Главная → Статьи

Способы бурения скважин

Скважиной называют цилиндрическую выработку в грунте относительно большой глубины. Так, для добычи нефти пробуривают скважины глубиной до нескольких километров. В мостостроении глубина скважин для устройства буровых свай редко превышает 30 м от поверхности грунта для большей части территории нашей страны. Это объясняется тем, что коренные породы или достаточно уплотненные грунты, которые могут служить надежным основанием опор мостов, в большинстве случаев встречаются на глубине до 30 м.

Однако в отдельных случаях глубина заложения фундаментов достигает 40—60 м. Фундаменты опор закладывают в различных грунтовых условиях: в толще сжимаемых грунтов, на кровле скальных пород или с заделкой в скальные породы. Поэтому скважины приходится бурить в различных грунтовых условиях.

Скважины всегда имеют цилиндрическую форму и могут быть вертикальными или наклонными. Начало скважины называют устьем, дно скважины — забоем, а боковую поверхность — стенками.

Различают два способа бурения скважин: ударный и вращательный.

При ударном способе бурения породу разрушают и удаляют специальным инструментом или промывкой глинистым раствором. Ударный способ в зависимости от вида снарядов подразделяют на штанговое или ударно-канатное бурение.

При штанговом бурении долото соединено с механизмами станка при помощи трубчатых штанг, при ударно-канатном бурении— стальным тросом. Штанговое бурение более сложно и менее производительно, поэтому оно не получило распространения и практического интереса не представляет. В настоящей работе рассмотрено только ударно-канатное бурение.

При вращательном способе бурения породу разрушают вращающимся долотом и разбуренную породу удаляют специальным инструментом или промывкой глинистым раствором. В зависимости от вида разработки забоя вращательный способ подразделяют на сплошное и колонковое бурение.

При сплошном бурении породу разрабатывают целиком, а при колонковом — по кольцу, причем в середине скважины остается неразрушенный столбик. Расход энергии на колонковое бурение скважин меньше, чем для сплошного бурения.

Ударно-канатное бурение применяется уже более 100 лет (с 1854 г.).

При ударно-канатном бурении разбуренную породу выбирают желонкой или эрлифтом, однако можно пользоваться прямой промывкой глинистым раствором. Ударно-канатное бурение осуществляется станками УКС (ударно-канатный станок). В мостостроении ударно-канатное бурение широко применяют для бурения скважин в скальных породах, а также для преодоления отдельных препятствий из валунов.

Роторное бурение со сплошным разбуриванием забоя и выдачей грунта при обратной промывке глинистым раствором применяется с 1894 г. Такое бурение можно производить станками с двигателем, расположенным как над устьем забоя, так и в самом забое. К станкам первого типа относятся буровые установки ЦНИИС, КШК-25, Щепотьева-Иванова и др.; к станкам второго типа — турбобуры. Для мостостроения большой интерес представляет бурение скважин больших диаметров, применяемое на угольных разработках (на нефтяных и газовых промыслах обычно бурят скважины небольших диаметров). Роторное бурение скважин больших диаметров для проходки горных пород в СССР впервые внедрено в 1938 г. в Донбассе при бурении вентиляционных скважин диаметром 0,8 м и глубиной 146 м.

Ротор предназначен для вращения буровой колонны; вращается от электродвигателя.

Вертлюг является опорным подшипником буровой колонны, предотвращает закручивание талевой оснастки и обеспечивает поступление глинистого раствора или сжатого воздуха в буровую колонну.

Буровая труба предназначена для передачи вращения долоту и для подводки глинистого раствора.

Ваш отзыв