БУРЕНИЕ

— образование специальных выработок цилиндрич. формы, наз. скважинами или (при малой глубине бурения) шпурами, путем механич. или физич. воздействия на горные породы. К механическому бурению относится бурение ударное, ударно-вращательное, вращательное и колонковое; к бурению физич. средствами— бурение термическое, гидравлическое, взрывное, ультразвуковое и бурение с применением элект- рогидравлич. эффекта. Комплекс работ по бурению скважин или шпуров наз. буровыми работами. Глубина буровых выработок, в зависимости от их назначения, может составлять от нескольких см до нескольких тыс. м\ диаметр от 2—3 см до нескольких м.

Бурение применяется: при произ-ве взрывных работ для добычи полезных ископаемых и при стр-ве различных подземных (напр., стволов шахт, туннелей) или поверхностных сооружений, когда необходимо производить рыхление и выемку значительных объемов горных пород; при производстве геологоразведочных и изыскательных работ, когда буровые выработки дают возможность по извлекаемым образцам горных пород или полезных ископаемых изучить их свойства, химич. состав, распространение и условия залегания в земной коре; для добычи жидких и газообразных полезных ископаемых — нефти, воды, газа и др., когда буровая выработка служит для транспортировки по ней полезного ископаемого из недр земной коры на поверхность; при использовании буровых выработок в качестве каналов для вентиляции, канализации, водоотлива и водоснабжения, замораживания водонасы- щенных неустойчивых грунтов, выполнения укрепительной цементации при стр-ве надземных и подземных сооружений, нагнетании в земную кору различных растворов и газов, размещении в них различных кабелей.

Бурение применяется также при сооружении фундаментов из забивных свай (для изготовления лидерных скважин в мерзлых и плотных грунтах) при подготовке стволов скважин для набивных бетонных свай.

Механическое бурение производится при помощи специальных станков и инструментов. Ручное Б. в СССР почти полностью вытеснено механическим. По характеру образования буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забоем вся порода в буровой выработке разрушается и удаляется из нее механическим способом, сжатым воздухом, водой или горячими газами.

При колонковом бурении разрушение породы производится по кольцевой поверхности буровой выработки, а внутренняя часть породы в виде цилиндров, наз. керном, извлекается на поверхность. Колонковое бурение применяется в основном при изыскательских работах, когда необходимо получить неразрушенные образцы горных пород для изучения их структуры и физико-механич. свойств.

По характеру разрушения породы в буровой выработке различают бурение: ударное, вращательное, ударно-вращательное, термическое и гидравлическое. При ударном бурении порода в забое разрушается за счет периодических ударов по забою рабочим органом бурового инструмента — долотом или буром. При вращательном Б. разрушение породы происходит за счет скалывания и измельчения ее рабочим органом — лопастными долотами, коронками, армированными для крепких пород твердыми сплавами и алмазами, дробью, шарошками. При бурении мощность на рабочий орган может передаваться от двигателя, устанавливаемого на поверхности (роторное бурение) или помещаемого непосредственно в забое у рабочего органа (турбобур, электробур при вращательном бурении, пневмоударник при ударном). Порода в забое может разрушаться также за счет комбинированного ударного и скалывающего воздействия на нее рабочего органа, при т. н. ударно- вращательном бурении. При термич. Б. порода в забое разрушается действием раскаленных газов под давлением; при гидравлическом — действием мощной струи под большим давлением.

При производстве буровых работ применяются: для бурения шпуров глубиной до 5 де и неглубоких скважин диаметром до 80 мм различные типы, в основном пневматич.г бурильных молотков (перфораторы); для бурения скважин диаметром до 400 мм и глубиной до 500 м буровые станки различных конструкций, самоходные и передвигаемые посторонним двигателем (источником энергии для буровых станков могут служить электродвигатель, сжатый воздух и двигатель внутреннего сгорания); для бурения скважин глубиной более 500 м служат сложные, тяжелые стационарные буровые установки. Для сооружения методом бурения горных выработок большого сечения (стволы шахт, туннели) используют специальные буровые агрегаты. В стр-ве применяются в основном первые два вида механизмов. Бурение неглубоких скважин для исследования грунтов при стр-ве производится ручным ударно-вращательным бурением. Для Б. скважин при взрывных работах применяются буровые станки ударного действия, ударно-вращательные и вращательные. Артезианские скважины, скважины для цементации и др. сооружаются буровыми станками ударного бурения, работающими при помощи последовательно наращиваемых полых штанг, жестко связанных с долотом. Во избежание обвала стенок скважина крепится обсадными трубами, опускаемыми вслед за долотом. Разрушенная порода удаляется из забоя скважины при ударно-канатном Б. желонкой или песочным насосом, периодически опускаемыми в скважину; при штанговом бурении — струей воды или промывочной жидкостью, непрерывно подаваемой в скважину. Основные недостатки ударного бурения: малая производительность и ограниченность глубины Б. В последние годы наряду с усовершенствованием буровых станков ударного Б. все большее развитие получает бурение вращательное, в частности роторное и с забойным двигателем. Б. неглубоких скважин, применяемых в стр-ве, диаметром от 100 до 400 мм с глубиной бурения до 500 мм производится буровыми станками вращательного бурения, дающими скорость Б. в 5—8 раз большую, чем станки ударного Б. Наиболее перспективны для стр-ва станки ударно- вращательного, вращательного Б. с забойными двигателями, рабочим органом к-рых служат шарошки или шарошки в комбинации с долотом. Для инженерно- геологических изысканий применяется станок на одноосном прицепе типа УБП-15 конструкции Гидропроекта. Станок позволяет осуществлять бурение скважин глубиной до 15 м. Для образования скважин глубиной 1—2 м используется передвижной бурильный станок конструкции треста № 20 Главленинградстроя. Для бурения скважин глубиной 1,5—3,5 м и диаметром 0,4—0,5 м для свайных фундаментов служит различное буровое оборудование, смонтированное на тракторах, автомобилях и т. п. (БИК-9 на тракторе ДТ-54; БКМ-1 на автомобиле Г A3-63 А; МРК-1 на автомобиле ЗИЛ-157). Для Б. скважин глубиной до 4 м и диаметром до 0,6 м применяется навесная виброударная установка конструкции ЦНИИС Минтрансстроя СССР. Установка смонтирована на экскаваторе Э-651. Рабочим органом служит вибромолот, насаженный на специальную трубу-лидер. При работе вибромолота лидер погружается в грунт, а затем извлекается вместе с заполнившим внутреннюю полость грунтом.

При термическом бурении под действием горячих газов, направленных на забой скважины, порода разрушается и выносится в виде мельчайших частиц на поверхность. Рабочим органом при термич. Б. является специальная горелка в виде реактивного сопла, опускаемая в скважину. Горючей смесью служат керосин и кислород или керосин и сжатый воздух. Термич. Б. обеспечивает высокие скорости в весьма крепких горных породах и применяется на ряде карьеров СССР при добыче полезных ископаемых. Остальные виды бурения физич. средствами распространения не имеют.

Лит.: Ассонов В. А., Докучаев М. М., К у к у н о в И. М., Буровзрывные работы, М., 1960; Воздвиженский Б. И., Скорняков А. Л., Бурение взрывных скважин, М., 1960..

  БУРЕНИЕ ШПУРОВ. Бурение шпуров колонковыми машинами. Буровые ...

  Бурение шпуров и скважин. Ударно-канатные буровые станки. Станки ...

  ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ БУРЕНИЕ. Для бурения и горизонтального ...

  БУРОВЫЕ РАБОТЫ. Основные способы бурения. Взрывобурение ...

  ТАМПОНИРОВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД - бурение наклонно-направленных ...

  Углещелочной химреагент УЩР. Бурение скважин, монтаж ...

  Горизонтальное бурение. Способ горизонтального бурения состоит в ...

  Тяжелые перфораторы, антивибрационные устройства, бурение шпуров ...

  Устройство скважин. Машины для бурения скважин

  Глубокий трубчатый колодец буровая скважина