пород, диаметра и типа буровой коронки шпинделю и буровому снаряду сообщают ту или иную частоту вращения и при помощи регулятора подачи создают необходимую осевую нагрузку на коронку. Частота вращения инструмента подбирается в зависимости от типа коронки, ее диаметра и глубины скважины. Регулятор подачи позволяет создавать необходимое давление резцов коронки на породу забоя, независимо от веса колонны бурильных труб. Вращаясь и внедряясь в породу, коронка выбуривает кольцевой забой, формируя керн. По мере углубления скважины керн заполняет колонковую трубу

Если бурение ведется по устойчивым породам, то для промывки скважины применяется техническая вода. При проходке скважины в недостаточно устойчивых породах промывку ведут глинистым раствором. При бурении в относительно безводных скважинах может применяться продувка забоя сжатым воздухом.

После того как колонковая труба наполнится керном, приступают к подъему инструмента на поверхность. При бурении в крепких и абразивных породах иногда приходится прекращать бурение и приступать к подъему инструмента из-за значительного снижения скорости бурения вследствие затупления резцов коронки или из-за самозаклинивания керна в колонковом снаряде. Перед началом подъема керн должен быть надежно заклинен в нижней части колонкового снаряда и сорван. После заклинивания керна насос выключают и буровой снаряд при помощи лебедки поднимают на поверхность, развинчивая колонну бурильных труб на отдельные свечи. Длина свечей определяется высотой буровой вышки. Свеча свинчивается из двух или трех, а иногда и четырех бурильных труб. Длина свечи на 3--5 м меньше высоты вышки. Свечи устанавливаются на подсвечник. Вес поднимаемой колонны можно определять с помощью индикатора веса.

После извлечения колонкового снаряда на поверхность коронку отвинчивают, керн извлекают из колонковой трубы, инструмент вновь собирают, опускают в скважину и бурение продолжают. При каждом подъеме коронку осматривают и в случае износа заменяют новой. Керн промывают, очищают от глинистой корки, замеряют и укладывают в последовательном порядке в керновые ящики, отмечая интервал скважины, с которого поднят керн, и процент выхода керна.

Если скважина пересекает неустойчивые породы, которые обваливаются или выпучиваются даже при применении специальных промывочных растворов, в нее опускают колонну обсадных труб, перекрывая неустойчивые породы, после чего продолжают бурение скважины коронкой меньшего диаметра. Через 50--100 м проходки измеряют угол наклона (зенитный) и направление (азимут) скважины. После того как скважина пересечет полезное ископаемое и войдет в пустые породы лежачего бока, бурение прекращают, инструмент поднимают и разбирают.

В скважине производят геофизические исследования, (каротаж), измеряют кривизну ствола, температуру, проверяют глубину скважины, после чего приступают к ликвидации скважины. Для этого, прежде, извлекают обсадные трубы (если они не зацементированы), затем заполняют под давлением тампонажным раствором, чтобы по стволу не было перетока подземных вод. После этого буровая установка разбирается и перевозится на новую точку. На месте ликвидированной скважины устанавливают репер.

В крепких породах бурение производят алмазными коронками. В крепких хрупких породах может быть с успехом применено ударно-вращательное бурение с гидро- или пневмоударным механизмом. В породах средней твердости и мягких вращательное бурение ведется коронками, армированными твердосплавными резцами. Если скважины пересекают уже изученные породы, то на участках, где полезное ископаемое отсутствует, целесообразно перейти на бескерновое бурение, которое позволяет повысить производительность бурения за счет значительного увеличения проходки за рейс и сокращения времени на спуско-подъемные операции, а также за счет повышения режимов бурения.

Глубины колонковых скважин бывают различные - от нескольких метров до нескольких тысяч метров. Диаметры колонковых скважин зависят от целей их проходки и от типа породоразрушающего инструмента. При алмазном способе скважины бурятся в основном коронками диаметром 76, 59 и 46 мм. При твердосплавном бурении чаще применяют коронки диаметром 92, 76, 59 мм, При инженерно-геологических и гидрогеологических работах иногда проходят колонковым способом шурфо-скважины диаметром 500--1500 мм. Выпускаются установки для бурения колонковым способом круглых стволов шахт диаметром более 5 м.

Используется колонковое бурение скважин, технология которого имеет свои уникальные особенности, не только для создания в породе отверстий, но и как способ добычи крена.

Данная технология достаточно проста, но, несмотря на это, может справляться и со сложными задачами.

Технология колонкового бурения

Колонковое бурение скважин, технологии, используемые для его реализации, и способы его применения во многом отличаются от других методов. Кроме стандартного использования, колонковое бурение применяется и для геологических исследований.

Стоит отметить, что работа во время бурения скважин производится на очень высоких оборотах, поэтому инструмент подвергается постоянным нагрузкам. Для улучшения его износостойкости применяются особые поверхностно-активные включения.

Поверхностно-активные включения позволяют уменьшить вибрации, воздействующие на оборудование. А промывка столба, которая необходима во время работы, производится с помощью воды. Однако для этого могут использоваться и глинистые растворы, которые позволяют обеспечить защиту от разрушения и осыпания.

Технология колонкового бурения скважин отличается от остальных способом своей работы. Твердосплавная или алмазная коронка производит свое движение лишь по краю, а внутренняя порода изымается после попадания грунта в шнек. Этот метод позволяет осуществлять анализ изымаемой породы с учетом её геологического расположения (природной последовательности пластов).

Во время работы оборудования его переходник, коронка и нижние штанги должны соответствовать соосности. Если производится бурение в твердых породах, осуществляется калибровка ствола с помощью твердосплавного расширителя. Долговечность рабочего инструмента повышается, если место обрабатывается перед началом работы бурильным долотом.

Особенности колонкового бурения

Технология колонкового бурения скважин имеет и бытовое назначение, где используется для предварительных работ перед шнековым бурением водяных скважин. Это связано в первую очередь с надежностью данного способа.

Кроме того, за счёт небольшого диаметра работа производится достаточно быстро, что позволяет произвести выемку грунта на несколько сотен метров вниз за одну смену.

Стоит отметить, что промывка водой при колонковом бурении может заменяться продувкой. Исключение составляют случаи, когда вода присутствует в разрабатываемом грунте. Несмотря на это, данная технология предоставляет возможность работать практически с любым грунтом и производить бурение на глубину до 1000 м.

Особенности колонкового бурения скважин на выставке

Особенности колонкового бурения скважин, технология его применения освещается на крупнейшей отраслевой выставке «Нефтегаз», которая проходит ежегодно в ЦВК «Экспоцентр».

Это мероприятие международного масштаба, на котором принимают участие компании всех сфер, связанных с нефтегазовой отраслью.

Бурение скважин – одна из наиболее актуальных тем, которым уделяется особое внимание на выставке «Нефтегаз» в ЦВК «Экспоцентр». Среди обсуждаемых тем: вопросы развития и улучшения оборудования, применения новых технологий, а также методов бурения.

Читайте другие наши статьи.

Колонковое бурение является основным техническим способом разведки месторождений твердых полезных ископаемых. Оно также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и при структурно-картировочных изысканиях нефтяных и газовых месторож­дений. Кроме того, это бурение применяется для различных инженерных целей. Колонковым способом могут буриться шурфы и разведочные шахты. Колонковое бурение получило столь большое распространение по следующим причинам.

1. Оно позволяет извлекать из скважины столбики породы - керна, по которым можно составить геологический разрез месторождения и опробовать полезное ископаемое.

2. Колонковым способом можно бурить скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости. Из подземных выработок можно бурить восстающие скважины.

3. Бурить скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование.

      Общая схема колонкового бурения

Бурение скважины начинается с подготовки подъездных путей и площадки для буровой установки Перед началом бурения на месте заложения запроектированной скважины разравнивается площадка, выкапываются ямы под емкости для промывочной жидкости и под фундаменты и собирается буровая вышка 14 с буровым зданием 15. В вышке монтируются в требуемом направлении буровой станок 7, буровой насос 18, электродвигатели 19 для привода станка и насоса (рис.3.1). При отсутствии электроэнергии станок и насос приводятся в действие через соответствующую трансмиссию от двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Рис.3.1 Схема бурового агрегата

После монтажа буровой установки и проверки ее работы производится забуривание скважины в заданном направлении, после чего устье скважины закрепляется направляющей трубой. Все части бурового снаряда соединяются друг с другом при помощи резьбовых (герметичных) соединений. Верхняя ведущая бурильная труба пропускается сквозь шпиндель вращателя бурового станка, закрепляется в зажимном патроне, затем.. на нее навинчивается буровой сальник.

Одновременно оборудуется система для очистки бурового раствора от частиц разбуренной породы. Для охлаждения коронки, очистки забоя от разрушенной породы и выноса на поверхность шлама скважину промывают. Бурение скважины производится в следующей последовательности. При помощи лебедки в скважину спускается буровой снаряд, собираемый из следующих частей: коронки 7, колонковой трубы 6, переходника 5, колонны бурильных труб 4, длина которой увеличивается по мере углубления скважины, вертлюг-сальника 3, нагнетательного шланга 2, соединяющего буровой снаряд с буровым насосом 1. Вращение бурового снаряда сопровождается нагнетанием под давлением промывочной жидкости буровым насосом. Раствор, насыщенный шламом разбуренной породы, поднимается вверх по стволу скважины, где поступает по системе желобов 8 в отстойник 9, где шлам опускается на дно, а осветленная вода в приемный бак 10.

Рис. 3.2 Схема прямой промывки скважин:

1 – буровой насос; 2 – нагнетательный шланг; 3 – вертлюг – сальник; 4 – колонна бурильных труб; 5 – трубный фрезерный переходник; 6 – колонковая труба; 7 – коронка; 8 – система желобов; 9 – отстойник; 10 – приемный бак

С промывкой и вращением снаряд осторожно доводят до забоя и начинают бурение. Скважину забуривают до коренных пород и врезаются в них на 0,5-1,5 м, после чего опускают направляющую трубу, предназначенную для предохранения устья скважины от размыва и направления изливающейся из скважины жидкости в желобную систему При глубоком бурении всю толщу верхних неустойчивых и водоносных пород перекрывают следующей колонной обсадных труб называемой кондуктором. Затрубное пространство за кондуктором на всю глубину или в нижней части должно быть зацементировано, а кольцевой зазор между направляющей трубой и кондуктором загерметизирован.

В зависимости от физико-механических свойств пород, диаметра и типа буровой коронки шпинделю и буровому снаряду сообщают ту или иную частоту вращения и при помощи регулятора подачи создают необходимую осевую нагрузку на коронку. Частота вращения инструмента подбирается в зависимости от типа коронки, ее диаметра и глубины скважины. Регулятор подачи позволяет создавать необходимое давление резцов коронки на породу забоя, независимо от веса колонны бурильных труб. Вращаясь и внедряясь в породу, коронка выбуривает кольцевой забой, формируя керн. По мере углубления скважины керн заполняет колонковую трубу

Если бурение ведется по устойчивым породам, то для промывки скважины применяется техническая вода. При проходке скважины в недостаточно устойчивых породах промывку ведут глинистым раствором. При бурении в относительно безводных скважинах может применяться продувка забоя сжатым воздухом.

После того как колонковая труба наполнится керном, приступают к подъему инструмента на поверхность. При бурении в крепких и абразивных породах иногда приходится прекращать бурение и приступать к подъему инструмента из-за значительного снижения скорости бурения вследствие затупления резцов коронки или из-за самозаклинивания керна в колонковом снаряде. Перед началом подъема керн должен быть надежно заклинен в нижней части колонкового снаряда и сорван. После заклинивания керна насос выключают и буровой снаряд при помощи лебедки поднимают на поверхность, развинчивая колонну бурильных труб на отдельные свечи. Длина свечей определяется высотой буровой вышки. Свеча свинчивается из двух или трех, а иногда и четырех бурильных труб. Длина свечи на 3-5 м меньше высоты вышки. Свечи устанавливаются на подсвечник. Вес поднимаемой колонны можно определять с помощью индикатора веса.

После извлечения колонкового снаряда на поверхность коронку отвинчивают, керн извлекают из колонковой трубы, инструмент вновь собирают, опускают в скважину и бурение продолжают. При каждом подъеме коронку осматривают и в случае износа заменяют новой. Керн промывают, очищают от глинистой корки, замеряют и укладывают в последовательном порядке в керновые ящики, отмечая интервал скважины, с которого поднят керн, и процент выхода керна.

Если скважина пересекает неустойчивые породы, которые обваливаются или выпучиваются даже при применении специальных промывочных растворов, в нее опускают колонну обсадных труб, перекрывая неустойчивые породы, после чего продолжают бурение скважины коронкой меньшего диаметра. Через 50-100 м проходки измеряют угол наклона (зенитный) и направление (азимут) скважины. После того как скважина пересечет полезное ископаемое и войдет в пустые породы лежачего бока, бурение прекращают, инструмент поднимают и разбирают.

В скважине производят геофизические исследования, (каротаж), измеряют кривизну ствола, температуру, проверяют глубину скважины, после чего приступают к ликвидации скважины. Для этого, прежде, извлекают обсадные трубы (если они не зацементированы), затем заполняют под давлением тампонажным раствором, чтобы по стволу не было перетока подземных вод. После этого буровая установка разбирается и перевозится на новую точку. На месте ликвидированной скважины устанавливают репер.

В крепких породах бурение производят алмазными коронками. В крепких хрупких породах может быть с успехом применено ударно-вращательное бурение с гидро- или пневмоударным механизмом. В породах средней твердости и мягких вращательное бурение ведется коронками, армированными твердосплавными резцами. Если скважины пересекают уже изученные породы, то на участках, где полезное ископаемое отсутствует, целесообразно перейти на бескерновое бурение, которое позволяет повысить производительность бурения за счет значительного увеличения проходки за рейс и сокращения времени на спуско-подъемные операции, а также за счет повышения режимов бурения.

Глубины колонковых скважин бывают различные - от нескольких метров до нескольких тысяч метров. Диаметры колонковых скважин зависят от целей их проходки и от типа породоразрушающего инструмента. При алмазном способе скважины бурятся в основном коронками диаметром 76, 59 и 46 мм. При твердосплавном бурении чаще применяют коронки диаметром 92, 76, 59 мм, При инженерно-геологических и гидрогеологических работах иногда проходят колонковым способом шурфо-скважины диаметром 500-1500 мм. Выпускаются установки для бурения колонковым способом круглых стволов шахт диаметром более 5 м.