Приветствую всех читателей на канале. В этой статье будет рассказываться о способах бурения. Существуют способы, получившие наибольшее применение и есть способы, которые находятся или находились на стадии экспериментов.
1. Механическое бурение - Разрушение горной породы происходит с использованием породоразрушающего инструмента (ПРИ). В качестве ПРИ применяют долото или коронку (Рис.1). О породоразрушающих инструментах будет выпущена отдельная обширная статья или серия.
В механическом способе горная порода под воздействием ПРИ разрушается и выносится на поверхность из скважины воздухом или буровым раствором. Это самый распространенный способ бурения, а получил он такое признание за счет следующих достоинств:
- возможность отбора проб для составления геологического разреза
- бурение возможно в заданном направлении ( при использовании спец. инструмента)
- использование в качестве очистки забоя скважины от выбуренных частиц различные растворы
Помимо достоинств механический способ имеет и ряд недостатков, которые заставили изобретателей искать альтернативные способы бурения:
- износ породоразрушающего инструмента требует постоянной замены, а это снижает скорость бурения
- с увеличением глубины бурения снижается эффективность, требуется увеличение мощности
Механический способ имеет ряд разновидностей, которые обусловлены определенными геолого-технологическими задачами. Например, необходимо пробурить скважину с целью получения образцов горной породы и не просто разрушенной породы, а с сохранением целостности структуры горного массива. В этом случае применяют такой вид механического способа как колонковое бурение. При таком способе геологи получают образец породы ( керн) (Рис. 2) в виде колонки неразбуренной породы. Отсюда и название - колонковое бурение. В геологоразведке наиболее часто используемый вид буровых работ.
2. Гидродинамическое бурение(Рис.3) - Горная порода разрушается напором жидкости под высоким давлением. Здесь тоже есть разновидности - первая - разрушение происходит на всей площади забоя скважины, вымывая и растворяя горную породу. Если крепость горной породы высокая, то тогда в жидкость добавляют абразивный материал (стальная дробь, кварцевый песок).
Вторая разновидность данного способа заключается в применении долота, имеющего гидромониторные насадки(Рис.4), позволяющие увеличивать скорость вылета струи жидкости.
Гидродинамическое бурение легче всего сравнить с автомойкой (Рис.5), когда под большим давлением вода проходя через сопло пистолета мойки смывает грязь с автомобиля.
3. Термическое бурение - Его еще называют огнеструйное бурение (Рис. 6), при этом способе под воздействием огненной струи (t -2300 градусов по Цельсию) состоящей из керосина и кислорода происходит полное разрушение горной породы и под воздействием газов, возникающих при сгорании, сгоревшая порода выносится на поверхность.
Собственно горелка имеет два или более отверстий для выхода струи и имеет водяную систему охлаждения от перегрева(Рис.7).
4. Электротермическое бурение - Как и в предыдущем способе, в основе также лежит разрушение горной породы путем нагрева. В качестве агрегатора выступает электрический ток. Он нагревает специальные насадки, а те в свою очередь воздействуют на породу. Наибольшее применение данный способ получил при исследовании льдов Антарктиды(Рис. 7).
5. Взрывное бурение - Разработано ученым А.П. Островским. При этом способе порода разрушается под воздействием направленного взрыва. Пластмассовые капсулы с зарядом подаются жидкостью на забой скважины через равные промежутки времени. При ударе о забой в капсуле срабатывает взрыватель и происходит направленный взрыв. (Рис. 8)Таким способом была пробурена скважина глубиной 2800 м. За время бурения количество зарядов в час подавалось 300 шт.
Данный способ пока не нашел широкого применения и на сегодняшний день пока что еще ведутся различные эксперименты.
Вот такие существуют способы бурения скважин. Не стесняйтесь комментировать и задавать вопросы - отвечу всем.
На этом пожалуй и закончим. Всем удачи и до встречи на канале. Впереди еще много интересных статей о бурении. Подписывайтесь!