Технология и особенности бурения с пневмотранспортом керна и шлама

При бурении в многолетнемерзлых породах и в сухих разрезах рыхлых, полускальных и слабых скальных пород, главным образом при разведке россыпных месторождений в условиях крайнего севера, эффективно используется метод бурения с пневмотранспортом керна или разрушенной породы – шлама, когда порода разрушается по всей площади забоя (в последнем случае получается представительное опробование по шламу). В разрезах, в которых применяется бурение с пневмотранспортом керна – шлама, часто наряду с рыхлыми, мягкими породами встречаются валунно-галечные прослои и прослои твердых скальных пород. В таких разрезах обычно применяется бурение с пневмоударниками. Имеются снаряды, в которых сочетаются обратная циркуляция по двойной колонне труб с кольцевым пневмоударником. В этом случае осуществляется бурение с пневмотранспортом керна,- если используется коронка, или с пневмотранспортом шлама, - если используется долото со специальными каналами, направляющими весь шлам во внутреннюю трубу и далее на поверхность. Диаметр скважин при этом характерный для разведки россыпных месторождений – 190 мм с использованием серийного кольцевого разведочного пневмоударника ПКР-190.

Режим бурения с пневмотранспортом связан с использованием кольцевого пневмоударника и аналогичен режиму ударно-вращательного бурения: осевая нагрузка на ПРИ от 1 – 2 кН при бурении в трещиноватых и слабосцементированных скальных породах и галечниках до максимум 4 - 6 кН в плотных и монолитных породах. Частота вращения от 15 – 20 об/мин в крепких монолитных породах и до 150 об/мин в слабых, пластичных, малоабразивных породах. Расход воздуха определяется характеристикой пневмоударника, и при этом, для выноса керна и шлама должен обеспечивать скорость восходящего потока не менее 20 – 25 м/с, рациональная скорость считается 35 – 40 м/с., а максимальная может достигать до 50 – 60 м/с. (при расходе воздуха 15 м³/мин.)

Особенности технологии бурения с пневмотранспортом также те же, что и при бурении с продувкой и бурении пневмоударниками – Это образование шламовых пробок в коронке или шламоотводящих каналах, образование сальников и налипания породы. Для борьбы с этими осложнениями применяют три варианта действий:

- расхаживание снаряда с амплитудой 10 – 15 см с удержанием снаряда в приподнятом состоянии при работающем пневмоударнике, что бы «растрясти» пробки и сальники;

- периодическое переключение направления циркуляции потоки с обратного на прямое с целью выдавливания пробки

- периодическая подача (вместо чистого воздуха) газожидкостной смеси – пены. Для этого в поток воздуха добавляется пенообразователь и получается пена с водовоздушным соотношением от 1:2000 до 1:500, что и помогает работать пневмоударнику, смазывая его, и устраняет образование пробок и сальников.