Колонковое бурение разведочных скважин
Геологическая разведка полезных ископаемых, инженерно-геологические изыскания и картирование, а также ряд прочих исследовательских работ требуют получения образцов грунта с различных глубин. Оптимальным методом решения данной задачи является бурение скважин.
Для сооружения разведочных скважин чаще всего используют колонковый способ бурения. Название этой технологии происходит от того, что в ходе бурения осуществляют выемку породы в виде цилиндрического керна (колонки). Основной инструмент для забуривания геологоразведочных скважин — колонковый набор или буровой снаряд. Конструктивно он состоит из породоразрушающей коронки, изготовленной из твердосплавного металла, колонковой трубы и переводника на бурильные трубы. Дополнительно могут присутствовать кернорватель, расширитель и шламоулавливающая труба. Работы снарядом производятся вращательным или ударно-вращательным способом.
К числу достоинств колонкового способа относится возможность извлекать образцы породы без нарушения ее структуры. При этом скважина может быть устроена под произвольным углом в породах практически любой плотности. Допускается сооружение многоствольных скважин. При этом не требуется использования громоздкого и чрезмерно мощного бурильного оборудования. Глубина может достигать более 3000 м. Диаметр разведочных скважин составляет 46-76 мм, в отдельных случаях – до 190 мм.
Недостатки колонкового способа бурения связаны с быстрым износом труб, вероятностью искривления скважины и необходимостью частых подъемов и спусков снаряда.
Первым этапом при создании скважины является обустройство ее устья. Забуривается скважина небольшой глубины, в нее опускается лебедкой буровой снаряд с коронкой и колонковой трубой, через переходник соединенной с первой секцией буровой трубы.
Через сальник в буровую трубу подается жидкость, вымывающая разрушенную породу от вращающейся коронки. При этом образец грунта в колонковой трубе остается невредимым. По мере углубления снаряда буровая труба наращивается дополнительными секциями с ниппельными или замковыми соединениями.
В зависимости от типа используемой коронки, выделяют алмазное, шарошечное, твердосплавное и дробовое бурение. Продукты разрушения могут отводиться от коронки жидкостью с полной или местной циркуляцией, продувкой воздухом или комбинированным методом.
В целом, колонковый способ является одним из наиболее рациональных вариантов разведочного бурения. Сравнительно недорогое оборудование позволяет получать качественные образцы даже со значительной глубины.