К основным физическим способам бурения относятся термический и гидравлический. В стадии разработки :и производственной апробации находятся электрогидравлический, плазменный, ультразвуковой и некоторые другие способы.
При термическом способе бурения горные породы разрушаются высокотемпературным источником тепла — открытым пламенем. Рабочим органом станка термического бурения является термобур с огнеструйной горелкой (рис. VI. 3,а), из которой со сверхзвуковой скоростью направляется на забой скважины газовая струя с высокой температурой. В камеру сгорания через форсунку подают смесь тонкораспыленного керосина с газообразным кислородом. 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 действуют на забой скважины. С помощью воды горелку охлаждают и удаляют из скважины разрушенную породу.
При термическом способе бурения горные породы разрушаются высокотемпературным источником тепла — открытым пламенем. Рабочим органом станка термического бурения является термобур с огнеструйной горелкой (рис. VI. 3,а), из которой со сверхзвуковой скоростью направляется на забой скважины газовая струя с высокой температурой. В камеру сгорания через форсунку подают смесь тонкораспыленного керосина с газообразным кислородом. 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 действуют на забой скважины. С помощью воды горелку охлаждают и удаляют из скважины разрушенную породу.
К основным физическим способам бурения относятся термический и гидравлический. В стадии разработки :и производственной апробации находятся электрогидравлический, плазменный, ультразвуковой и некоторые другие способы.
При термическом способе бурения горные породы разрушаются высокотемпературным источником тепла — открытым пламенем. Рабочим органом станка термического бурения является термобур с огнеструйной горелкой (рис. VI. 3,а), из которой со сверхзвуковой скоростью направляется на забой скважины газовая струя с высокой температурой. В камеру сгорания через форсунку подают смесь тонкораспыленного керосина с газообразным кислородом. 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 действуют на забой скважины. С помощью воды горелку охлаждают и удаляют из скважины разрушенную породу.
Передвижные станки термического бурения на гусеничном и автомобильном ходу и ручные термобуры имеют в принципе аналогичное устройство. Ручной терадобур (рис. VI. 3,6) представляет собой металлическую штангу-кожух диаметром 30 мм, в которой имеется горелка с системой охлаждения. Керосин и газообразный кислород поступают в горелку под давлением 0,7 МПа, а вода для охлаждения —под давлением 1,3 МПа.
При термическом способе бурения горные породы разрушаются высокотемпературным источником тепла — открытым пламенем. Рабочим органом станка термического бурения является термобур с огнеструйной горелкой (рис. VI. 3,а), из которой со сверхзвуковой скоростью направляется на забой скважины газовая струя с высокой температурой. В камеру сгорания через форсунку подают смесь тонкораспыленного керосина с газообразным кислородом. 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 действуют на забой скважины. С помощью воды горелку охлаждают и удаляют из скважины разрушенную породу.
Передвижные станки термического бурения на гусеничном и автомобильном ходу и ручные термобуры имеют в принципе аналогичное устройство. Ручной терадобур (рис. VI. 3,6) представляет собой металлическую штангу-кожух диаметром 30 мм, в которой имеется горелка с системой охлаждения. Керосин и газообразный кислород поступают в горелку под давлением 0,7 МПа, а вода для охлаждения —под давлением 1,3 МПа.
VI.3. 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 — штангиг 6 — воздушный кран; 7 — манометр; 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 — иасадка
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.
Разновидностью термического бурения является проходка шпуров с помощью нагретого сжатого воздуха. Этим способом бурят шпуры диаметром 50…70 мм и глубиной до 2 м в мерзлых грунтах. Для бурения используют установку, состоящую из компрессора, калорифера и воздухонагревателя. Из компрессора сжатый воздух по рукавам подается в калорифер через вмонтированные в него воздушные трубки и подогревающую коксовую печь. Струя сжатого воздуха, подогретая в воздухонагревателе до 90°С, по рукаву с перфорированным наконечником направляется в грунт, отогрвает его, разрыхляет и выбрасывает из скважины.
Термический способ бурения шпуров по сравнению с механическим является более эффективным, и производительность его в 10…12 раз больше при бурении парод кристаллической структуры.
Гидравлический способ бурения (рис VI. 3, в) используют для разработки скважин в легких суглинках и плывунах. При этом способе воду нагнетают в скважину через колонну труб и специальную стройную насадку, прикрепленную к нижней части колонны. Вода размывает забой, и трубы погружаются в грунт. Гидро масса, образованная размывом грунта, под давлением воды выжимается вдоль наружных стенок обсадной трубы, извлекаемой из грунта лебедкой. С помощью гидравлического бурения можно проходить скважины глубиной до 8 м со скоростью до 1 м/мин.
Разновидностью термического бурения является проходка шпуров с помощью нагретого сжатого воздуха. Этим способом бурят шпуры диаметром 50…70 мм и глубиной до 2 м в мерзлых грунтах. Для бурения используют установку, состоящую из компрессора, калорифера и воздухонагревателя. Из компрессора сжатый воздух по рукавам подается в калорифер через вмонтированные в него воздушные трубки и подогревающую коксовую печь. Струя сжатого воздуха, подогретая в воздухонагревателе до 90°С, по рукаву с перфорированным наконечником направляется в грунт, отогрвает его, разрыхляет и выбрасывает из скважины.
Термический способ бурения шпуров по сравнению с механическим является более эффективным, и производительность его в 10…12 раз больше при бурении парод кристаллической структуры.
Гидравлический способ бурения (рис VI. 3, в) используют для разработки скважин в легких суглинках и плывунах. При этом способе воду нагнетают в скважину через колонну труб и специальную стройную насадку, прикрепленную к нижней части колонны. Вода размывает забой, и трубы погружаются в грунт. Гидро масса, образованная размывом грунта, под давлением воды выжимается вдоль наружных стенок обсадной трубы, извлекаемой из грунта лебедкой. С помощью гидравлического бурения можно проходить скважины глубиной до 8 м со скоростью до 1 м/мин.