5.5. Ударно-канатное бурение в условиях города Минска

Территория города Минска, как и территория всей Беларуси расположена в пределах распространения мощных четвертичных отложений. По этой причине основные породы по которым производится бурение: суглинки, глины, супеси, пески. Данные особенности буримых пород требуют некоторых особенностей при процессе бурения

Так при бурении в песках бурение скважин под воду, как правило, ведётся с использованием желонки с плоским клапаном и одновременным креплением стенок скважин обсадными трубами. В водоносных и чистых песках (сухих) следует применять желонку, утяжеленную короткой ударной штангой.

Территория г.Минска расположена в области конечно-моренных гряд, широко распространены валунные суглинки и завалунённые глины. Глинистые породы с валунами, особенно при большом скоплении последних, бурить сложно, так как при этом очень часто наблюдается искривление скважин.

Для разрушения валунов, больших по размеру, чем диаметр обсадных труб, следует применять тяжелые округляющие долота. Твердые и крепкие монолитные породы (плотные сухие глины, глинистые сланцы, известняки, песчаники, граниты, кварциты и прочие крепкие и абразивные породы) проходят периодическим дроблением с последующей очисткой скважины желонкой с плоским клапаном.

Рис. 5.6. Передвижная буровая установка ПБУ в г. Минск,

в неразвёрнутом состоянии

Геологические организации г.Минска используют ударно-канатный способ для инженерно-геологических изысканий, бурения скважин на воду. Преимущество данного типа бурения при инженерно-геологических изысканиях заключается в том, что в процессе бурения можно получить цельный монолит породы, что особенно важно при исследовании пород на стрессовое воздействие, изучении деформаций сдвига.

Инженерно-геологические изыскания ударно-канатным способом при строительстве метро мы наблюдали в ходе практики. Для бурения в условиях города применяются передвижные буровые установки ПБУ (рис.5.6) расположенные на шасси УРАЛ, ЗИЛ, ГАЗ. Процессом бурения управляют два буровика и геолог, который следит за отбором проб и образцов, выходом керна, проходкой скважины, геологическим разрезом.

Рис. 5.7. Развёртывание буровой установки. Подготовительный этап работ

Первоначально производится развёртывание установки, подъём мачты, пуск двигателя, подготовительные работы, проверка всех систем (рис.5.7). Первые метры пород обычно проходятся шнековым способом (рис.5.8). После в скважину загоняются обсадные трубы для уплотнения пород. Проводятся подъёмно-спусковые операции и начинается непосредственно процесс бурения ударно-канатным способом (рис.5.9). Периодически производится подъём керна и геолог производит отбор образцов, которые запаковываются и после отправляются в лабораторию.

Рис. 5.8. Первоначальная проходка шнековым способом

и отбор образцов грунта

Рис. 5.9. Бурение ударно-канатным способом

Таким образом, ударно-механическое канатное (т. е. без промывки) бурение применяется в следующих случаях:

1) при разведке россыпных месторождений полезных ископаемых, когда бурение ведется с целью точного опробования россыпи в осложненных геологических условиях;

2) при проходке галечников и валунных отложений, когда другие виды бурения в таких условиях дают весьма низкую производительность;

3) при разведке малодебитных безнапорных водоносных горизонтов, ибо при бурении с промывкой их легко пропустить;

4) при разведке нефтяных и газовых с малым пластовым давлением месторождений (по указанным выше причинам);

5) в условиях, когда требуется проходка скважин большого диаметра и без промывки;

6) при разведке в безводной местности;

7) при разработке открытым способом месторождений полезных ископаемых, когда проходятся скважины-шпуры диаметром до 300 мм для закладки больших количеств взрывчатых веществ

Ударно-канатное бурение относится к наименее производительному способу, однако обеспечивает качественное вскрытие и опробование водоносного пласта в скважине. Успешно выполняется бурение в валунно-галечных отложениях, в породах, поглощающих промывочную жидкость, в многолетнемерзлых породах, так как ведется без промывки скважины. В рыхлых неустойчивых породах требуется обсадка скважины несколькими диаметрами труб, отсюда высокая металлоемкость скважины, трудоемкость операций с посадкой и извлечением обсадных труб и, следовательно, большой начальный диаметр скважины. При бурении ударно-канатным способом скважина и проходимые водоносные горизонты всё время остаются чистыми от посторонних примесей. Геологический разрез проходимых пород удаётся документировать с вполне удовлетворительной точностью, включая прослои даже незначительной мощности, имеется возможность сооружать скважины с большими начальными диаметрами.