Шнековое бурение

ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ (а. auger drilling; н. Schnecken-bohren; ф. forage а la tariere; и. perforacion por tornillo sin fin, sondeo por barrena heliсоidal, taladrodo por соnductor sin fin) — вращательное бурение, при котором разрушенная порода доставляется из скважины на поверхность шнеком (бурильной трубой с навитой на ней стальной лентой). Для шнекового бурения применяют буровые установки с подвижным вращателем с повышенным крутящим моментом, имеющие ход подачи в основном 1,8-3,0, иногда до 15 м. Шнеки соединяются между собой посредством резьбы или элементов фигурного сечения. Разрушение породы на забое при шнековом бурении происходит путём резания и разрыхления горных пород лопастным буровым долотом. При бурении плотных горных пород и гравийно-галечных отложений используются долота, лопасти которых обращены к забою под углом около 90°, в мягких и рыхлых породах — 30-60°. В процессе бурения режущие элементы долота охлаждаются разрушенной породой. Подъём породы происходит благодаря её скольжению по шнековой спирали, поскольку трение породной массы о поверхность шнека меньше, чем трение о стенки скважины. При нормальном транспортировании разрушенная порода заполняет 0,2-0,4 объёма межвиткового пространства. Производительность шнекового транспортёра обычно больше или равна производительности долота, выраженной в объёме разрушенной породы (с учётом её разрыхления в 1,3-1,6 раза). Частота вращения шнеков диаметром до 100 мм не менее 150-200 и не более 500 об/мин, при диаметре 150-200 мм — от 80-100 до 150-200 об/мин.

Наиболее эффективны шнеки с центральным каналом, через который к забою подаются вода или воздух, что снижает коэффициент трения породы о поверхность шнеков и крутящий момент. По каналу шнеков доставляются съёмные керноприёмники, забивные и обуривающие грунтоносы, пенетрационные зонды, спускаются в скважину фильтры и взрывчатые вещества. Полые шнеки могут использоваться в качестве обсадной колонны. Центральный канал шнеков при бурении сплошным забоем перекрывают съёмным долотом на канате или бурильных трубах.

Шнековое бурение используется для проходки скважин глубиной до 50 (реже до 100-120 м), диаметром от 60 до 600-800 мм в мягких и рыхлых породах, а также в породах средней твёрдости, при ведении сейсморазведочных, геологоразведочных, взрывных работ, а также инженерно-геологических изысканиях, сооружении гидрогеологических скважин.

Преимуществами шнекового бурения являются высокие скорости (до 100-300 м/смену) и простота организации работ.

Перспективы шнекового бурения связаны с созданием специализированного бурового оборудования повышенной мощности, комбинацией этого способа с другими видами бурения (с промывкой и продувкой), с применением съёмных керноприёмников и непрерывным выносом образцов породы.