Техника - молодёжи 1969-06, страница 11

Тан на одной из шахт Донбасса я впервые увидел, как работает реактивно-турбинный бур, сконструированный во ВНИИ буровой техники. Новое «сверло» сразу привлекло внимание патентных служб разных стран, В зарубежных журналах промелькнуло даже сожаление — мол, русские мало пишут об этой необычной машине.

А специалистам было чему удивляться. В США, например, шахты для подземных ядерных испытаний, вентиляции рудников, гидротехнических сооружений (самый распространенный диаметр — 2,54 м) бурят громоздкими роторами. Мощные моторы вращают длинную (в сотни метров!) колонну стальных труб. Чтобы «резцы» вгрызались в породу с необходимым усилием, колонну придавливают сверху тяжестью в 160 т. Сверхпрочные трубы гнутся и ломаются.

Новый метод вообще исключает поломку труб. Ствол диаметром в 2,66 м можно бурить без дополнительной нагрузки — за счет веса самого агрегата. А для прокладки шахты диаметром 6,2 м(!) подойдет обычная разведывательная буровая вышка.

В грубых чертах новый агрегат — простая комбинация трех турбобуров (кс гати, родившихся в том же ВНИИ и уже завоевавших мировую славу), объединенных общей жесткой связью — траверсой. В полом корпусе каждого «сверла» находится вал с двумя-тремя сотнями турбинок. К концу вала присоединяется долото. Глинистый раствор нагнетается с поверхности мощными насосами и распределяется в траверсе по турбобурам. Проходя через «лопатки», он заставляет их вращать вал. а затем, вылетая из сопел, разрыхляет грунт, помогает долотам.

Силы противодействия (реактивные силы) породы вращают траверсу в сторону, противоположную движению турбобуров. В результате долота совершаю⁴' «трехступенчатое» движение: вокруг собственной оси, вокруг вала турбобура и, наконец, вокруг оси траверсы. Следуя такой сложной траектории, «резцы» за один цикл обрабатывают всю площадь сечения будущей скважины. Непосредственно с грунтом соприкасаются периферийные зубья долот. Нагрузка на них (а следовательно, и интенсивность разрушения грунта) при сравнительно малом весе механизма достигает огромной величины.

Долгое время конструкторы не могли преодолеть главный (и можно сказать, единственный) недостаток метода. При бурении в забое отламываются довольно большие куски породы. Раствор смывает их, но не может поднять на поверхность — слишком резко падает скорость восходящего потока. Булыжники и камни перемалывались чуть ли не в пыль, И лишь после этого грунт транспортировался жидкостью наверх. Энергия агрегата использовалась непроизводительно, процесс бурения усложнялся. • Просто решигь проблему помогла наблюдательность. Помешайте ложечкой в стакане с чаем, и вы увидите, как еще не растаявшие крапинки сахара соберутся на донышке в центре. Когда работающий бур ненадолго приподняли, получилось нечто похожее: куски породы были аккуратно сложены на дне забоя. В таком «готовом» виде грунт легко отсосать с помощью эрлифта.

Внутрь колонны (прекратив подачу раствора и приподняв бур) опускают трубки, по которым нагнетают воздух. В двух «сообщающихся сосудах» (колонна и пространство между нею и стенками шахты) нарушается равновесие. Жидкость из шахты устремляется по эрлифт- , ной трубе, укрепленной в центре траверсы, наверх. По пути она захватывает с собой куски породы.

Первыми по достоинству оценили реактивно-турбинный бур горняки. На каждой шахте предусмотрены вентиляционные стволы, которые почти ничем не отличаются от основных — транспортных. Проходка таких стволов трудоемка и далеко не безопасна. Когда длина горизонтальных выработок достигала таких размеров, что проветривать их было невозможно (свежий воздух терялся в лабиринте тоннелей), шахту закрывали, хотя угля в ней было еще предостаточно. Новый метод, позволяющий быстро и легко бурить скважины любого размера, внес коренное изменение в схему вентиляции: с поверхности воздух подводят лишь туда, где он необходим. Только

в трестах «Луганскуголь» и «Донбассантрацит» реконструкция шахт увеличила добычу угля более чем на 1600 тыс. т в год.

Реактивно-турбинный бур завоевал признание во многих отраслях промышленности Он используется при осушении глубинных пластов, при строительстве гидротехнических сооружений. С его помощью предполагают просверлить самую глубокую (15 тыс. м) скважину на планете.

Фирмы Японии, Франции, ФРГ осаждают «Машино-экспорт». Специалисты из Чехословакии, ГДР, Польши единодушно заявили, что новый советский бур сейчас определяет мировой уровень развития горнопроходческой техники.

НОЕ БУРЕНИЕ

Н. ХЛЕБОДАРОШ, •спирант ВНИИ гидрогеологии н инженерной геологии

Фото автора

7