Термическое бурение

Термическое бурение скважин осуществляется самоходными огнеструйными буровыми станками, имеющими вращающийся термобур с горелкой. Вращением термобура достигается периодическое нагревание всей площади забоя скважины. Разрушение породы при огневом бурении происходит в результате действия напряжений, обусловленных резким перепадом температур в различных слоях породы, а также в результате механического воздействия высокоскоростных газовых струй, фазовых изменений минералов, составляющих породу. Так, кварц при температуре около 500 градусов переходит в другие кристаллические модификации со значительным изменением объема. При этом с поверхности отслаиваются чешуйки породы, которые подхватываются потоком раскаленных газов и выносятся из скважины.

Высокотемпературные огневые газовые струи образуются в небольшой по объему камере огнеструйной горелки в результате сжигания высококалорийного топлива и газообразного окислителя (керосин, бензин, дизельное топливо - сжатый воздух, кислород). Продукты сгорания через сопло горелки истекают со сверхзвуковой скоростью и направляются на забой. Охлаждение горелки осуществляется водой.

Основные технологические операции термического бурения:

• зажигание горелки;
• собственно бурение, заключающееся в подаче вращающегося термобура на забой скважины;
• расширение при бурении нижней части скважины (при создании котловой полости) или по всей длине заряжаемой ее части;
• очистка скважины.

При термическом бурении хорошо разрушается ограниченное количество пород, в основном кварцесодержащих. Поэтому его самостоятельное применение неэффективно. При термическом расширении зарядной части скважины, ранее пробуренной шарошечным или другим механическим способом, скорость терморазрушения породы возрастает в 5-10 раз и таким образом, увеличивается число терморазрушаемых пород. Для расширения скважины после достижения проектной глубины опускается до нужной отметки термобур, где он фиксируется в течении 3-5 мин для формирования вруба, а затем начинают передвигать вверх в процессе расширения. После расширения термобур опускают вниз для очистки скважины. Время очистки 10-15 мин.

Режим термического бурения характеризуется:

• температурой газового потока;
• скоростью газового потока.

Регулируется режим бурения частотой вращения и скоростью подачи на забой термобура.