УДАРНО-КАНАТНЫЕ

БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ

Технология канатно-ударного бурения

Технологический процесс канатно-ударного бурения

Технология канатно-ударного бурения зародилась в Китае около 4000 лет назад. Ударно-канатное бурение – самый древний вид бурения, который до сих пор широко используется.

Основная цель этой технологии бурения состоит в том, чтобы получать геологические образцы россыпей, осуществлять ремонтные работы и бурить скважины на воду, повысив безопасность бурения и снизив количество производственных отходов.

Ударно-канатное бурение осуществляется за счет погружения в отверстие проволочного каната или троса, на конце которого находится тяжелое остроконечное изделие из стали - так называемое буровое долото. За счет возвратно-поступательного перемещения бурового долота от пласта откалываются небольшие фрагменты.

Канат натягивается на буровой мачте с помощью шкива и электродвигателя. При бурении скважины в рыхлых пластах часто используют обсадные колонны, чтобы стенки скважины не осыпались.

Для забора керна вместо долота к ударной штанге можно присоединить ложечный керноотборник с продольной прорезью и бурильный башмак. Для отрыва и удержания керна на дне керноотборника помещают кернорватель. После забора керна керноотборник достают из забоя, раскрывают и извлекают из него керн.

Подтипы ударно-канатного бурения

Существует 2 подтипа ударно-канатного бурения:

  1. бурение с промывкой
  2. сухое бурение

Ударно-канатное бурение с промывкой применяется чаще, чем сухое ударно-канатное бурение, и подходит для любых пород, включая базальт. Ударное воздействие бурильного долота разбивает породу, откалывая от нее куски. Вода используется для создания шлама, который затем вынимают из забоя с помощью желонки. После того, как шлам убран, процесс бурения можно продолжить. Этот метод ударно-канатного бурения крайне редко используют для забора керна для геологических исследований, поскольку качество керна получается низким из-за того, что пылеобразная порода смешивается с водой. Кроме того, опять же из-за воды, очень сложно определить примеси в породе.

Сухое ударно-канатное бурение очень похоже на забивание свай, поскольку в этом методе бурения в почву загоняется обсадная колонна. Порода под ударом проталкивается в обсадную колонну. Качество среза в этом случае практически идеальное, поскольку нет доступа воды.

Технологические сложности, связанные с ударно-канатным бурением

Главная проблема данной технологии – низкая скорость бурения. Поэтому ее используют в основном для бурения на глубину не более 250 метров. Хотя древние китайцы бурили с помощью ударно-канатного бурения скважины глубиной до 1000 метров, на завершение работы требовались десятилетия.

Другие ограничения связаны с тем, что данная технология предназначена только для вертикального бурения.

Каков расход воды при ударно-канатной технологии бурения с промывкой?

Для бурения с промывкой в условиях плотных и твердых пород требуется 80-160 литров воды на 1 метр.

Какие вторичные отходы возникают при ударно-канатном бурении?

В результате бурения из скважины извлекается сухой керн или шлам. При бурении с промывкой скважины диаметром 20 см из забоя извлекается примерно 200 литров шлама на каждые 3 метра, при сухом бурении – столько же сухой породы на каждые 18 метров.

Насколько ударно-канатная технология бурения надежна?

Это испытанная технология, одна из самых надежных. Ударно-канатное оборудование редко подводит бурильщиков.

Насколько проста ударно-канатная установка в эксплуатации?

Практически это самая простая бурильная установка из всех существующих. Механизм очень прост и не требует сложного технического обслуживания. Эксплуатацию ударно-канатной установки может осуществлять один человек.

Что необходимо для обслуживания ударно-канатной буровой установки?

Для обслуживания установки требуется один рабочий. Ударный механизм приводится в действие электромотором.

Насколько универсальна ударно-канатная технология бурения?

Ударно-канатное бурение может применяться для любых типов пород, а также в труднодоступных местах и в условиях ограниченности пространства благодаря небольшим размерам буровой установки. Кроме того, оборудование поставляется в продажу в виде готового продукта.

Какие меры безопасности связаны с использованием ударно-канатного оборудования?

Здесь применимы стандартные общепринятые меры безопасности, сбои в работе оборудования крайне редки.

Во сколько обходится эксплуатация подобной установки?

Техническое обслуживание ударно-канатной буровой установки практически не требует затрат. Энергозатраты также невелики благодаря простоте механизма.

Каковы требования к физическим способностям рабочих, обслуживающих ударно-канатную буровую установку?

Защитная одежда стандартная. Рабочие должны быть готовы работать с тяжелым оборудованием.