В отличие от шнекового бурения, в ходе которого выемка грунта (в виде разрушенной породы) осуществляется по лопастям шнека, в колонковом бурении выемка производится в виде керна, а сама порода в ходе проходки разрушается только по краям скважины.
Этот вид вращательного бурения относится к одним из самых эффективных в тех случаях, когда необходимо произвести бурение на большую глубину и при сравнительно небольшом диаметре скважины.
Особенности колонкового бурения
Основная особенность колонкового бурения – разрушение породы происходит только по периметру скважины – там, где буровой инструмент – коронка – имеет зубья, крошащие грунт. Внутренняя часть скважины остается нетронутой: это так называемый керн, неразрушенная порода, которая вынимается путем перелома (заклинивания) у основания и вытаскивания на поверхность вместе с буровой штангой. В зависимости от глубины бурения выемка керна может осуществляться по завершении буровых работ или в ходе бурения.
Обязательным мероприятием при колонковом бурении является вымывание остатков грунта в полости между трубой штанги и стенками скважины. Для промывки и извлечения остатков породы используются буровые растворы или обычная вода. Раствор показывает большую эффективность, особенно если изготовлен на основе сухой бентонитовой смеси. Помимо выноса наверх грунта раствор обеспечивает:
охлаждение бурового инструмента (в частности – коронки);
укрепление стенок скважины – обладая достаточно мощной адгезией, раствор частично проникает в толщу стенок, где, высыхая, образует своеобразный природный панцирь, который удерживает стенки от обрушения.
Последнее позволяет использовать колонковое бурение не только для вертикальной проходки, но и для устройства скважин даже под острыми углами и в горизонтальном направленном бурении.
Буровой инструмент для кругового бурения колонкового типа
Главный буровой инструмент в колонковом бурении – коронка. Она представляет собой кольцо с твердосплавными, алмазными или комбинированными зубьями: в местах, где зубья контактируют с породой, она разрушается. Различают:
твердосплавные коронки (зубья выполнены из металла, имеющего большую твердость, чем корпус коронки);
алмазные коронки (в качестве материала для изготовления зубьев используются технические алмазы);
комбинированные коронки (твердосплавные зубья усилены по краям вплавленными или приклеенными алмазами).
Выбор в пользу коронки того или иного типа зависит от характера породы, через которую проводится проходка – твердосплавные коронки используются для несложных грунтов, комбинированные – для грунтов средней сложности и плотности, алмазные – для глубокого бурения в твердых породах.
Область применения колонкового бурения
Область использования колонкового бурения весьма широка. Ограничения касаются лишь диаметра скважины – редко удается добиться того, чтобы она могла выйти за штатные максимальные 130-140 мм. Зато там, где большего диаметра от скважины не требуется, колонковое бурение оказывается сплошь и рядом эффективней роторного или шнекового. Необходимость достать керн для лабораторных исследований участка, необходимость обеспечить глубокое бурение при ограниченном диаметре скважины, необходимость работы с твердыми породами в условиях, когда габариты и мощность буровой установки не могут быть слишком большими – во всех этих случаях колонковое бурение оказывается самым эффективным и экономичным.
Применяется этот метод и при ГНБ (горизонтальном направленном бурении). Чаще всего оно ведется в поверхностных слоях породы, не всегда отличающихся твердостью и склонных к осыпанию. Возможность укреплять стенки с помощью бурового раствора существенно увеличивает возможности ГНБ.
Источник информации и фотографии:
