Рис. 1. Принципиальная схема установки для колонкового бурения:
а — схема установки; б — снаряд для алмазного и твердосплавного бурения; в — снаряд для дробового бурения: I — буровая вышка; II — буровое здание; III — станок; 2 IV — насос; V — двигатели; VI — направляющая труба: 1 — алмазная или твердосплавная коронка; 2 — колонковая труба; 3 — переходник; 4 — бурильные трубы; 5 — вертлюг-сальник; 6 — крюк; 7 — талевый блок; 8 — шпиндель станка; 9 — зажимные патроны; 10 — лебедка; И — регулятор подачи снаряда; 12 — нагнетательный шланг; 13 — керн; 14 — желоба; 15 — отстойник; 16 — приемная емкость; 17 — всасывающий шланг; 18 — талевый канат; 19 — индикатор веса снаряда; 20— манометр индикатора веса; 21 — манометр бурового насоса; 22 — кронблок; 23 — опоры вышки; 24 — пояса; 25 — раскосы; 26 — фундаментные тумбы; 27 — неподвижный конец каната; 28 — рвательное кольцо; 29 — корпус кернорвателя; 30 — дробовая коронка; 31 — тройной переходник; 32 — шламовая труба

С помощью лебедки станка буровой снаряд на талевом канате спускается в скважину, после чего верхний конец колонны бурильных труб закрепляется в зажимных патронах шпинделя станка.

Соответственно характеру буримых пород шпинделем станка сообщается рациональная частота вращения снаряду при необходимой для разрушения породы нагрузке на коронку. Промывочная жидкость закачивается насосом через нагнетательный шланг, вертлюг-сальник и пустотелую колонну бурильных труб в скважину, омывает забой и по кольцевому пространству между стенками скважины и снарядом выносит на поверхность частицы разрушенной породы. Проходя через очистную систему, промывочная жидкость освобождается от шлама и очищенная поступает в приемную емкость, откуда вновь забирается насосом и закачивается в скважину.

После наполнения колонковой трубы керном или при необходимости замены изношенной коронки бурение скважины останавливают, закрепив керн в нижней части колонкового набора, отрывают его от забоя и лебедкой станка поднимают снаряд на поверхность. После извлечения керна из колонковой трубы буровой снаряд вновь опускают в скважину и продолжают бурение.

Встретив участок, сложенный породами, которые обваливаются или вспучиваются даже при применении специальных промывочных жидкостей, скважину крепят свободным спуском в нее колонны обсадных труб, после чего продолжают бурение снарядом меньшего диаметра.

Возможность получения в качестве пробы керна, дающего представление о геологическом строении месторождения, позволяющего определить глубину залегания, мощность и качество полезного ископаемого, обусловила широкое применение колонкового бурения при сооружении картировочных, структурных, поисковых и разведочных скважин. Более 80% общего объема геологоразведочных скважин в нашей стране пробуривается колонковым способом.

В качестве истирающих материалов для разрушения породы на забое скважины при колонковом бурении применяются алмазные зерна или резцы из твердых сплавов, закрепляемые на рабочей части короночного кольца, а также буровая дробь (чугунная или стальная), подсыпаемая под торец специальной коронки. Соответственно различают три разновидности колонкового бурения: алмазное, твердосплавное и дробовое.

Бурение твердосплавными коронками применяют в породах мягких и средней твердости (I—VII категорий по буримости), а также в бескварцевых твердых породах (VIII и IX категорий по буримости).

Алмазными коронками и дробью (применяется редко) бурят скважины в породах твердых и весьма твердых (VII—XII категорий по буримости).

В твердых хрупких породах с успехом может быть использовано ударно-вращательное бурение.

Колонковым способом__можно бурить скважины глубиной от нескольких метров до нескольких тысяч метров.