Подземное бурение
Проведение буровых работ может быть связано не только с необходимостью сооружения скважин на поверхности земли. Особым направлением бурового дела является подземное бурение – сооружение скважин, устье которых не выходит на поверхность, а находится внутри шахты или горной выработки.
Подземное бурение применяется с целью сооружения шпуров и скважин для буровзрывных работ, а также для создания горнотехнических и поисково-разведочных скважин. Таким образом, подземные буровые работы могут сопровождать не только непосредственно процесс разработки месторождений полезных ископаемых, но и имеют важное значение как метод сбора данных при изучении их геологического строения, а также как методика разведки и оценки запасов полезных ископаемых.
Одной из наиболее очевидных характеристик подземных скважин является простота их конструкции. Несмотря на то, что само бурение в подземной выработке может происходить в любом направлении и под любым углом, а также несколькими стволами (веером или кустами), проходка скважин осуществляется породоразрушающим инструментов 1-2 диаметров и не требует установки специальных креплений. Такая возможность обеспечивается тем, что в пределах одного рудного поля породы, как правило, однородны по своим физико-механическим свойствам. Еще одна особенность конструкции скважин — при бурении с промывкой горизонтальных и восходящих скважин в устье устанавливается короткая обсадная труба, оборудованная тройником или герметизатором для возможности слива промывочной жидкости.
Технологическая особенность подземного бурения, отличающая его от работ на поверхности земли, находит свое проявление при бурении горизонтальных и восстающих скважин. В данном случае осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент должна компенсировать не только возникающие силы трения, но и действие массы колонны бурильных труб. В ходе работ по алмазному бурению восстающих скважин параметры долота (зернистость алмазного вооружения и твердость матрицы) определяются с учетом того, что под торцевой частью коронки нет шлама. Кроме того, вместе с повышением нагрузки на долото (примерно на 20-40%) снижается расход промывочной жидкости до 2,5 раз. Это определяет снижение показателя расхода алмазов и увеличение скорости до 50%.
Несмотря на всю специфичность проведения работ по подземному бурению для них применяется обычное буровое оборудование, используемое и для бурения с поверхности. К специфическому оборудованию, применяемому в подземном бурении относятся установки со шпиндельным и подвижным вращателями.