Колонковое бурение скважин

   Колонковое бурение скважин является основным техническим средством разведки месторождений твердых полезных ископаемых. Колонковое бурение также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и на структурно картировочных изысканиях при поисках нефтяных и газовых месторождений. Кроме того, колонковое бурение применяется для различных инженерных целей - взамен проходки шурфов бурят скважины большого диаметра, а также шахтные стволы.

   Колонковое бурение скважин имеет большое применение по следующим причинам:

• извлекают из скважин цилиндрические столбики породы - керны, по которым составляют геологический разрез и опробуют полезное ископаемое;
• бурят скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости;
• бурят скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование.

   Колонковое бурение скважин производится следующим образом. Перед началом бурения на месте заложения запроектированной скважины разравнивают площадку, выкапывают ямы под емкости для промывочной жидкости и под фундаменты и собирают буровую установку. При отсутствии электроэнергии станок и насос приводятся через соответствующие трансмиссии от двигателя внутреннего сгорания (ДВС). После проверки и наладки буровой установки в должном направлении производится забуривание скважины, после чего устье скважины закрепляется направляющей трубой. Одновременно оборудуется система для очистки бурового раствора от разбуренной породы (шлама).

   Если бурение скважин ведется по устойчивым породам, то для промывки скважины применяется вода. При бурении скважины в недостаточно устойчивых породах промывку ведут глинистым пли другим раствором, укрепляющим малоустойчивые стенки скважины. При бурении в относительно безводных скважинах, а также в льдистых мерзлых породах с успехом может применяться продувка забоя сжатым воздухом или газом.

   При высокооборотном алмазном бурении скважин для промывки применяют слабые растворы эмульсий, способствующие снижению сил трения колонны бурильных труб о стенки скважины и уменьшающие вибрацию бурильной колонны, часто возникающую при высоких частотах вращения.

   После того как колонковая труба наполнится керном, приступают к подъему инструмента на поверхность. При бурении в твердых и абразивных породах иногда приходится прекращать бурение скважин и приступать к подъему инструмента из-за значительного снижения скорости бурения вследствие затупления резцов коронки. При бурении в трещиноватых породах часто производят подъем инструмента вследствие самозакаливания керна в колонковом снаряде и снижения скорости бурения. Перед началом подъема керн должен быть крепко заклинен в нижней части колонкового снаряда и сорван.

   Если скважина пересекает неустойчивые породы, которые обваливаются или выпучиваются даже при применении специальных промывочных растворов, в нее опускают колонну обсадных труб, перекрывая неустойчивые породы, после чего продолжают бурение скважин породоразрушающим инструментом меньшего размера. Через 50-100 м углубления измеряют угол наклона и направление (азимут) скважины. После того как скважина пересечет полезное ископаемое и врежется в пустые породы лежачего бока, бурение прекращают, инструмент поднимают и разбирают. В скважине производят геофизические исследования, измеряют кривизну скважины, температуру, проверяют глубину скважины, после чего производят ликвидационное тампонирование скважины.