Что такое колонковое бурение. Для каких целей и задач применяется.
Колонковое бурение — это метод строительства скважины с помощью алмазной или твердосплавной коронки, представляющей собой кольцо с установленными по краям острыми зубьями. Вращаясь с большой скоростью, коронка разрушает грунт лишь по краям скважины. При этом внутренняя часть, называемая керном, сохраняется и может быть использована для изучения состава грунта на месте бурения. Таким образом, при колонковом бурении можно осуществлять быстрое строительство скважин со скоростью, значительно превосходящей классический метод бурения. Благодаря простоте, скорости, экономичности и возможности получения кернов, содержащих неповрежденный фрагмент грунта, колонковое бурение широко применяется при разведке месторождений полезных ископаемых, изучении строения ледников, геологическом бурении, строительстве, водоснабжении из подземных вод и т.д.
Этапы бурения
Перед началом работ подготавливается площадка. Для этого устанавливается насосное оборудование и создается приямок для закачки и слива промывочной жидкости (воды или глиняного раствора). Кроме того, на данном этапе обустраивается подъезд к месту работы буровой установки, а также машин для подвоза промывочной жидкости. На следующем этапе происходит соединение коронки, подобранной в зависимости от типа грунта, с колонковым буром. Также, осуществляется подбор и подготовка обсадных труб, длина которых будет увеличиваться по мере их углубления. После фиксации установки осуществляется запуск бурового станка. По мере бурения и заполнения бура грунтом его периодически поднимают и очищают. Для углубления выработки освобожденный от керна бур снова погружают в скважину и продолжают бурение. В зависимости от типа скважины и физического состава грунта бурение может сопровождаться промывкой скважины водой или глиняным раствором, а может проводиться насухо.
Оборудование и инструмент
В качестве инструмента для колонкового бурения применяют коронки (латунные, твердосплавные или алмазные в зависимости от типа грунта), колонковую трубу, стальные обсадные трубы, штанги, переводники, промывочные пробки и сальники, долота, а также элеваторы для спускоподъемных работ. Кроме того, в зависимости от вида и сложности бурения могут использоваться различные дополнительные приспособления, оборудование и инструменты.
Возможности метода
Благодаря конструктивным особенностям коронки колонковое бурение можно применять при бурении практически любых горных пород, в том числе гранита и базальта. При этом строительство скважин может осуществляться на глубину до 1000 м под различными углами. Обычно, диаметр колонкового бурения не превышает 200 мм.
Основные преимущества колонкового бурения
Можно выделить следующие преимущества метода:
- Простота, доступность и относительно небольшой вес оборудования. В совокупности это позволяет создавать самоходные буровые установки, способные добраться даже до самых труднодоступных мест;
- Значительное снижение энергозатрат по сравнению с классическим методом бурения за счет снижения осевых нагрузок при бурении;
- Возможность сохранения целостности керна и боковых зон грунта в процессе бурения, что позволяет проводить научные исследования в зоне строительства скважины;
- Высокая скорость бурения. При этом строительство скважины может вестись под разными углами, независимо от уровня крепости грунта и его физического состава. Для более твердых участков грунта можно использовать промывку раствором глины или водой.
