Пневмобурение: определение и история

Пневмобурение — разновидность ударно‑вращательного бурения скважин. Впервые метод применён в России в 1905–1907 гг. инженером В. В. Вольским для бурения газовых и нефтяных скважин на Кавказе. В 1930 г. технология использована при добыче твёрдых полезных ископаемых на Урале (В. Н. Комаров), а в 1934–1937 гг. профессор Е. Ф. Эпштейн внедрил пневмобурение при проходке шпуров и взрывных скважин.

Принцип работы и давление пневмоударника

Современные комплекты используют погружной бурильный молоток (пневмоударник). Рабочее давление — ориентировочно 0,5–1,5 МПа (клапанное или бесклапанное воздухораспределение). Порода разрушается по всему забою: поршень‑боёк выполняет возвратно‑поступательные движения и через «хвостовик» передаёт энергию ударов на снаряд, одновременно став вращается со скоростью порядка 30–70 об/мин. По мере заглубления колонна бурильных труб наращивается.

Кольцевое пневмобурение: компоновка

Для кольцевого забоя сразу за пневмоударником ставят переходник (со шлицевого/байонета на замковое соединение — резьбу или ниппель), далее — колонковый снаряд длиной ~1–1,5 м. Поршень‑боёк через хвостовик передаёт удары на снаряд, разрушая породу по кольцу и формируя керн.

Инструмент и подбор под породы

Оснастка подбирается по целям работ и твёрдости пород. Для твёрдых/прочных пород применяют коронки с армированными цилиндрическими вставками из твёрдых сплавов, а также сферические или шарошечные головки — повышенная износостойкость и эффективность разрушения.

Пылеподавление и экология

В подземных работах используют пневмоударники, способные работать в среде «вода–масло–воздух», уменьшая пылевыброс на забое. При работе только на сжатом воздухе пылеподавление обеспечивают подачей воды в буровой став. На открытых работах применяют сухое пылеуловливание (рукавные фильтры, циклоны) или мокрое пылеподавление.

Преимущества и область применения

• Совместимость с широким спектром оборудования (ротор, колонковые системы).
• Высокая эффективность разрушения в соответствующих литотипах при умеренных затратах.
• Гибкость компоновок под кольцевое и сплошное бурение.

Оборудование и оснастка для пневмобурения

1. Коронка пневмоударная

Рабочий орган, формирующий забой и контур разрушения породы.

2. Труба пневмоударная колонковая

Предназначена для накопления керна и транспортировки на поверхность. Материал — сталь 45, толщина стенки 8 мм.

3. Переводник фрезерный П1

Соединяет колонковую трубу и бурильные трубы.

4. Переводник Н БНС/З‑50

Стыкует колонковую пневмоударную трубу и пневмоударник.

5. Пневмоударник

Погружной пневматический ударный механизм (беззолотниковая схема), преобразует энергию сжатого воздуха в энергию ударов. В комплекте с коронкой — рабочий орган станка.

6. Переводник П З‑50/Л72×10

Соединяет бурильную трубу (ТБСУ) и пневмоударник.

7. Трубы бурильные (ТБСУ/СБТМ) и замки

Бурильные трубы передают крутящий момент и осевую нагрузку, обеспечивают подачу очистного агента. Выпускаются со съёмными замками (СБТМ) и приварными (ТБСУ). Материалы: 36Г2С, 40ХН, 45 и др.

ТБСУ (приварные замки)

СБТМ (съёмные замки)

Запросить спецификацию

Опишите задачи (тип бурения, породы), требуемые диаметры, давление/расход воздуха и компоновку — подготовим подбор оснастки и спецификацию пневмобурового комплекта.