Гидромеханическое бурение

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЕ БУРЕНИЕ (а. hydromechanical drilling; н. hydromechanisches Воhren, Wasserschlagbohren; ф. forage hydromecanique; и. sondeo hidromecaniсо) — способ вращательного бурения скважин, при котором горные породы разрушаются под воздействием стационарных высоконапорных струй промывочной жидкости (воды или бурового раствора) и механических породоразрушающих элементов. Первые эксперименты по разрушению пород высоконапорными струями жидкости в условиях глубокого бурения проведены советским учёным А. П. Островским (1938).

Гидромеханическое бурение осуществляется в основном по двум схемам. По первой схеме одной или несколькими струями прорезают канавку в массиве горных пород, выделяя центральную часть забоя, которая разрушается затем шарошечным долотом, по второй — струями на забое прорезают систему концентрических кольцевых канавок, перемычки между которыми разрушают безопорным долотом режуще-истирающего типа. Скорость гидромеханического бурения определяется эффективностью разрушающего действия высоконапорных струй, зависящей главным образом от давления жидкости, физико-механических свойств горных пород (прочность на одноосное сжатие и растяжение, проницаемость, пористость и др.), угла наклона оси насадки, скорости перемещения насадки вдоль поверхности забоя. Давление жидкости, необходимое для гидромеханического бурения рыхлых слабосцементированных горных пород, 20-50 МПа, мягкой и средней твёрдости — 70-100 МПа, крепких — свыше 150 МПа. Рациональные окружные скорости перемещения насадок 10-40 см/с, осевые нагрузки на породоразрушающий инструмент 1-2 кН на 1 см диаметра инструмента. При гидромеханическом бурении (давление до 100-140 МПа) достигнуто превышение в 2-4 раза скорости роторного бурения в аналогичных геологических условиях.

Гидромеханическое бурение находится в стадии лабораторных и опытно-промышленных экспериментов (1985). Перспективы промышленного применения гидромеханического бурения связаны с созданием буровых насосов, манифольдов, буровых рукавов, вертлюгов на рабочее давление 150-200 МПа, другого высоконапорного оборудования.