Термическое бурение

Термическое бурение скважин относится к физическим способам бурения, при котором горные породы разрушаются, под высокотемпературными источниками тепла.

К основным физическим способам бурения относятся термический и гидравлический.В стадии разработки и производственной апробации находятся электрогидравлический, плазменный, ультразвуковой и некоторые другие. При термическом способе бурения горные породы разрушаются высокотемпературыными источниками тепла-открытым пламенем.

Рабочим органом станка термического бурения является термобур с огнеструйной горелкой ( рис-1, а, б), из которой со сверхзвуковой скоростью на забой скважины направляется газовая струя с высокой температурой. В камеру сгорания через форсунку подают смесь тонкораспыленного керосина с газообразным кислородом.

Читай также механические способы бурения

Образующиеся внутри камеры газообразные продукты горения с температурой до 2000° С под действием давления внутри камеры вылетают со скоростью около 2000 м/с через отверстия в днище горелки и воздействуют на забой скважины. Горелку охлаждают водой и удаляют из скважины разрушенную породу.Передвижные станки термического бурения на гусеничном и автомобильном ходу и ручные термобуры имеют в принципе аналогичное устройство.

Рисунок-1. Схемы способов физического бурения:

а) схема горелки: 1 – выход воды, 2 – подача кислорода, 3 – подача топлива, 4 – вода, 5 – корпус горелки, 6 – камера сгорания, 7 — упор, 8 — выход газовых струй; б) схема ручного термобура: 1 – насадка, 2 – камера сгорания. 3 – топливная трубка, 4 – щиток, 5 – штанги, 6 – воздушный кран, 7 – монометр, 8 – рукав для воздуха, 9 – топливный кран, 10 – рукав для топлива, 11 – редукционный клапан, 12 – топливный насос, 13 – топливный бак; в) схема гидравлического бурения: 1 – насосная установка для подачи воды, 2 – труба, 3 – обсадная труба, 4 – насадка

Ручной термобур представляет собой металлическую штангу-кожух диаметром 30 мм, в котором имеется горелка с системой охлаждения. Керосин и газообразный кислород поступают в горелку под давлением 0,7 МПа, а вода для охлаждения -под давлением 1…1,3 МПа.Передвижными станками термического бурения можно бурить шпуры и скважины диаметром до 130 мм и глубиной до 8 м, а ручными термобурами -шпуры диаметром 60 мм и глубиной 1,5…2 м.

Термический способ бурения шпуров по сравнению с механическим более эффективен и превышает его по производительности в 10…12 раз при бурении пород кристаллической структуры.

Гидравлический способ бурения ( рис-1, в) используют для разработки скважин в легких суглинках и плывунах. При этом способе воду нагнетают в забой скважины через колонну труб и специальную струйную насадку, прикрепленную к нижней части колонны. Вода размывает забой , и трубы погружаются в грунт. Гидромасса образованная размывом грунта, под давлением воды выжимается вдоль наружных стенок обсадной трубы, извлекаемой из грунта лебедкой. Гидравлическим бурением можно проходить скважины глубиной до 8 м со скоростью до 1 м/мин.