Безнасосное бурение

Безнасосным называется такая разновидность вращательного колонкового бурения, при которой в результате расхаживания бурового снаряда создается призабойная обратная циркуляция.
Безнасосное бурение применяется в мягких и средней твердости породах: 1) для повышения выхода керна при пересечении пород и полезных ископаемых, подверженных размыванию промывочной жидкостью (мягкие железные руды, бокситы, бурый уголь и т. п.); 2) при значительных (вплоть до катастрофических) поглощениях промывочной жидкости; 3) для получения образцов с ненарушенной структурой и естественной влажностью при инженерно-геологических изысканиях; 4) для сохранения химического состава грунтовых или пластовых вод при гидрогеологических исследованиях; 5) при затруднениях со снабжением буровых вышек водой.
Безнасосное бурение можно применять только при условии, если в скважине имеется столб жидкости. Если отсутствует естественный приток воды, необходимо ее периодически (перед спуском снаряда) подливать через устье скважины.
При подъеме колонкового снаряда над забоем скважины на некоторую величину (рис. 66, а) шаровый клапан 2 перекрывает отверстие в ниппеле 3, в результате чего в пространстве над керном создается пониженное давление. Промывочная жидкость, захватывая частицы шлама, из скважины устремляется в колонковую трубу 5.

При движении снаряда к забою (рис. 66, б) основная часть жидкости под давлением со стороны керна проходит по каналам переходника 4 и ниппеля 3, открывает клапан 2 и через отверстия в шламопроводящей трубке 1 изливается в скважину.
В связи с тем, что циркулирующая в призабойной зоне жидкость обогащается шламом, целесообразно в буровой снаряд включать шламовую трубу.
В качестве породоразрушающего инструмента при бурении пород средней твердости используются стандартные твердосплавные коронки.
Основные параметры технологического режима безнасосного бурения — частота расхаживания снаряда, высота его подъема над забоем при расхаживании, осевая нагрузка на коронку и частота вращения снаряда.
Частота расхаживания снаряда зависит от характера буримой породы. Чем больше плотность и буримость породы, тем чаще нужно расхаживать снаряд.
Высота подъема снаряда над забоем тесно связана с частотой расхаживания. Чем больше частота расхаживания, тем меньше может быть высота подъема.
Осевая нагрузка на коронку выбирается соответственно диаметру бурения в пределах 1,5—2 кН при бурении мягких, глинистых пород и 8—12 кН при бурении плотных пород средней твердости.
Частота вращения снаряда при безнасосном бурении подбирается из расчета средней окружной скорости коронки в пределах 0,6—0,8 м/с
Заклинивание керна производят затиркой всухую. При безнасосном бурении на поверхности керна образуется глинистая корочка с затертым в нее шламом, защищающая керн в процессе бурения от разрушения. Перед укладкой керна в ящики необходимо шламовую корочку с его поверхности удалить.