Буровые разведочные скважины

Разведочные скважины являются наиболее распространенным способом проникновения на глубину с целью получения сведений о наличии и об условиях залегания полезного ископаемого в нед­рах. В большинстве случаев при помощи бурения удается выяснить достаточно надежно и качество полезного ископаемого. Хотя бу­ровые скважины дают менее точные сведения о залежах полез­ного ископаемого, чем горные выработки, однако разведочное бурение применяется весьма широко благодаря подвижности бу­ровых агрегатов, 'быстроте бурения, относительно меньшим рас­ходам денежных и материальных средств. Поэтому бурение при­обретает все большее значение в связи с расширением разведок глубоко залегающих месторождений полезных ископаемых.

Колонковое бурение — наиболее распространен­ный вид буровых разведочных работ. Это механическое вращатель­ное бурение кольцевым забоем бывает твердосплавным, алмазным и дробовым соответственно тому, какой применяется истирающий материал. Для пород мягких и средней крепости наиболее эффек­тивны буровые коронки, армированные твердыми сплавами. Крепкие и очень крепкие породы следует разбуривать алмазами.

Сущность колонкового бурения состоит в разрушении горной породы в кольце под торцом буровой коронпи при кеп-рерывном действии осевой нагрузки и вращательного усилия. Разрушенные частицы горной породы выносятся с забоя скважины на земную поверхность промывочной жидкостью — водой или глинистым раствором, иногда воздушной струей. Жидкость или воздух, на­гнетаемые в скважину под давлением, одновременно охлаждают режущий наконечник бурового снаряда.

Буровой агрегат состоит из трех основных частей: бурового станка, двигателя и насоса, Он монтируется на специальных пло­щадках или на автомашинах под мачтой, которая предназначается для спуска и подъема бурового снаряда в скважине. Стационар­ные буровые агрегаты устанавливаются на неподвижных фунда­ментах у глубоких скважин.

Главными преимуществами колонкового бурения являются: 1) возможность бурения вертикальных, наклонных и горизонталь­ных скважин любого направления и 2) получение керна — факти­ческого каменного материала, характеризующего полезное иско-

Рис. 46. Схема многоствольного кустового бу­рения. (Заштрихована рудная зона)

паемое и геологический разрез. Кроме того, возможно колонко­вое многоствольное бурение путем принудительного искривления ствола скважины на определен­ных глубинах. Таким образом обеспечивается несколько разве­дочных пересечений из одного пункта на поверхности (рис. 46).

Важнейшим качественным показателем колонкового бурения является «выход керна», т. е. отношение длины добытого из сква­жины столбика горной породы к длине пробуренного интервала. Обычно в результате трещиноватости или рыхлости горной породы более или менее значительная часть керна истирается в скважине в процессе вращения бурового снаряда и поэтому выход керна редко достигает 100%. Основная задача буровой бригады и геоло­гического персонала на бурении — добыть возможно больше керна из скважины, особенно при перебуривании полезного иско­паемого. С этой целью могут быть полезны следующие мероприя­тия: 1) бурение коронками большого диаметра; 2) уменьшение на­пора промывной струи до технически допустимого минимума; 3) бурение короткими уходками (0,5—0,8 м); 4) применение двой­ных колонковых труб; 5) затирка рыхлого материала на забое скважины всухую и др.

Выбор бурового агрегата прежде всего зависит от намечаемой глубины скважины. В табл. 17 приведены наиболее распространен­ные типы буровых установок, используемые в Советском Союзе. Все они могут работать наиболее эффективно в тех условиях, для которых станок предназначается, Однако ряд станков типа ЗИФ и некоторые другие довольно универсальны — могут успешно ра­ботать как на поверхности, так и под землей. Кроме того, для бу­рения в подземных горных выработках применяются специальные буровые станки малых габаритов, К ним относятся станки отече­ственного производства ГП-1 и БСК-2В-100.

Ударно-канатное бурение на" разведочных ра­ботах применяется во многих случаях, когда не требуется получе­ние керна. Этот вид бурения заключается в измельчении горной породы в скважине падающим снарядом большой массы. На конце снаряда крепится долото, которое после каждого удара скалы­вает часть забоя. После углубки скважины на 20—50 см бурение прерывается и скважина очищается от раздробленного материала (шлама).

Возможность бурить скважину только вертикально ограничи­вает применение ударно-канатного бурения. Но большие скорости проходки скважины по сравнению с колонковым бурением в крепких породах, особенно до глубины 150 м, делают ударное бурение более выгодным. Поэтому оно распространено на разведках неглу­боко залегающих крупных массивов полезных ископаемых, чаще всего рудных штокверков. Ударное бурение нашло широкое приме­нение на разведках россыпей, так как позволяет легко перебури-вать рыхлые крупногалечные и валунные отложения. Успешно используется ударное бурение для проходки скважин на жидкие полезные ископаемые, прежде всего на воду.