Метод ударно-канатного бурения — один из наиболее древних, но также один из самых популярных снособов сооружения скважин. Схема установки ударно-канатного бурения представлена на рис. 6.20. Разрушение породы осуществляется долотом, сбрасываемым на забой скважины с высоты от 0,5 до 3 футов. Поступательно-возвратное движение каната осуществляется с помощью балансира. Вес долота — от 200 фунтов до 2 то и более. Бурение продолжается до тех пор, пока разбуренная порода, или шлам, не заполнит скважину на 3—6 футов, затем скважину очищают желонкой. Бурение в рыхлых породах производится с опережающей обсадкой трубами, чтобы избежать обвала стенок скважины. При бурении в скальных породах обычно крепятся лишь первые футы выветрелых и трещиноватых пород, чтобы предотвратить их обрушение.
Рис. 6.19. Установка гидравлического бурения. Стрелки внутри скважины указывают направление движения воды. Обсадка скважины трубами производится с помощью домкратов или забивкой. 1 — буровая вышка; 2 — талевый блок для подъема труб; 3 — вертлюг; 4 — хомут нагнетательной трубы; 5 — хомут обсадных труб; 6 — гибкий шланг; 7—насос; 8 — резервуар для воды; 9 — отстойник для шлама; 10— нагнетательная труба; 11— обсадные трубы; 12 — долото.
Скорость бурения ударно-канатным способом зависит от характера пород, глубины и диаметра скважины, типа оборудования, а также от опыта буровой бригады. Скорость бурения составляет 5 — 10 фут/смена в плотных кристаллических породах и 50 — 100 фут/смена в мягких песчаниках или песчанистых глинах. Бурение в очень твердых плотных породах не представляет особых трудностей. Скорость его невелика вследствие твердости пород и необходимости частой заправки долота. Бурение в трещиноватых породах обыкновенно осложняется искривлением скважин и заклиниванием долот и желонок. Искривление ствола скважины происходит вследствие большей податливости к разбуриванию относительно мягких пород. Очень сложно бурить в рыхлых породах, заключающих валуны. Валуны вызывают искривление скважины, плохо поддаются бурению и, увеличивая трение, затрудняют крепление скважины обсадными трубами. Скорость проходки скважин в валунах может быть даже меньше, чем в плотных кристаллических породах. Вязкие сланцы и глины плохо разбуриваются и с трудом удаляются из скважины. Эффективно в этих случаях добавление в скважину песка, который уменьшает прилипание глины к трубам и препятствует образованию комков глины. Скорость бурения в вязких сланцах и глинах от 15 до 50 фут/смена. В рыхлом тонкозернистом песке бурить довольно сложно, так как песок тотчас же заполняет выбуренное пространство. Для борьбы с этим явлением в скважину закачивают воду, которая, оказывая давление на песок, делает его более устойчивым. Скорость бурения в рыхлых текучих песках, называемых плывунами, невелика и составляет всего 10—20 фут/смена.
Рис. 6.20. Установка ударно-канатного бурения, смонтированная на грузовой автомашине. При бурении в устойчивых породах крепление скважины трубами обычно не производится. 1 — шкив; 2 — мачта; 3—рабочий канат; 4 — желоночный канат; 5 — желонка; в—балансир; 7 —двигатель буровой установки; 8 — трансмиссия; 9 — ударная штанга; 10— обсадные трубы; 11 — долото.
