Буріння
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Буріння

Буріння, процес спорудження гірського вироблення циліндрової форми — свердловини, шпуру або шахтного ствола — шляхом руйнування гірських порід на забої, Би. здійснюється, як правило, в земній корі, рідше в штучних матеріалах (бетоні, асфальті і ін.). У ряді випадків процес Би. включає кріплення стінок свердловин (як правило, глибоких) обсадними трубами із закачуванням цементного розчину в кільцевий зазор між трубами і стінками свердловин.

загрузка...

  Сфера застосування Би . багатогранна: пошуки і розвідка корисних копалини; вивчення властивостей гірських порід; видобуток рідких, газоподібних і твердих (при вилуговуванні і виплавленні) корисних копалини через експлуатаційні свердловини; виробництво вибухових робіт; виїмка твердих корисних копалин (див. Бурошнековая машина ); штучне закріплення гірських порід (заморожування, бітумізація, цементація і ін.); осушення родовищ корисних копалини і заболочених районів, що обводнюють; розтин родовищ; прокладка підземних комунікацій: спорудження свайних фундаментів і ін.

  Щорічні об'єми Б. величезні: лише у СРСР за 1967 на нафту і газ пробурено близько 12 млн. м-коду глибоких свердловин, з яких 5,8 млн. м-коду, — розвідувальні, понад 20 млн. м-коду пробурено вибухових і сейсморазведочних свердловин, 10—12 млн. м-коду — структурно-пошукових.

  Класифікація способів Би . По характеру руйнування породи, вживані способи Б. діляться на: механічні — буровий інструмент безпосередньо впливає на гірську породу, руйнуючи її, і немеханічні — руйнування відбувається без безпосереднього контакту з породою джерела дії на неї (термічне, вибухове і ін.). Механічні способи Б. підрозділяють на обертальних і ударних (а також обертально-ударні і ударно-обертальні). При обертальному бурінні порода руйнується за рахунок обертання притиснутого до забою інструменту. Залежно від міцності породи при обертальному Б. застосовують буровий породоразрушающий інструмент ріжучого типа (див. Долото бурове і Коронка бурова ); діамантовий буровий інструмент; коронки дробів, руйнівні породу за допомогою дробу (див. Буріння дробу ). Ударні способи Б. розділяються на: ударне буріння або ударно-поворотне (Б. перфораторами, у тому числі погружнимі, ударно-канатне, штангове і тому подібне, при яких поворот інструменту виробляється в момент між ударами інструменту по забою); ударно-обертальне (погружнимі пневмо-і гидроударникамі, а також Би. перфораторами з незалежним обертанням і тому подібне), при якому ударів завдаються по інструменту, що безперервно обертається; обертально-ударне, при якому породоразрущающий буровий інструмент знаходиться під великим осьовим тиском в постійному контакті з породою і руйнує її за рахунок обертального руху по забою і ударів, що періодично завдаються по ньому. Руйнування порід забою свердловини виробляється за всією його площею (Б. суцільним забоєм) або по кільцевому простору з витяганням керна (колонкове Б.). Видалення продуктів руйнування буває періодичне за допомогою желонки і безперервне шнеками витими штангами або шляхом подачі на забій газу, рідини або розчину (див. Глинистий розчин ). Інколи Б. підрозділяють за типом бурового інструменту (шнекове, штангове, діамантове, шарошечноє і так далі); за типом бурової машини (перфораторне, пневмоударноє, турбінне і так далі), по методу проведення свердловин (похиле, кущове і так далі). Технічні засоби Б. складаються в основному з бурових машин (бурових установок) і породоразрушающего інструменту. З немеханічних способів набуло поширення для Б. вибухових свердловин в кварцсодержащих породах термічне буріння, ведуться роботи по впровадженню вибухового Б.

  Би. розвивалося і спеціалізувалося стосовно трьох основних областей техніки: найбільш глибокі свердловини (декілька км. ) буряться на нафту і газ, менш глибокі (сотні м-коду ) для пошуків і розвідки твердих корисних копалини, свердловини і шпури завглибшки від декількох м-коди до десятків м-коду бурять для розміщення зарядів вибухових речовин (головним чином в гірській справі і будівництві).

  Буріння свердловин на нафту і газ . В Китаї понад 2 тис. років назад вперше в світовій практиці уручну бурилися свердловини (діаметром 12—15 см і завглибшки до 900 м-код ) для видобутку соляних розчинів. Буровий інструмент (долото і бамбукові штанги) опускався в свердловину на канатах товщиною 1—4 см , звитих з індійського очерету. Б. перших свердловин в Росії відноситься до 9 ст і пов'язане з видобутком розчинів куховарської солі (Стара Русса). Потім соляні промисли розвиваються в Балахне (12 ст), в Солікамське (16 ст). На російських соляних промислах відвіку застосовувалося ударне штангове Б. Во уникнення того, що ржавить бурові штанги робили дерев'яними; стінки свердловин закріплювали дерев'яними трубами. У 17 ст в рукописній праці «Розпис, як зачати робити нова труба на новому місці» («Вісті імператорського археологічного суспільства», 1868, т. 6, отд.(окремий) 1, ст 3, с. 238—55) детально описані методи цього періоду. Перший буровий колодязь, закріплений трубами, був пробурений на воду в 1126 в провінції Артуа (Франція), звідси глибокі колодязі з напірною водою отримали назву артезіанських.

  Розвиток методів і техніки Б. у Росії починається з 19 ст у зв'язку з необхідністю постачання крупних міст питною водою. У 1831 в Одесі було утворено «Суспільство артезіанських фонтанів» і пробурено 4 свердловини завглибшки від 36 до 189 м-код . У 1831—32 бурили свердловини в Петербурзі (на стороні Виборгськой), в 1833 в Царському Селі, в Сімферополі і Керчі, в 1834 в Тамбові, Казані і Евпаторії, в 1836 в Астрахані. У 1844 була закладена перша бурова свердловина для артезіанської води в Києві. У Москві перша артезіанська свердловина глибиною 458 м-коду пробурена на Яузськом бульварі в 1876. Перша бурова свердловина в США пробурена для видобутку соляного розчину поблизу Чарлстона в Західній Віргінії (1806).

  Поворотним моментом, з якого починається бурхливий прогрес в Би., був розвиток нафтовидобування. Перша нафтова свердловина була пробурена в США випадково в 1826 поблизу Бернсвілла в Кентуккі при пошуках рассолов. Першу свердловину на нафту заклав в 1859 американець Дрейк поблизу р. Тайтесвілла в Пенсільванії. 29 серпня 1859 нафта була зустрінута на глибині 71 фута (близько 20 м-код ), що поклало початок нафтової промисловості США. Перша свердловина на нафту в Росії пробурена в 1864 біля Анапи (Північний Кавказ).

  Технічні удосконалення Б. у 19 ст відкриваються пропозицією німецького інженера Ейгаузена (1834) застосовувати так звані ножиці (пара ланок, що зрушувалася, при штанговому Б.). Ідея скидати сполучене з штангами долото привела до винаходу у Франції Киндом (1844) і Фабіаном (1849) вільно падаючого бурового інструменту («фрейфала»). Цей спосіб отримав назву «німецький». У 1846 французький інженер Фовель зробив повідомлення про новий спосіб очищення бурових свердловин водяним струменем, що подається насосом з поверхні в порожнисту штангу. Перший успішний досвід Би. з промиванням проведений Фовелем в Перпіньяне (Франція).

  В 1859 Г. Д. Романовський вперше механізував роботи, застосувавши паровий двигун для Б. свердловини поблизу Подольська. На нафтових промислах Баку перші парові машини з'явилися в 1873, а через 10 років майже повсюдно вони замінили кінну тягу. При Б. свердловин на нафту на першому етапі отримав розвиток ударний спосіб (Би. штангове, канатне, бистроударноє з промиванням забою). В кінці 80-х рр. в Новому Орлеані в Луїзіані (США) упроваджується роторне Б. на нафту із застосуванням лопатевих доліт і промиванням глинистим розчином. У Росії обертальне роторне Б. з промиванням вперше застосували в р. Грізному для Б. свердловини на нафту глибиною 345 м-коду (1902). У Сураханах (Баку) на території заводу Кокорева в 1901 закладена свердловина для видобутку газу. Через рік з глибини 207 м-коду був отриманий газ, що використався для опалювання заводу. У 1901 на Бакинських нафтопромислах з'явилися перші електродвигуни, що замінили парові машини при Б. У 1907 пройдена свердловина обертальним Би. суцільним забоєм з промиванням глинистим розчином.

  Вперше автомат для регулювання подачі інструменту при роторному Б. був запропонований в 1924 Хилдом (США). На початку 20 ст в США розроблений метод похилого роторного Б. з долотами малого діаметру для забурювання з подальшим розширенням свердловин.

  Ще в 70-х рр. 19 ст з'явилися пропозиції по створенню забійних двигунів, тобто розміщенню двигуна безпосередньо над буровим долотом в забою бурімой свердловини. Створенням забійного двигуна займалися найбільші фахівці в багатьох країнах, проектуючи його на принципі здобуття енергії від гідравлічного потоку, пізніше — на принципі використання електричної енергії. У 1873 американський інженер Х. Г. Кросс запатентував інструмент з гідравлічною одноступінчатою турбіною для Б. свердловин. У 1883 Дж. Вестінгауз (США) сконструював турбінний забійний двигун. Ці винаходи не були реалізовані, і проблема вважалася нездійсненною. У 1890 бакинський інженер К. Г. Симченко запатентував ротаційний гідравлічний забійний двигун. На початку 20 ст польський інженер Вольський сконструював бистроударний забійний гідравлічний двигун (так званий таран Вольського), який отримав промислове вживання і з'явився прототипом сучасних забійних гидроударников.

  Вперше в світовій практиці М. А. Капелюшниковим, С. М. Волохом і Н. А. Корневим запатентований (1922) турбобур, застосований двома роками пізніше для Б. у Сураханах. Цей турбобур був виконаний на базі одноступінчатої турбіни і багатоярусного планетарного редуктора. Турбобури такої конструкції застосовувалися при Б. нафтових свердловин до 1934. У 1935—39 П. П. Шумілов, Р. А. Іоаннесян, Е. І. Тагиев і М. Т. Гусман розробили і запатентували досконалішу конструкцію багатоступінчастого безредукторного турбобура, завдяки якому турбінний спосіб Би. став основним в СРСР. Вдосконалення турбінного Б. здійснюється за рахунок створення секційних турбобурів із зниженою частотою обертання і збільшеним моментом, що обертає.

  В 1899 в Росії був запатентований електробур на канаті. У 30-х рр. в США прошел промислові випробування електробур з якорем для сприйняття реактивного моменту, що опускався в свердловину на кабелі-канаті. У 1936 вперше в СРСР Квітнером і Н. В. Александровим розроблена конструкція електробура з редуктором, а в 1938 А. П. Островським і Н. В. Александровим створений електробур, долото якого приводиться в обертання погружним електродвигуном. У 1940 в Баку електробуром пробурена перша свердловина.

  В 1951—52 в Башкирії при Б. нафтової свердловини по пропозиції А. А. Мініна, А. А. Погарського і К. А. Чефранова вперше застосували електробур знакозмінного обертання для гасіння реактивного моменту, що опускається на гнучкому електрокабелі-канаті. В кінці 60-х рр. в СРСР значно вдосконалена конструкція електробура (підвищена надійність, покращуваний токопровод).

  Поява похилого Б. відноситься до 1894, коли С. Г. Войслав провів цим способом свердловину на воду поблизу Брянська. Успішна проходка свердловини в Бухті Ілліча (Баку) за пропозицією Р. А. Іоаннесяна, П. П. Шумілова, Е. І. Тагиева, М. Т. Гусмана (1941) турбінним похило-направленим бурінням поклала початок впровадженню похилого турбобуріння, що стало основним методом направленого Б. у СРСР і що отримав вживання за кордоном. Цим методом при пересіченому рельєфі місцевості і на морських родовищах бурять кущі до 20 свердловин з однієї підстави (див. Кущове буріння ). У 1938—41 в СРСР розроблені основи теорії безперервного похилого регульованого турбінного Б. при нерухомій колоні бурильних труб. Цей метод став основним при Б. похилих свердловин в СРСР і за кордоном.

  В 1941 Н. С. Тімофєєв запропонував в стійких породах застосовувати так зване багатозабійне буріння .

  В 1897 в Тихому океані, в районі о. Сомерленд (Каліфорнія, США), вперше було здійснено Б. на морі. У 1924—25 в СРСР поблизу бухти Ілліча на штучно створеному острівці обертальним способом була пробурена перша морська свердловина, що дала нафту з глибини 461 м-коду . У 1934 Н. С. Тімофєєвим здійснене на острові Артема в Каспійському морі кущове Б., при якому декілька свердловин буряться із загального майданчика, а в 1935 там же споруджена перша морська металева підстава для Б. у морі. З 50-х рр. 20 ст застосовується Б. для видобутку нафти і газу з дна морить. Створені естакади, плаваючі бурові установки із затоплюваними понтонами, спеціальні бурові судна, розроблені методи динамічної стабілізації бурових установок при Б. на великих глибинах.

  Основний метод буріння на нафту і газ в СРСР (1970) — турбобурами (76% метражу пробурених свердловин), електробурами пройдено 1,5% метражу, останнє роторним бурінням. У США переважне поширення отримало роторне буріння; в кінці 60-х рр. при проведенні похило-направлених свердловин почали застосовуватися турбобури. У країнах Західної Європи турбобури застосовуються в похилому Б. і при Б. вертикальних свердловин діамантовими долотами. У 60-і рр. в СРСР помітно зросли швидкості і глибина Б. на нафту і газ.(газета) Так, наприклад, у Татарії свердловини, що буряться долотом діаметром 214 мм на глибину 1800 м-коду , проходятся в середньому за 12—14 днів, рекордний результат в цьому районі 8—9 днів. За 1963—69 в СРСР середня глибина експлуатаційних нафтових і газових свердловин зросла з 1627 до 1710 м-код . Найглибші свердловини в світі — 7—8 км. — пробурені в 60-і рр. (США). У СРСР в районі м. Баку пробурена свердловина на глибину 6,7 км. і в Прикаспійській низовини (район Аралсор) на глибину 6,8 км. . Ці свердловини пройдени в цілях розвідки на нафту і газ (див. Опорне буріння ). Роботи по надглибокому бурінню для вивчення кори і верхньої мантії Землі ведуться за міжнародною програмою «Верхня мантія Землі». У СРСР за цією програмою намічено пробурити в 5 районах ряд свердловин завглибшки до 15 км. Перша така свердловина почата бурінням на Балтійському щиті в 1970. Ця свердловина проходітся методом турбінного буріння .

  Основний напрям вдосконалення Б. на нафту і газ до СРСР — створення конструкцій турбобурів, що забезпечують збільшення проходки свердловини на рейс долота (повний час роботи долота в свердловині до його підйому на поверхню). У 1970 створені безредукторні турбобури, що дозволяють здійснити оптимізацію режимів Би. шарошечнимі долотами в діапазоні найбільш ефективних зворотів (від 150 до 400 в мін ) і використовувати долота з перепадом тиску в насадках до 10 Мн / м-коду 2 (100 атм ) замість 1—1,5 Мн / м-коду 2 (10—15 атм ). Створюються турбобури з високою частотою обертання (800—100 об/мін ) для Б. діамантовими долотами, що забезпечують при глибокому Б. багатократне збільшення проходки і механічної швидкості Б. за рейс. Розробляються нові конструкції низу бурильної колони, що дозволяють бурити в складних геологічних умовах з мінімальним викривленням ствола свердловини. Ведуться роботи по хімічній обробці промивальних розчинів для полегшення і підвищення безпеки процесу Б. Конструїруются турбіни з похилою лінією тиск, який дозволяє отримати інформацію про режим роботи турбобура на забої свердловини і автоматизувати процес Би.

  Пошуки і розвідка твердих корисних копалини . Розвиток розвідувального Б. пов'язано з винаходом швейцарського годинникарем Г. Лешо діамантового бура (1862), який складався із сталевого полого циліндра, армованого алмазами і укріпленого на порожнистій металевій штанзі (по ній в забій подавалася промивальна вода). Перша працездатна бурова установка з діамантовим інструментом створена французьким інженером Перретом і привернула увагу на Усесвітній виставці в Парижі (1867), що послужило початком поширення діамантового Б. у Європі і Америці. У 1850 в Росії були закладені ряд розвідувальних свердловин на кам'яне вугілля.

  В 1871 і 1872 біля Бахмута і Слов'янська пробурені перші розвідувальні свердловини в Росії на кам'яну сіль завглибшки 90 і 120 м-код . Вдосконалення розвідувального Б. у Росії в кінці 19 ст пов'язано з ім'ям Войслава, який в 1885 винайшов, а в 1897 отримав патент на бур для ручного Б. свердловин великого діаметру. Бур Войслава мав розширювач, що дозволяє збільшувати діаметр свердловин, глибина яких досягла 22 м-коду . У 1898 Войслав спільно с Л. Кулешем отримав патент на оригінальний верстат для діамантового Б. і в тому ж році розробив новий спосіб вставки алмазів в коронку, що дозволив застосовувати дрібні алмази. У 1899 в Америці інженером Дейвісом запропонований дріб Би. В період 1-ої світової війни для Б. починають застосовувати за пропозицією німецького інженера Ламана тверді сплави (так званий воломіт). Пізніше ці сплави застосовувалися при Б. розвідувальних свердловин в районі Курської магнітної аномалії (1923).

  Корінні зміни в техніці Б. сталися в Росії після Великої Жовтневої революції. З 1923 в СРСР упроваджується Б. із застосуванням твердих сплавів, а також дріб Би. (1924—25); виготовлення вітчизняних твердих сплавів почалося в 1929. У 1927 В. М. Крейтером і Б. І. Воздвіженським при колонковому Б. був успішно застосований дріб. У 1925—26 на Сормовськом заводі налагоджено виробництво ударно-канатних верстатів типа «Кийстон» для розвідки на золото (пізніше за типа «Емпайр»). Декілька років опісля Н. І. Кулічихиним розроблені перші вітчизняні верстати (УА-75-150) ударно-канатного Б. У 1928—1929 розвернулося виробництво бурових верстатів колонкового обертального Б. на Іжорськом заводі (Ленінград), ним. Злодійського (Свердловськ) і ін. У той час для колонкового Б. на глибині до 500 м-коди в основному застосовувалися верстати КА-300 і КА-500. У післявоєнні роки (починаючи з 1947) було проведено корінне переобладнання технічних засобів геологорозвідувальної служби: вдосконалені бурильні, обсадні і колонкові труби; створені нові верстати з диференціальною для важеля подачею (ЗІВ-75, ЗІВ-150); розроблені нові конструкції багатошвидкісних верстатів з гідравлічною подачею (ЗІФ-300, ЗІФ-650, ЗІФ-1200, ВІТР-2000 і ін.), що забезпечують Би. свердловин на глибині 300—2000 м-коду ; створений ряд самохідних бурових установок; розроблені засоби автоматизації і механізації трудомістких процесів і нові конструкції породо-руйнівного інструменту.

  В 1935 радянський інженер В. Н. Комаров запропонував машину ударно-обертального Б., теоретичні основи якого були розроблені згодом Е. Ф. Епштейном. У 1939 розробляється Б. погружнимі пневмоударникамі, а з 1940 упроваджується обертальне Б. з транспортуванням породи зі свердловини шнеками (див. Шнекове буріння ), яке набуло поширення в породах невисокої фортеці при геофизичних роботах, інженерно-геологічних дослідженнях, при Б. на воду і ін. У СРСР розроблена технологія безнасосного Б., що забезпечує повний вихід керна в нестійких породах, і корінним чином вдосконалена технологія буріння дробу (С. А. Вовків). Після відкриття родовищ алмазів в Якутії ширше застосовують діамантовий породоразрушающий інструмент, а з 1962 в Би. набули поширення синтетичні алмази. У вдосконаленні технології діамантового Б. зіграли велику роль радянські учені Ф. А. Шамшев, І. А. Уткин, Би. І. Воздвіженський, С. А. Волков і ін.

  Середня місячна швидкість Би. розвідувальних свердловин в Донбасі склала 265 м-код (1956), в Криворізькому бассейне360 м-кодом (1956), а на Курській магнітній аномалії 600 м-коду (1965). При розвідці крутопадаючих рудоносних тіл, коли для пересічення їх на різних горизонтах доводиться проходіть декілька свердловин, в цілях скорочення їх довжини застосовують направлене багатозабійне Б., яке здійснюється за допомогою пристроїв, що відхиляють, встановлюються в свердловині на різних глибинах.

  Розвідувальне буріння здійснюється в основному за рахунок обертального способу, на який доводиться (1970) близько 80% метражу пробурених свердловин (50% буріння твердосплавним інструментом, 20% — діамантовим інструментом, 10% — дробом); у обмежених об'ємах застосовується ударно-обертальне, шнекове, вібраційне Б. і ін.

  Роботи в області розвідувального Б. направлені на: забезпечення збереження керна, витягуваного з великої глибини; розробку апаратури і надійних методів випробування гірських порід. Вдосконалення техніки і технології розвідувального Б. на твердих корисних копалини направлено на: заміну дробу Б. діамантовим; впровадження гідроударного Б., безкернового Б. з використанням бічних свердлячих грунтоносов; подальше поліпшення технічних засобів і технології Б., розробку нових способів руйнування гірських порід при Б.; автоматизацію всіх виробничих процесів.

  Буріння вибухових шпурів і свердловин . Машинне Б. шпурів і свердловин замість ручного, яке застосовувалося до початку 19 ст для відбою міцних порід вибухом, почало упроваджуватися в кінці 17 ст, коли були винайдені перші бурові машини для свердління горизонтальних шпурів. У 1683 механіка Г. Гутман запропонував машинне Б. У 1803 австрійський інженер Гайншинг, а в 1813 англійського механіка Травіч удосконалили бурові машини, що випускалися. У 1849 Кауч (США) отримав один з перших патентів на парову бурову машину. У 1852 Колладон (Швейцарія) запропонував бурову машину, що працює на стислому повітрі. При проходці Монт-Санісського тунеля в 1861 Соммейе вперше застосував поршневі перфоратори (див. Бурильний молоток ) для Б. шпурів, що дозволило різко скоротити терміни будівництва тунеля. В кінці 19 ст з'являються молоткасті перфоратори, менш продуктивні поршневі, що швидко витіснили. Надалі були створені високочастотні і обертально-ударні (50-і рр. 20 ст) бурильні машини, настановні (пневмопідтримки, маніпулятори) і подаючі (автоподатчики) пристосування, бурові каретки, що максимально механізували працю бурильника. Б. ведеться з видаленням продуктів руйнування промиванням. Створюються легені і потужні електро-, пневмогидросверла і високоякісний буровий інструмент, що забезпечують обертальне Б. шпурів в середній фортеці породах. У 1965 в Кузбасі і в 1968 в Киргизії застосовані бурильні агрегати з електрогідроприводом для обертального і обертально-ударного Б. шпурів.

  З кінця 19 — почала 20 вв.(століття) фахівці намагалися створити електроперфоратор, В 1879 німецький винахідник В. Сименс зробив невдалу спробу застосувати електричний струм для приведення в дію бурильної машини, призначений для Б. шпурів при вибухових роботах. У 1885 американський винахідник Дж. Вестінгауз повторив цю спробу.

  Вперше свердловини, пробурені важкими бурильними молотками, були застосовані замість шпурів для відбою руди на початку 30-х рр. на підземних копальнях комбінату Апатит і в Кривому Розі. З цього періоду починається створення машин для підземного Б. свердловин. В середині 30-х рр. упроваджується метод штангового Б. вибухових свердловин, вживання якого сприяло технічній революції в розробці рудних родовищ великої потужності. У 1935 А. А. Міняйло сконструював верстат для обертального Б. різцями діаметром до 150 мм в м'яких породах. В кінці 30-х рр. на шахтах Кривого Рогу упроваджене багатоперфораторне Б. глибоких свердловин. У 1938 А. К. Сидоренко запропоноване Б. погружнимі перфораторами, що входять в свердловину. У 1949—50 на підземних копальнях в СРСР випробувані бурові верстати з погружнимі пневмоударникамі (обертання пневмоударника здійснювалося з поверхні через став бурових штанг). У 1954 Новосибірським інститутом гірської справи і металургійним комбінатом Коваля створений промисловий зразок бурового верстата БА-100 — першої машини, в якій робочим тілом (енергоносієм) служить водяна для повітря суміш. Після відробітку ця суміш забезпечує просте і надійне пилеподавленіє при Б. Повсеместноє впровадження високопродуктивних верстатів БА-100 на копальнях дозволило широко розповсюдити прогресивну систему розробки родовищ з відбоєм руди глибокими вибуховими свердловинами. Ця машина з'явилася основою для створення в СРСР серії бурових машин (у тому числі бурового напівавтомата НКР-100 в 1959) для пневмоударного буріння свердловин діаметром 85—100 мм і глибиною до 50 м-код якими в 50—60-х рр. виконано понад 50% об'ємів Би. при відбої руд. З 60-х рр. цей спосіб упроваджується в практику Б. розвідувальних і експлуатаційних глибоких свердловин. З 1950 в СРСР на підземних копальнях Алтая розробляються і упроваджуються верстати для Б. свердловин шарошечнимі долотами, один з яких (БШ-145) випускається серійно. У 60-і рр. 20 ст для підземного Б. свердловин діаметром 60—70 мм розробляються обертально-ударні бурові машини, що встановлюються на бурових каретках, а також бурові верстати з потужними бурильними молотками і незалежним обертанням інструменту.

  Би. свердловин для вибухових робіт на кар'єрах почало застосовуватися в Росії на залізорудних підприємствах Уралу в 1908. У США на початку 20 ст для Б. вибухових свердловин на кар'єрах вперше застосовані ударно-канатні верстати. У СРСР цей спосіб починає застосовуватися з 30-х рр. і до 60-х рр. є основним в породах вище за середню фортецю для свердловин діаметром 150—300 мм . У 1932 Свердловським заводом «Металіст» випущені верстати ударно-канатного Б. для кар'єрів. З 1939 в СРСР освоюється обертальне Б. свердловин різцями з видаленням бурової дрібниці шнеками. У 1943 випущений на Уралі (Богословський кар'єр) перший верстат обертального Б. (з шнеком, на гусеничному ходу). З 1956—57 починаються роботи по шарошечному бурінню вибухових свердловин на кар'єрах. У 1958 запропонований комбінований ударно-шарошечний буровий інструмент, використання якого можливо на верстатах обертального Б. з пневматичним продуванням свердловин. У 1959 початий випуск верстатів (СБО-1, СБО-2) вогневого (термічного) Б. для міцних кварцсодержащих порід. Руйнування породи при цьому відбувається за рахунок швидкого розігрівання поверхні забою газовими струменями, що вилітають з пальника з температурою 2000 °С і швидкістю близько 2000 м-код / сік . У 60-х рр. розроблений типовий ряд шарошечних верстатів (2СБШ-200, СБШ-250, СБШ-320) для Б. вибухових свердловин діаметром 200—300 мм і глибиною до 30 м-код . Продуктивність верстатів 20—70 м-коду в зміну. Перспективні роботи із створення комбінованих термомеханічних способів руйнування.

  Буріння вибухових свердловин на кар'єрах в СРСР здійснюється в основному (1970) шарошечним способом (близько 70% метражу свердловин), поширене шнекове буріння (близько 20%), 10% метражу свердловин доводиться на останні способи Б. (пневмоударноє, термічне, ударно-канатне і ін.). Значно зросли швидкості Б.: змінна продуктивність шарошечного верстата при проходці свердловини діаметром 250 мм в міцних породах (вапняк, доламає і тому подібне) складає 40—60 м-код . При підземній розробці вугільних родовищ найбільше поширення має Б. бурильними молотками і електросвердлами, рудних родовищ — бурильними молотками, погружнимі пневмоударникамі, шарошечнимі верстатами.

  Розвиток гірської промисловості вимагає збільшення продуктивності Б. у 2—4 рази. Для цього необхідне вдосконалення механічних способів Би. і дослідження нових. Вдосконалення бурильних машин здійснюється за рахунок збільшення параметрів навантаження на інструмент, механізації і автоматизації допоміжних операцій. Перспективне створення вібробурів (див. Вібраційне буріння ). Розроблене вибухове Б., яке полягає в безперервній обробці забою свердловини невеликими зарядами вибухової речовини, що вводяться в потік промивального агента (повітря або рідини) у вигляді ампул (ампульноє, або патронне взривобуреніє) або безперервного струменя (струминне вибухове Б.). Заряди-ампули мають обтічну форму і безпечні в обігу, оскільки змішення невибухових рідких компонентів суміші і утворення вибухових речовин (ВВ) відбувається безпосередньо в забою. Заряди твердих ВВ вимагають для вибуху великих швидкостей удару (не менше 80 м-коду / сік ). При струминному взривобуренії вибухова суміш з пального і окислювача у вигляді плоского рідкого заряду утворюється безпосередньо на забої і ініціюється евтектичною сумішшю калія і натрію, що упорскує з певною частотою. Взривобуреніє свердловин дозволяє в 2—5 разів збільшити продуктивність Би., особливо в міцних породах.

  Проводяться роботи по конструюванню апаратів для створення імпульсного струменя, що періодично вистрілюється з сопла по забою свердловини для так званого гидроімпульсного Б., а також електроімпульсних верстатів, в яких руйнування породи виробляється потужним електричним розрядом (див. Плазмове буріння, Електрогідравлічне буріння, Електроімпульсне буріння ).

  Великий інтерес представляє механізоване Б. вертикальних гірських вироблень великих поперечних перетинів (діаметром понад 3,5 м-код ) — шахтних стволів (див. Стволопроходчеський агрегат ).

  Успіхи в створенні ефективних засобів і способів Би. базуються на вивченні фізіко-механічніх властивостей руйнованих порід, механізму руйнування породи при різних способах і режимах Би. У СРСР проводяться фундаментальні роботи в області вивчення і визначення базових фізичних властивостей гірських порід для оцінки ефективності основних процесів руйнування породи при Б. Див. також статті Бурова установка, Бурова каретка, Бурова вежа, Бурильні труби .

  Літ.: Іоаннесян Р. А., Основи теорії і техніки турбінного буріння, М—Л., 1953; Лісичкин С. М., Нариси по історії розвитку вітчизняної нафтової промисловості, М-коду.—Л., 1954; Розвідувальне колонкове буріння, М., 1957; Федюкин Ст А., Проходка шахтних стволів і свердловин бурінням, М., 1959; Вогневе буріння вибухових свердловин, М., 1962; Вовків С. А., Сулакшин С. С., Андрєєв М. М., Бурова справа, М., 1965: Кулічихин Н. І., Воздвіженський Би. І., Розвідувальне буріння, М., 1966; Техніка буріння при розробці родовищ корисних копалини, М., 1966; Вадецкий Ю. Ст, Буріння нафтових і газових свердловин, М., 1967; Ханмурзін І. І., Буріння на верхню мантію, М., 1967; Техніка гірської справи і металургії, М., 1968; Ськрипник С. Р., Данелянц С. М., Механізація н автоматизація трудомістких процесів в бурінні, М., 1968; Арш Е. І., Віторт Р. До., Черкаський Ф. Би., Нові методи дроблення міцних гірських порід. До., 1966.

  Р. А. Іоаннесян, Н. І. Кулічихин, Би. Н. Кутузов.