Колонковое бурение

Этот вид бурения используется при исследовании скальных пород и необходимости отбора из них непрерывного керна. Рис. 12.15 и 12.16 дают представление о типе оборудования, которое применяется для этой цели. Работа станка колонкового бурения основана на тех же принципах, что и работа перфораторов, которые можно увидеть в большинстве механических мастерских. Двигатель А вращает буровую штангу H с помощью зубчатой конической передачи E и патрона для зажима буровой штанги F. Вместе с буровой штангой вращается внешняя колонковая трубка К. Она прижимается к поверхности скалы с помощью гидравлической вертлюжной головки D. Коронка L, укрепленная на конце колонковой трубы и армированная промышленными алмазами X, выбуривает в скале кольцевое пространство, оставляя в нем цилиндрической формы столбик — керн нетронутой породы. По мере углубления коронки в скальную породу керн свободно входит во внутреннюю головку колонковой трубы, которая сидит на шарикоподшипниках и поэтому не следует вращательному движению внешней колонковой трубы с ее коронкой. Вода для охлаждения подается насосом M в полую буровую штангу. Таким образом может быть получен керн скальной породы длиной в несколько футов. В начале подъема керна разрезное кольцо конического сечения, так называемый захват керна V, врезается вокруг керна в нижней его части и тем самым позволяет оторвать керн от подстилающего его скального массива. Минимальный диаметр кернов, которые могут быть получены, — 1 дюйм. Если необходимо получить керны диаметром больше нескольких дюймов, используют механизмы, более мощные, чем показанный на рис. 12.15 и 12.16. При проведении изысканий в створе некоторых крупных плотин были отобраны керны очень большого диаметра. При этом получались скважины диаметром 30 дюймов, в которые могли спускаться геологи для визуального осмотра формации скальной породы по всей глубине скважины.

Были сделаны попытки применить методику колонкового бурения для отбора образцов глины с ненарушенной структурой. Однако неизбежное слабое качание вращающейся буровой штанги при отборе образцов на некоторой глубине ведет к недопустимой деформации керна глины, за исключением тех случаев, когда она представлена твердым материалом, не особенно чувствительным к перемятию.