Скважины бурятся для геологических изысканий, для добычи полезных ископаемых, воды. При этом используются различные методы: комбинированный, опорный, колонковый, дробовой, роторный, алмазный, гидроударный. У каждого свои особенности, технология, назначение. Дробовое бурение подходит для твердых пород, особенно оно эффективно в геологии, когда требуется извлечь керн большого диаметра. Для него применяется рубленая стальная или чугунная литая дробь.

Дробовое бурение

Дробовой вращательный метод бурения был внедрен еще в 1899 году в США. В середине ХХ века доработана технология, используемая в наши дни. Для его реализации в скважины поступает техническая дробь и разрушает породу. Оборудование для бурения состоит из коронки, переходника, коронковой и шламовой трубы, колонны труб.

Диаметр цилиндрической коронки от 76 до 155 мм, в нижней вращающейся части имеется наклонная прорезь, откуда подается дробь. Скорость вращения около 150–300 об/мин. Колонковые трубы соответствуют ГОСТу 11319-65 и отличаются повышенной толщиной стенок, наличием наружной резьбы для соединения с коронкой.

Под давлением инструмента и промывочной жидкости дробь разрушает даже твердые породы. Затем отработанные материалы и грунт поступают наверх. Процесс регулируется так, что дробь извлекается только изношенная. Основные параметры бурения: поступление дроби в проходку, осевая нагрузка, количество промывочной жидкости, скорость вращения цилиндра коронки.

Недостаток метода — возможное искривление скважин. Это возникает из-за его особенностей — наличия в полости свободной дроби. Чем больше ее переизбыток, тем сильнее ход скважины искривляется. Особенно такое наблюдается при наклонном проходе. Чем крупнее дробь и чем ее больше, тем более выбуриваются стенки, близкие к горизонтали. Но есть технологические решения для устранения этих проблем.

Использование дроби

Для бурения скважин применяется техническая дробь, изготовленная по ГОСТу 11964-81, фракций 1,25–5,5 мм. Чаще всего используется стальная рубленая (2,5–3,5 мм) или чугунная литая дробь (3 мм). Примерный расход в час при первом варианте 0,3 кг, требуемое рабочее давление буровой коронки по оси 3–4 МПа на 1 кв. см, при втором — 2 кг, 2,5 МПа.

Наличие дроби в скважине, степень ее изношенности, скорость прохождения также регулируются количеством промывочной жидкости. Этому параметру процесса придается большое значение.

Применение дроби для бурения скважин эффективно и широко используется при наличии определенных условий. К достоинствам способа можно отнести:

• Безвредность расходного материала для окружающей среды и обслуживающего персонала.
• Высокую скорость прохождения.
• Доступную стоимость.
• Отработанную годами технологию.
• Особую результативность при бурении твердых пород.
• Возможность емкой выемки керна.
• Наличие современного оборудования, повышающего эффективность и снижающего общие затраты на бурение.

Сегодня этот метод вытесняется алмазным или гидроударным. Но для работы в особо твердых породах, для прохода вертикальных скважин дробовое бурение незаменимо и по-прежнему наиболее выгодно.