Буровой инструмент для бурения шурфов (часть 3)

Стремление облегчить операцию разгрузки бура и упростить его конструкцию привело к созданию в МГРИ дискового бура. Дисковый бур является модификацией скользящего бура. Он не имеет боковой цилиндрической поверхности, а порода в процессе углубки шурфа аккумулируется непосредственно на плоском днище, имеющем два проходных окна и ножи, располагаемые у окон под углом 45—75° в зависимости от свойств пересекаемых пород. Дисковый бур может эффективно применяться при проходке по ненасыщенным водой породам.
Представляет интерес конструкция колонкового бура для мягких пород, разработанная в МГРИ. Бур состоит из двух частей, расположенных одна над другой таким образом, что возможен поворот на некоторый угол одной части относительно другой. Вращающий момент передается через бурильные трубы верхней части бура. Разрушение породы при вращении бура производится двумя наклонными ножами, образующими кольцевой забой. Большая часть породы поступает в бур в виде керна, а разрушенная ножами аккумулируется в кольцевом пространстве между стенкой бура и керном и частично размещается на керне сверху.
После прекращения углубки включается обратное вращение бура, вследствие чего верхняя его часть поворачивается относительно нижней. При этом с помощью специального устройства включаются расположенные в нижней части бура подрезные ножи. В рыхлых породах подрезка керна осуществляется в процессе поворота верхнего цилиндра относительно нижнего, а в крепких — постепенно при продолжающемся обратном вращении. После подрезки керн поднимается на поверхность в буре.
Для бурения шурфов в породах средней крепости в МГРИ был разработан и испытан колонковый бур, в конструкции которого для отрыва керна предусмотрена система гидроцилиндров. Штоки гидроцилиндров, оснащенные рабочими наконечниками, внедряются в керн и производят его откол. На поверхность керн поднимается на выдвинутых штоках.
Ударное бурение шурфов может осуществляться по одной из трех схем: свободно падающим буром с подъемом породы в нем после каждого удара; забивкой бура тяжелой штангой с подъемом породы в нем; разрушением породы на забое серией последовательных ударов долота и подъемом разрушенной породы желонкой.
По первой схеме бурение ведется путем подъема и сбрасывания бура на забой с помощью лебедки бурового станка. Для работы по второй схеме используют буровые установки, оборудованные механизмами, способными наносить удары по забою с определенной частотой. Третья схема используется при бурении установками типа УКС.
Для бурения по первой схеме в ПНИИИС разработан ячеистый бур. Для удержания породы от выпадения при подъеме внутренняя полость бура снабжена перемычками, образующими ряд ячеек. Освобождение бура от породы происходит после одного-двух ударов по его корпусу.

---