+380 44500-49-32
+380 67880-66-06
+380 96505-27-23

Заказать услугу

Колонковое бурение

Сущность колонкового вращательного бурения заключается в том, что горная порода разрушается с наружи поперечного сечения кольцевой части скважины и сохраняет столбик породы — керна.

Принципиальная схема современной буровой.установки для вращательного колонкового бурения приведена на рис.1.

На месте запроектированной скважины устанавливаются вышка (мачта) 20, а в буровом здании 23 — буровой станок 21, буровой насос 22 с двигателями 24 и 25, пульт управления 26 и панель контрольно-измерительных приборов и регистрирующей аппаратуры 27, труборазворот 28. Для циркуляции промывочной жидкости устраивается циркуляционная система, состоящая из желобов 29 и отстойников 19.

shemaburovoy

Колонковый набор, состоящий из коронки 1, колонковой трубы 3 и переходника 4, опускается в скважину на колонне бурильных труб 5. Бурильную колонну опускают с помощью лебедки 8 станка через талевую оснастку, включающую в себя талевый блок 14, талевый канат 15 и кронблок 16. Бурильные трубы свинчиваются и развинчиваются труборазворотом. Опущенная в скважину колонна соединяется с ведущей бурильной трубой 10, проходящей через вращатель 7 станка и подвешенной через вертлюг-сальник 12 и вертлюг-амортизатор 13 к талевому блоку. Ведущая бурильная труба закрепляется в зажимном патроне 9 вращателя, передающем вращение бурильной колонне в процессе бурения. Включается насос, засасывающий промывочную жидкость из отстойника через храпок (фильтр) 17 и всасывающий шланг 18. Далее промывочная жидкость подается через нагнетательный шланг 11 и вертлюг-сальник внутрь бурильной колонны. В соответствии с физическими и механическими свойствами буримых пород буровой коронке передаются необходимая частота вращения и осевая нагрузка при соответствующем расходе промывочной жидкости. Коронка, разрушая породу по кольцевому забою, выбуривает керн 2, поступающий в колонковую трубу. Промывочная жидкость охлаждает коронку, очищает забой от выбуренных частиц пород (шлама) и поднимается в затрубном пространстве. Далее выходит на поверхность из направляющей трубы 6, попадает в желоба и отстойники, где очищается от шлама и вновь поступает в насос.

После заполнения колонковой трубы керном или затупления коронки бурение прекращают, керн заклинивают от выпадения и снаряд поднимают на поверхность. После извлечения керна и замены коронки буровой снаряд опускают в скважину и продолжают бурение. Процесс бурения контролируется по контрольно-измерительным приборам и аппаратуре. Пробуренные интервалы скважины, представленные обрушающимися или поглощающими породами, обычно закрепляют обсадными трубами, а бурение уже продолжают коронками меньшего диаметра.

kolburenie

По мере необходимости, а также после окончания бурения в скважине производятся геофизические и гидрогеологические исследования. Скважина, выполнившая геологическое задание или свое назначение, ликвидируется, а оборудование демонтируется и перевозится на новую точку.

Колонковое бурение обеспечивает наиболее точную геологическую ситуацию, так как позволяет отобрать образцы ненарушенной структуры по всей глубине скважины. Этот метод позволяет бурить скважины в породах, которые имеют разную твердость и под любым углом (вертикальные, наклонные, горизонтальные и восстающие из подземных выработок). Также следует отметить возможность бурения инструментами малых диаметров на большие глубины при относительно небольшом и легком оборудовании, при этом с небольшими энергетическими и финансовыми затратам. Именно поэтому такой тип бурения стал наиболее распространенным.
Напластование инженерно-геологических элементов, глубину их залегания, мощность и морфологию определяется достаточно точно по результатам колонкового бурения.

Для разрушения породы при этом виде бурения используются коронки, армированные алмазами и твердыми сплавами, а также буровая дробь с дробовыми коронками. В связи с этим различают следующие виды бурения: твердосплавное для бурения пород I—VIII категорий по буримости, алмазное и дробовое— VII—XII категорий.

Диаметры скважин, принимаемые по диаметру коронок, по принятому стандарту бывают от 36 до 151 мм. Глубина скважин изменяется от нескольких метров до сотен метров.

В зависимости от физических и механических свойств грунтов, которые нужно пройти и от глубины скважины, бурение таким способом производится «всухую», с промывкой водой или глинистыми растворами, с продувкой сжатым воздухом, а также возможен безнасосный способ. Выбор агента для очистки скважины от шлама производится в зависимости от свойств проходимых грунтов.

grunt

Колонковое бурение «всухую» с продувкой воздухом следует использовать для проходки скважин глубиной до 30 м в глинистых и песчаных слабообводненных грунтах, устойчивых в стенках скважин. Бурение «всухую» происходит наиболее эффективно при налички в скважине подземных вод или при подливе в скважину воды.

Колонковое бурения с промывкой следует использовать для проходки в скальных и полускальных грунтах, в отдельных случаях для проходки песчаных и глинистых грунтов. В качестве промывочной жидкости используют воду или глинистый раствор.

Бурение с промывкой в нескальных грунтах (песчаных и глинистых) имеет недостатки так, как происходит изменение химического и минералогического состава грунтов, искажается точная глубина появления грунтовых вод, вследствие воздействия промывочной жидкости. Использование в качестве промывочной жидкости глинистого раствора приводит к кальматации трещин, а порой к просачиванию в безнапорные водоносные горизонты. Бурение с промывкой хорошо подходит при проходке полускальных и скальных грунтов так, как не имеет вышеперечисленных недостатков.

Колонковое бурения с продувкой воздухом рекомендуется осуществлять в необводненных, устойчивых в стенках скважин грунтах, трещиноватых скальных и полускальных, где обеспечение нормальной циркуляции промывочной жидкости практически невозможно, в мёрзлых грунтах, в пустынных засушливых местностях, в условиях бездорожья, труднодоступных и горных районах, где водоснабжение затруднено. Бурение с продувкой по сравнению с бурением с промывкой имеет ряд преимуществ: более высокую механическую скорость бурения, увеличенную проходку на породоразрушающий инструмент, улучшенные условия труда (особенно в зимнее время). Бурение с продувкой в грунтах, естественная структура которых нарушается от контакта с водным раствором, предотвращает размыв стенок скважин и образование обвалов.

Сущность «безнасосного» бурения заключается в том, что проходка скважин ведется обычным колонковым способом без подачи насосом на забой промывочной жидкости и с расхаживанием бурового снаряда. Циркуляция жидкости между стенками скважины и наружной поверхностью колонкового снаряда, а также между керном и внутренней поверхностью коронки и колонковой трубы происходит вследствие расхаживания снаряда.