Бурение - процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы — скважины, шпура (искусственное цилиндрическое углубление в твёрдой среде (горной породе, бетоне) диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Применяются для размещения зарядов при взрывных работах, для установки анкерной крепи, нагнетания воды или цемента в окружающий массив горных пород и т.п. Для бурения шпура применяются бурильные молотки, электросвёрла и др. лёгкие буровые машины) или шахтного ствола — путём разрушения горных пород на забое.
Бурение осуществляется, как правило, в земной коре, реже в искусственных материалах (бетоне, асфальте и др.). В ряде случаев процесс бурения включает крепление стенок скважин (как правило, глубоких) обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками скважин.
Область применения бурения многогранна:
- поиски и разведка полезных ископаемых; изучение свойств горных пород;
- добыча жидких, газообразных и твёрдых (при выщелачивании и выплавлении) полезных ископаемых через эксплуатационные скважины;
- производство взрывных работ;
- выемка твёрдых полезных ископаемых (см. Бурошнековая машина);
- искусственное закрепление горных пород (замораживание, битумизация, цементация и др.);
- осушение обводнённых месторождений полезных ископаемых и заболоченных районов;
- вскрытие месторождений; прокладка подземных коммуникаций: сооружение свайных фундаментов и др.
Способы бурения скважин
По характеру разрушения породы, применяемые способы бурения делятся на: механические — буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая её, и немеханические — разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на неё (термическое, взрывное и др.).
Основные понятия и термины в бурении
Выполнение комплекса работ по подготовке к бурению, собственно бурению, поддержанию скважины в устойчивом состоянии, проведению в ней необходимых геофизических, гидрогеологических и других исследований, консервации или ликвидации скважины называется сооружением скважины.
Технические средства бурения
Спуско-подъёмные операции (СПО)
Спуско-подъёмные операции (СПО) в разведочном бурении производятся в процессе углубления скважины для спуска и извлечения бурового снаряда. СПО — наиболее трудоёмкий процесс, общая продолжительность которого за время бурения скважины возрастает с увеличением её глубины, а также с ростом механической скорости.
Проектирование буровых работ
Проект и смету на геологоразведочные работы составляет производственная организация. В проекте рассматриваются геологические, технические и экономические вопросы, виды, объёмы и сроки работ, задачи исследований и т. д. В технической части проекта особое внимание уделяется буровым и горноразведочным работам, целевому назначению скважины, методике их расположения и глубинам, опробованию района разведки и т. д. Исходным документом должна служить всесторонне обоснованная конструкция скважин.
