БУРЕНИЕ

БУРЕНИЕ процесс
сооружения горной выработки цилиндрич. формы - скважины, шпура или
шахтного ствола - путём разрушения горных пород на забое. Б. осуществляется,
как правило, в земной коре, реже в искусств, материалах (бетоне, асфальте
и др. ). В ряде случаев процесс Б. включает крепление стенок скважин (как
правило, глубоких) обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой
зазор между трубами и стенками скважин. Область применения Б. многогранна:
поиски и разведка полезных ископаемых; изучение свойств горных пород; добыча
жидких, газообразных и твёрдых (при выщелачивании и выплавлении) полезных
ископаемых через эксплуатац. скважины; производство взрывных работ; выемка
твёрдых полезных ископаемых (см. Бурошнековая машина); искусств, закрепление
горных пород (замораживание, битумизация, цементация и др. ); осушение обводнённых
месторождений полезных ископаемых и заболоченных районов; вскрытие месторождений;
прокладка подземных коммуникаций; сооружение свайных фундаментов и др. Ежегодные
объёмы Б. огромны: только в СССР за 1967 на нефть и газ пробурено ок. 12 млн.
м глубоких скважин, из к-рых 5,8 млн. м - разведочные, св. 20
млн. м пробурено взрывных и сейсморазведочных скважин, 10-12 млн. м
- структурнопоисковых. Классификация способов Б. По характеру разрушения
породы применяемые способы Б. делятся на: механические - буровой инструмент
непосредственно воздействует на горную породу, разрушая её, и немеханические
- разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника
воздействия на неё (термическое, взрывное и др. ). Механические способы Б.
подразделяют на вращательные и ударные (а также вращательноударные и ударновращательные).
При вращательном бурении порода разрушается за счёт вращения прижатого к забою
инструмента. В зависимости от прочности породы при вращательном Б. применяют
буровой породоразрушающий инструмент режущего типа (см. Долото буровое
и Коронка буровая); алмазный буровой инструмент; дробовые коронки,
разрушающие породу при помощи дроби (см. Дробовое бурение). Ударные
способы Б. разделяются на: ударное бурение или ударноповоротное (Б.
перфораторами, в том числе погружными, ударноканатное, штанговое и т. п.,
при к-рых поворот инструмента производится в момент между ударами инструмента
по забою); ударновращательное (погружными пневмо- и гидроударниками, а также
Б. перфораторами с независимым вращением и т. п. ), при к-ром удары наносятся
по непрерывно вращающемуся инструменту; вращательноударное, при к-ром породоразрушающий
буровой инструмент находится под большим осевым давлением в постоянном контакте
с породой и разрушает её за счёт вращат. движения по забою и периодически
наносимых по нему ударов. Разрушение пород забоя скважины производится по
всей его площади (Б. сплошным забоем) или по кольцевому пространству с извлечением
керна (колонковое Б. ). Удаление продуктов разрушения бывает периодическое
с помощью желонки и непрерывное шнеками, витыми штангами или путём
подачи на забой газа, жидкости или раствора (см. Глинистый раствор). Иногда
Б. подразделяют по типу бурового инструмента (шнековое, штанговое, алмазное,
шарошечное и т. д. ); по типу буровой машины (перфораторное, пневмоударное,
турбинное и т. д. ), по методу проведения скважин (наклонное, кустовое и т.
д. ). Технич. средства Б. состоят в основном из буровых машин (буровых установок)
и породоразрушающего инструмента. Из немеха н ячеек их способов получило распространение
для Б. взрывных скважин в кварцсодержащих породах термическое бурение,
ведутся работы по внедрению взрывного Б. Б. развивалось и специализировалось
применительно к трём осн. областям техники: наиболее глубокие скважины (неск.
км) бурятся на нефть и газ, менее глубокие (сотни м) для поисков
и разведки твёрдых полезных ископаемых, скважины и шпуры глубиной от неск.
м до десятков м бурят для размещения зарядов взрывчатых веществ
(гл. обр. в горном деле и строительстве). Бурение скважин на нефть и газ.
В Китае св. 2 тыс. лет назад впервые в мировой практике вручную бурились скважины
(диаметром 12-15 см и глубиной до 900 м) для добычи соляных
растворов. Буровой инструмент (долото и бамбуковые штанги) опускался в скважину
на канатах толщиной 1-4 см, свитых из инд. тростника. Б. первых скважин
в России относится к 9 в. и связано с добычей растворов поваренной соли (Старая
Русса). Затем соляные промыслы развиваются в Балахне (12 в. ), в Соликамске
(16 в. ). На русских соляных промыслах издавна применялось ударное штанговое
Б. Во избежание ржавления буровые штанги делали деревянными; стенки скважин
закрепляли деревянными трубами. В 17 в. в рукописном труде "Роспись, как зачать
делать новая труба на новом месте" ("Известия имп. археологического об-ва",
1868, т. 6, отд. 1, в. 3, с. 238-55) подробно описаны методы этого периода.
Первый буровой колодец, закреплённый трубами, был пробурен на воду в 1126
в провинции Артуа (Франция), отсюда глубокие колодцы с напорной водой получили
назв. артезианских. Развитие методов и техники Б. в России начинается с 19
в. в связи с необходимостью снабжения крупных городов питьевой водой. В 1831
в Одессе было образовано ч Общество артезианских фонтанов" и пробурены 4 скважины
глуб. от 36 до 189 м. В 1831-32 бурили скважины в Петербурге (на Выборгской
стороне), в 1833 в Царском Селе, в Симферополе и Керчи, в 1834 в Тамбове,
Казани и Евпатории, в 1836 в Астрахани. В 1844 была заложена первая буровая
скважина для артезианской воды в Киеве. В Москве первая артезианская скважина
глуб. 458 м пробурена на Яузском бульваре в 1876. Первая буровая скважина
в США пробурена для добычи соляного раствора близ Чарлстона в Западной Виргинии
(1806). Поворотным моментом, с к-рого начинается бурный прогресс в Б., было
развитие нефтедобычи. Первая нефтяная скважина была пробурена в США случайно
в 1826 близ Бернсвилла в Кентукки при поисках рассолов. Первую скважину на
нефть заложил в 1859 американец Дрейк близ г. Тайтесвилла в Пенсильвании.
29 авг. 1859 нефть была встречена на глубине 71 фута (ок. 20 м), что
положило начало нефт. пром-сти США. Первая скважина на нефть в России пробурена
в 1864 около Анапы (Сев. Кавказ). Технические усовершенствования Б. в 19 в.
открываются предложением нем. инж. Эйгаузена (1834) применять т. н. ножницы
(сдвигавшаяся пара звеньев при штанговом Б. ). Идея сбрасывать соединённое
со штангами долото привела к изобретению во Франции Киндом (1844) и фабианом
(1849) свободно падающего бурового инструмента ("фрейфала"). Этот способ получил
название "немецкий". В 1846 франц. инж. Фовель сделал сообщение о новом способе
очистки буровых скважин водяной струёй, подаваемой насосом с поверхности в
полую штангу. Первый успешный опыт Б. с промывкой проведён Фовелем в Перпиньяне
(Франция). В 1859 Г. Д. Романовский впервые механизировал работы, применив
паровой двигатель для Б. скважины вблизи Подольска. На нефт. промыслах Баку
первые паровые машины появились в 1873, а через 10 лет почти повсеместно они
заменили конную тягу. При Б. скважин на нефть на первом этапе получил развитие
ударный способ (Б. штанговое, канатное, быстроударное с промывкой забоя).
В кон. 80-х гг. в Новом Орлеане в Луизиане (США) внедряется роторное Б. на
нефть с применением лопастных долот и промывкой глинистым раствором. В России
вращат. роторное Б. с промывкой впервые применили в г. Грозном для Б. скважины
на нефть глуб. 345 м (1902). В Сураханах (Баку) на территории завода
Кокорева в 1901 заложена скважина для добычи газа. Через год с глубины 207
м был получен газ, использовавшийся для отопления завода. В 1901 на
Бакинских нефтепромыслах появились первые электродвигатели, заменившие паровые
машины при Б. В 1907 пройдена скважина вращательным Б. сплошным забоем с промывкой
глинистым раствором. Впервые автомат для регулирования подачи инструмента
при роторном Б. был предложен в 1924 Хилдом (США). В нач. 20 в. в США разработан
метод наклонного роторного Б. с долотами малого диаметра для забуривания с
последующим расширением скважин. Ещё в 70-х гг. 19 в. появились предложения
по созданию забойных двигателей, т. е. размещению двигателя непосредственно
над буровым долотом у забоя буримой скважины. Созданием забойного двигателя
занимались крупнейшие специалисты во мн. странах, проектируя его на принципе
получения энергии от гидравлич. потока, позднее - на принципе использования
электрич. энергии. В 1873 амер. инж. X. Г. Кросс запатентовал инструмент с
гидравлич. одноступенчатой турбиной для Б. скважин. В 1883 Дж. Вестингауз
(США) сконструировал турбинный забойный двигатель. Эти изобретения не были
реализованы, и проблема считалась неосуществимой. В 1890 бакинский инж. К.
Г. Симченко запатентовал ротационный гидравлич. забойный двигатель. В нач.
20 в. польский инж. Вольский сконструировал быстроударный забойный гидравлич.
двигатель (т. н. таран Вольского), к-рый получил пром. применение и явился
прототипом совр. забойных гидроударников. Впервые в мировой практике М. А.
Капелюшниковым, С. М. Волохом и Н. А. Корневым запатентован (1922) турбобур,
применённый двумя годами позже для Б. в Сураханах. Этот турбобур был выполнен
на базе одноступенчатой турбины и многоярусного планетарного редуктора. Турбобуры
такой конструкции применялись при Б. нефт. скважин до 1934. В 1935-39 П. П.
Шумилов, Р. А. Иоаннесян, Э. И. Тагиев и М. Т. Гусман разработали и запатентовали
более совершенную конструкцию многоступенчатого безредукторного турбобура,
благодаря к-рому турбинный способ Б. стал основным в СССР. Совершенствование
турбинного Б. осуществляется за счёт создания секционных турбобуров с пониженной
частотой вращения и увеличенным вращающим моментом. В 1899 в России был запатентован
электробур на канате. В 30-х гг. в США прошёл пром. испытания электробур с
якорем для восприятия реактивного момента, опускавшийся в скважину на кабелеканате.
В 1936 впервые в СССР Квитнером и Н. В. Александровым разработана конструкция
электробура с редуктором, а в 1938 А. П. Островским и Н. В. Александровым
создан электробур, долото которого приводится во вращение погруж-ным
электродвигателем. В 1940 в Баку электробуром пробурена первая скважина. В
1951-52 в Башкирии при Б. нефтяной скважины по предложению А. А. Минина, А.
А. Погарского и К. А. Чефранова впервые применили электробур знакопеременного
вращения для гашения реактивного момента, опускаемый на гибком электрокабелеканате.
В конце 60-х гг. в СССР значительно усовершенствована конструкция электробура
(повышена надёжность, улучшен токопровод). Появление наклонного Б. относится
к 1894, когда С. Г. Войслав провёл этим способом скважину на воду близ Брянска.
Успешная проходка скважины в Бухте Ильича (Баку) по предложению Р. А. Иоаннесяна,
П. П. Шумилова, Э. И. Тагиева, М. Т. Гусмана (1941) турбинным наклонно-направленным
бурением положила начало внедрению наклонного турбобурения, ставшего осн.
методом направленного Б. в СССР и получившего применение за рубежом. Этим
методом при пересечённом рельефе местности и на морских месторождениях бурят
кусты до 20 скважин с одного основания (см. Кустовое бурение). В 1938-41
в СССР разработаны основы теории непрерывного наклонного регулируемого турбинного
Б. при неподвижной колонне бурильных труб. Этот метод стал основным при Б.
наклонных скважин в СССР и за рубежом. В 1941 Н. С. Тимофеев предложил в устойчивых
породах применять т. н. многозабойное бурение. В 1897 в Тихом океане,
в р-не о. Сомерленд (Калифорния, США), впервые было осуществлено Б. на море.
В 1924-25 в СССР вблизи бухты Ильича на искусственно созданном островке вращат.
способом была пробурена первая морская скважина, давшая нефть с глубины 461
м. В 1934 Н. С. Тимофеевым осуществлено на о. Артёма в Каспийском м.
кустовое Б., при к-ром несколько скважин бурятся с общей площадки, а в 1935
там же сооружено первое морское металлич. основание для Б. в море. С 50-х
гг. 20 в. применяется Б. для добычи нефти и газа со дна моря. Созданы эстакады,
плавающие буровые установки с затапливаемыми понтонами, спец. буровые суда,
разработаны методы динамич. стабилизации буровых установок при Б. на больших
глубинах. Осн. метод бурения на нефть и газ в СССР (1970) - турбобурами (76%
метража пробуренных скважин), электробурами пройдено 1,5% метража, остальное
роторным бурением. В США преимуществ, распространение получило роторное бурение;
в конце 60-х гг. при проведении наклоннонаправленных скважин начали применяться
турбобуры. В странах Зап. Европы турбобуры применяются в наклонном Б. и при
Б. вертикальных скважин алмазными долотами. В 60-е гг. в СССР заметно возросли
скорости и глубина Б. на нефть и газ. Так, напр., в Татарии скважины, бурящиеся
долотом диаметром 214 мм на глубину 1800 м, проходятся в среднем
за 12-14 дней, рекордный результат в этом районе 8- 9 дней. За 1963-69 в СССР
средняя глубина эксплуатационных нефтяных и газовых скважин возросла с 1627
до 1710 м. Самые глубокие скважины в мире - 7-8 км - пробурены
в 60-е гг. (США). В СССР в р-не г. Баку пробурена скважина на глубину 6,7
км и в Прикаспийской низменности (р-н Аралсор) на глубину 6,8 км.
Эти скважины пройдены в целях разведки на нефть и газ (см. Опорное
бурение). Работы по сверхглубокому бурению для изучения коры и
верхней мантии Земли ведутся по междунар. программе "Верхняя мантия Земли".
В СССР по этой программе намечено пробурить в 5 рнах ряд скважин глубиной
до 15 км. Первая такая скважина начата бурением на Балтийском щите
в 1970. Эта скважина проходится методом турбинного бурения. Осн. направление
совершенствования Б. на нефть и газ в СССР - создание конструкций турбобуров,
обеспечивающих увеличение проходки скважины на рейс долота (полное время работы
долота в скважине до его подъёма на поверхность). В 1970 созданы безредукторные
турбобуры, позволяющие осуществить оптимизацию режимов Б. шарошечными долотами
в диапазоне наиболее эффективных оборотов (от 150 до 400 в мин) и использовать
долота с перепадом давлений в насадках до 10 Мн1м* (100 атм) вместо
1 - 1,5 Ми1л² (10- 15 атм). Создаются турбобуры с высокой
частотой вращения (800-1000 об/мин) для Б. алмазными долотами, обеспечивающими
при глубоком Б. многократное увеличение проходки и механич. скорости Б. за
рейс. Разрабатываются новые конструкции низа бурильной колонны, позволяющие
бурить в сложных геологич. условиях с миним. искривлением ствола скважины.
Ведутся работы по хим. обработке промыв'очных растворов для облегчения и повышения
безопасности процесса Б. Конструируются турбины с наклонной линией давления,
к-рые позволяют получить информацию о режиме работы турбобура на забое скважины
и автоматизировать процесс Б. Поиски и разведка твёрдых полезных ископаемых.
Развитие разведочного Б. связано с изобретением швейц. часовщиком Г. Лешо
алмазного бура (1862), к-рый состоял из стального полого цилиндра, армированного
алмазами и укреплённого на полой металлич. штанге (по ней в забой подавалась
промывочная вода). Первая работоспособная буровая установка с алмазным инструментом
создана франц. инж. Перретом и привлекла внимание на Всемирной выставке в
Париже (1867), что послужило началом распространения алмазного Б. в Европе
и Америке. В 1850 в России был заложен ряд разведочных скважин на кам. уголь.
В 1871 и 1872 около Бахмута и Славянска пробурены первые разведочные скважины
в России на кам. соль глуб. 90 и 120 м. Совершенствование разведочного
Б. в России в кон. 19 в. связано с именем Войслава, к-рый в 1885 изобрёл,
а в 1897 получил патент на бур для ручного Б. скважин большого диаметра. Бур
Вой-слава имел расширитель, позволяющий увеличивать диаметр скважин, глубина
к-рых достигла 22 м. В 1898 Войслав совместно с Л. Кулешом получил
патент на оригинальный станок для алмазного Б. и в том же году разработал
новый способ вставки алмазов в коронку, позволивший применять мелкие алмазы.
В 1899 в Америке инж. Дейвисом предложено дробовое Б. В период 1-й мировой
войны для Б. начинают применять по предложению немецкого инженера Ломана твёрдые
сплавы (т. н. воломит). Позднее эти сплавы применялись при Б. разведочных
скважин в р-не Курской магнитной аномалии (1923). Коренные изменения в технике
Б. произошли в России после Великой Октябрьской революции. С 1923 в СССР внедряется
Б. с применением твёрдых сплавов, а также дробовое Б. (1924-25); изготовление
отечеств, твёрдых сплавов началось в 1929. В 1927 В. М. Крейтером и Б. И.
Воздвиженским при колонковом Б. была успешно применена дробь. В 1925-26 на
Сормовском заводе налажено производство ударноканатных станков типа "Кийстон"
для разведки на золото (позднее типа "Эмпайр"). Несколько лет спустя Н. И.
Куличихиным разработаны первые отечеств, станки (УА-75-150) ударноканатного
Б. В 1928- 1929 развернулось производство буровых станков колонкового вращат.
Б. на Ижорском з-де (Ленинград), им. Воровского (Свердловск) и др. В то время
для колонкового Б. на глуб. до 500 м в осн. применялись станки КА-300
и КА-500. В послевоен. годы (начиная с 1947) было проведено коренное переоборудование
технич. средств геологоразведочной службы: усовершенствованы бурильные, обсадные
и колонковые трубы; созданы новые станки с рычажнодифференциальной подачей
(ЗИВ-75, ЗИВ-150); разработаны новые конструкции многоскоростных станков с
гидравлической подачей (ЗИФ-300, ЗИФ-650, ЗИФ-1200, ВИТР-2000 и др. ), обеспечивающие
Б. скважин на глуб. 300-2000 м; создан ряд самоходных буровых установок;
разработаны средства автоматизации и механизации трудоёмких процессов и новые
конструкции породо-разрушающего инструмента. В 1935 сов. инж. В. Н. Комаров
предложил машину ударновращат. Б., теоретич. основы к-рого были разработаны
впоследствии Е. Ф. Эпштейном. В 1939 разрабатывается Б. погружными пневмоударниками,
а с 1940 внедряется вращат. Б. с транспортировкой породы из скважины шнеками
(см. Шнековое бурение), к-рое получило распространение в породах невысокой
крепости при геофиз. работах, инж. -геол. изысканиях, при Б. на воду и др.
В СССР разработана технология безнасосного Б., обеспечивающего полный выход
керна в неустойчивых породах, и коренным образом усовершенствована технология
дробового бурения (С. А. Волков). После открытия месторождений алмазов в Якутии
шире применяют алмазный породоразрушающий инструмент, а с 1962 в Б. получили
распространение синтетич. алмазы. В совершенствовании технологии алмазного
Б. сыграли большую роль сов. учёные Ф. А. Шамшев, И. А. Уткин, Б. И. Воздвиженский,
С. А. Волков и др. Средняя месячная скорость Б. разведочных скважин в Донбассе
составила 265 м (1956), в Криворожском басе. 360 м (1956), а
на Курской магнитной аномалии 600 м (1965). При разведке крутопадающих
рудоносных тел, когда для пересечения их на разных горизонтах приходится проходить
неск. скважин, в целях сокращения их длины применяют направленное многозабойное
Б., к-рое осуществляется с помощью отклоняющих устройств, устанавливаемых
в скважине на разных глубинах. Разведочное бурение осуществляется в
основном за счёт вращательного способа, на к-рый приходится (1970) ок. 80%
метража пробуренных скважин (50% бурение твердосплавным инструментом, 20%
- алмазным инструментом, 10% - дробью); в огранич. объёмах применяются ударновращат.,
шнековое, вибрационное Б. и др. Работы в области разведочного Б. направлены
на: обеспечение сохранности керна, извлекаемого с большой глубины;
разработку аппаратуры и надёжных методов опробования горных пород. Совершенствование
техники и технологии разведочного Б. на твёрдые полезные ископаемые направлено
на: замену дробового Б. алмазным; внедрение гидроударного Б., бескернового
Б. с использованием боковых сверлящих грунтоносов; дальнейшее улучшение технич.
средств и технологии Б., разработку новых способов разрушения горных пород
при Б. ; автоматизацию всех производств, процессов. Бурение взрывных шпуров
и скважин. Машинное Б. шпуров и скважин взамен ручного, к-рое применялось
до нач. 19 в. для отбойки крепких пород взрывом, начало внедряться в кон.
17 в., когда были изобретены первые буровые машины для сверления горизонтальных
шпуров. В 1683 механик Г. Гутман предложил машинное Б. В 1803 австр. инж.
Гайншинг, а в 1813 англ, механик Травич усовершенствовали выпускаемые буровые
машины. В 1849 Кауч (США) получил один из первых патентов на паровую буровую
машину. В 1852 Колладон (Швейцария) предложил буровую машину, работающую на
сжатом воздухе. При проходке Монт-Санисского тоннеля в 1861 Соммейе впервые
применил поршневые перфораторы (см. Бурильный молоток) для Б. шпуров,
что позволило резко сократить сроки строительства тоннеля. В кон. 19 в. появляются
молотковые перфораторы, быстро вытеснившие менее производительные поршневые.
В дальнейшем были созданы высокочастотные и вращательноударные (50-е гг. 20
в. ) бурильные машины, установочные (пневмоподдержки, манипуляторы) и подающие
(автоподатчики) приспособления, буровые каретки, максимально механизировавшие
труд бурильщика. Б. ведётся с удалением продуктов разрушения промывкой. Создаются
лёгкие и мощные электро-, пневмогидросвёрла и высококачеств. буровой инструмент,
обеспечивающие вращат. Б. шпуров в средней крепости породах. В 1965 в Кузбассе
и в 1968 в Киргизии применены бурильные агрегаты с электрогидроприводом для
вращат. и вращательноударного Б. шпуров. С кон. 19 - нач. 20 вв. специалисты
пытались создать электроперфоратор. В 1879 нем. изобретатель В. Сименс сделал
неудачную попытку применить электрич. ток для приведения в действие бурильной
машины, предназнач. для Б. шпуров при взрывных работах. В 1885 амер. изобретатель
Дж. Вестингауз повторил эту попытку. Впервые скважины, пробурённые тяжёлыми
бурильными молотками, были применены взамен шпуров для отбойки руды в начале
30-х гг. на подземных рудниках комбината Апатит и в Кривом Роге. С этого периода
начинается создание машин для подземного Б. скважин. В сео. 30-х гг. внедряется
метод штангового Б. взрывных скважин, применение к-рого способствовало технич.
революции в разработке рудных месторождений большой мощности. В 1935 А. А.
Миняйло сконструировал станок для вращат. Б. резцами диаметром до 150 мм
в мягких породах. В кон. 30-х гг. на шахтах Кривого Рога внедрено многоперфораторное
Б. глубоких скважин. В 1938 А. К. Сидо-ренко предложено Б. погружными перфораторами,
входящими в скважину. В 1949-50 на подземных рудниках в СССР испытаны буровые
станки с погружными пневмоударниками (вращение пневмоударника осуществлялось
с поверхности через став буровых штанг). В 1954 Новосибирским ин-том горного
дела и Кузнецким металлургич. комбинатом создан пром. образец бурового станка
БА-100 - первой машины, в к-рой рабочим телом (энергоносителем) служит воздушноводяная
смесь. После отработки эта смесь обеспечивает простое и надёжное пылеподавление
при Б. Повсеместное внедрение высокопроизводит. станков БА-100 на рудниках
позволило широко распространить прогрессивную систему разработки месторождений
с отбойкой руды глубокими взрывными скважинами. Эта машина явилась основой
для создания в СССР серии буровых машин (в т. ч. бурового полуавтомата НКР-100
в 1959) для пневмоударного бурения скважин диаметром 85-100 мм и
глубиной до 50 м, к-рыми в 50-60-х гг. выполнено св. 50% объёмов Б.
при отбойке руд. С 60-х гг. этот способ внедряется в практику Б. разведочных
и эксплуатационных глубоких скважин. С 1950 в СССР на подземных рудниках Алтая
разрабатываются и внедряются станки для Б. скважин шарошечными долотами, один
из к-рых (БШ-145) выпускается серийно. В 60-е гг. 20 в. для подземного Б.
скважин диаметром 60-70 мм разрабатываются вращательноударные буровые
машины, устанавливаемые на буровых каретках, а также буровые станки с мощными
бурильными молотками и независимым вращением инструмента. Б. скважин для взрывных
работ на карьерах начало применяться в Россия на железорудных предприятиях
Урала в 1908. В США в нач. 20 в. для Б. взрывных скважин на карьерах впервые
применены ударноканатные станки. В СССР этот способ начинает применяться с
30-х гг. и до 60-х гг. является основным в породах выше средней крепости для
скважин диаметром 150-300 мм. В 1932 Свердловским з-дом "Металлист"
выпущены станки ударноканатного Б. для карьеров. С 1939 в СССР осваивается
вращат. Б. скважин резцами с удалением буровой мелочи шнеками. В 1943 выпущен
на Урале (Богословский карьер) первый станок вращат. Б. (со шнеком, на гусеничном
ходу). С 1956-57 начинаются работы по шарошечному бурению взрывных
скважин на карьерах. В 1958 предложен комбинированный ударношарошечный буровой
инструмент, использование к-рого возможно на станках вращат. Б. с пневматич.
продувкой скважин. В 1959 начат выпуск станков (СБО-1, СБО-2) огневого (термич.
) Б. для крепких кварцсодержащих пород. Разрушение породы при этом происходит
за счёт быстрого разогрева поверхности забоя газовыми струями, вылетающими
из горелки с темп-рой 2000 °С и скоростью ок. 2000 м/сек. В 60-е гг.
разработан типовой ряд шарошечных станков (2СБШ-200, СБШ-250, СБШ-320) для
Б. взрывных скважин диаметром 200-300 мм и глубиной до 30 м. Производительность
станков 20-70 м в смену. Перспективны работы по созданию комбинированных
термомеханич. способов разрушения. Бурение взрывных скважин на карьерах в
СССР осуществляется в основном (1970) шарошечным способом (ок. 70% метража
скважин), распространено шнековое бурение (ок. 20%), 10% метража скважин приходится
на остальные способы Б. (пневмоударное, термич., ударноканатное и др. ). Значительно
возросли скорости Б. : сменная производительность шарошечного станка при проходке
скважины диам. 250 мм в крепких породах (известняк, доломит и т. п.
) составляет 40-60 м. При подземной разработке угольных месторождений
наибольшее распространение имеет Б. бурильными молотками и электросвёрлами,
рудных месторождений - бурильными молотками, погружными пневмоударниками,
шарошечными станками. Развитие горной пром-сти требует увеличения производительности
Б. в 2-4 раза. Для этого необходимо совершенствование механич. способов Б.
и изыскание новых. Совершенствование бурильных машин осуществляется за счёт
увеличения параметров нагрузки на инструмент, механизации и автоматизации
вспомогательных операций. Перспективно создание вибробуров (см. Вибрационное
бурение). Разработано взрывное Б., к-рое заключается в непрерывной обработке
забоя скважины небольшими зарядами взрывчатого вещества, вводимыми в поток
промывочного агента (воздуха или жидкости) в виде ампул (ампульное, или патронное
взрывобурение) или непрерывной струи (струйное взрывное Б. ). Заряды-ампулы
имеют обтекаемую форму и безопасны в обращении, т. к. смешение невзрывчатых
жидких компонентов смеси и образование взрывчатых веществ (ВВ) происходит
непосредственно у забоя. Заряды твёрдых В В требуют для взрыва больших скоростей
удара (не менее 80 м/сек). При струйном взрывобурении взрывчатая смесь
из горючего и окислителя в виде плоского жидкого заряда образуется непосредственно
на забое и инициируется эвтектич. смесью калия и натрия, впрыскиваемой с определ.
частотой. Взрывобурение скважин позволяет в 2-5 раз увеличить производительность
Б., особенно в крепких породах. Проводятся работы по конструированию аппаратов
для создания импульсной струи, периодически выстреливаемой из сопла по забою
скважины для т. н. гидроимпульсного Б., а также электроимпульсных станков,
в к-рых разрушение породы производится мощным электрич. разрядом (см. Плазменное
бурение, Электрогидравлическое бурение, Электроимпульсное бурение) Большой
интерес представляет механизиров. Б. вертикальных горных выработок больших
поперечных сечений (диаметром св. 3,5 м) - шахтных стволов (см. Стволопроходческий
агрегат). Успехи в создании эффективных средств и способов Б. базируются
на изучении физикомеханич. свойств разрушаемых пород, механизма разрушения
породы при различных способах и режимах Б. В СССР проводятся фундаментальные
работы в области изучения и определения базовых физич. свойств горных пород
для оценки эффективности осн. процессов разрушения породы при Б. См. также
статьи Буровая установка, Буровая каретка, Буровая вышка, Бурильные трубы.
Лит.: Иоаннесян Р. А., Основы теории и техники турбинного бурения, М-Л.,
1953; Л и с н ч к и н С. М., Очерки по истории развития отечественной нефтяной
промышленности, М. -Л., 1954; Разведочное колонковое бурение, М., 1957; Ф
е д ю к и н В. А., Проходка шахтных стволов и скважин бурением, М., 1959;
Огневое бурение взрывных скважин, М., 1962; Волков С. А., Сулакшин С. С.,
Андреев М. М., Буровое дело, М., 1965; Куличихин Н. И., Воздвиженский Б. И.,
Разведочное бурение, М., 1966; Техника бурения при разработке месторождений
полезных ископаемых, М., 1966; Вадецкий Ю. В., Бурение нефтяных н газовых
скважин, М., 1967; Хан мур зин И. И., Бурение на верхнюю мантию, М., 1967;
Техника горного дела и металлургии, М., 1968; Скрылник С. Г., Данелянц С.
М., Механизация н автоматизация трудоёмких процессов в бурении, М., 1968;
Арш Э. И., В и торт Г. К., Черкасский Ф. Б., Новые методы дробления крепких
горных пород, К., 1966. Р. А. Иоаннесян, Н. И. Куличихин, Б. Н. Кутузов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я