Лучше ли бурение с погружным пневмоударником, чем бурение с верхним ударником?

В строительной и горнодобывающей отраслях постоянно ведутся споры о преимуществах и недостатках технологий бурения DTH (Down-the-Hole, с погружным пневмоударником) и ударно-вращательного бурения (top hammer). Каждый из этих методов имеет свои сильные стороны, и правильный выбор зачастую зависит от конкретных задач проекта. В этой статье мы подробно рассмотрим оба метода, сравнивая их эффективность, экономичность и применимость в различных условиях бурения. Это поможет вам определить, какой из методов – бурение DTH или ударно-вращательное – лучше всего подходит для ваших нужд.

Что такое бурение DTH?

При бурении DTH пневмоударник располагается непосредственно за буровым долотом в нижней части буровой колонны. Сжатый воздух приводит в действие пневмоударник, который наносит удары по долоту, разрушая породу. Этот метод широко используется при глубоком бурении, особенно в твердых породах.

Преимущества бурения DTH:

Метод DTH имеет ряд преимуществ. Во-первых, он обеспечивает высокую точность бурения, что особенно важно при выполнении работ, требующих строго вертикальных скважин, таких как бурение под фундаменты, создание геотермальных скважин и бурение глубоких взрывных скважин в горнодобывающей промышленности. Во-вторых, бурение DTH эффективно в твердых породах, обеспечивая высокую скорость проходки без ущерба для точности.

Еще одним важным преимуществом DTH является более низкий уровень вибрации по сравнению с ударно-вращательным бурением. Это снижает износ буровой колонны и делает метод более подходящим для бурения глубоких скважин. Кроме того, DTH характеризуется более низким уровнем шума, что является важным преимуществом при проведении работ в городских условиях и вблизи жилых районов.

Буровая установка DTH

Что такое ударно-вращательное бурение?

В отличие от DTH, в ударно-вращательном бурении пневмоударник располагается в верхней части буровой колонны. Он наносит удары по буровому долоту через буровые штанги, разрушая породу по мере вращения долота. Ударно-вращательное бурение обычно используется для бурения скважин малой и средней глубины, в основном при проведении карьерных работ и открытой добыче полезных ископаемых.

Преимущества ударно-вращательного бурения:

Ударно-вращательное бурение отличается высокой скоростью работы, особенно при бурении на небольшую глубину. Оно эффективно в мягких и средней твердости породах. Оборудование для ударно-вращательного бурения, как правило, более доступно по цене и проще в обслуживании, чем системы DTH. Легкость оборудования также обеспечивает высокую мобильность и оперативность при выполнении работ.

Для бурения на глубину до 30 метров ударно-вращательное бурение зачастую является оптимальным решением, сочетающим скорость и экономичность. Кроме того, в тех случаях, когда важна высокая степень дробления породы, а точность не является приоритетом, ударно-вращательное бурение может обеспечить наилучшие результаты.

Буровая установка Top Hammer

DTH или ударно-вращательное бурение: основные различия

При сравнении методов DTH и ударно-вращательного бурения можно выделить несколько ключевых отличий. Одним из наиболее важных факторов является глубина бурения. DTH лучше подходит для глубоких скважин (более 30 метров), тогда как ударно-вращательное бурение наиболее эффективно на небольшой глубине.

Еще одним важным критерием является тип породы. Бурение DTH демонстрирует превосходные результаты в твердых и абразивных породах, обеспечивая высокую точность бурения. Ударно-вращательное бурение, напротив, более эффективно в мягких и средней твердости породах, где требуется высокая скорость проходки. Таким образом, выбор между DTH и ударно-вращательным бурением во многом определяется твердостью породы и требуемой глубиной скважины.

Вибрация также является важным фактором. Ударно-вращательное бурение создает больше вибрации, что может приводить к повышенному износу буровой колонны и снижению точности бурения. DTH, напротив, характеризуется более низким уровнем вибрации, что делает его оптимальным решением для задач, требующих высокой точности и минимального износа оборудования.

Сопоставление затрат: DTH и ударно-вращательное бурение

Стоимость – один из важнейших факторов при выборе метода бурения. Несмотря на то, что DTH обеспечивает более высокую точность и позволяет бурить на большую глубину, его реализация, как правило, связана с более высокими первоначальными затратами. Более дорогостоящим является как само оборудование, так и его эксплуатация (в частности, использование мощных воздушных компрессоров). Однако для проектов, требующих глубокого и точного бурения, дополнительные затраты могут быть оправданы.

Ударно-вращательное бурение, напротив, обычно является более экономичным решением, как с точки зрения первоначальных инвестиций, так и эксплуатационных расходов. Для проектов, не требующих большой глубины, ударно-вращательное бурение может быть более привлекательным вариантом, особенно при работе с мягкими и средней твердости породами. Более высокая скорость проходки также способствует снижению общих затрат на проект во многих случаях применения.

Ответы на часто задаваемые вопросы

В: В каких случаях следует использовать бурение DTH?

О: Бурение DTH оптимально для глубоких скважин, особенно в твердых породах, где важна высокая точность. Оно широко применяется в горнодобывающей промышленности, при создании геотермальных скважин и при бурении под фундаменты.

В: Правда ли, что ударно-вращательное бурение быстрее, чем DTH?

О: Да, ударно-вращательное бурение, как правило, выполняется быстрее, чем DTH при бурении на небольшую и среднюю глубину. Оно особенно эффективно при работе с относительно мягкими породами, где скорость бурения является приоритетным фактором.

В: Какой метод является более экономичным?

О: Ударно-вращательное бурение обычно является более экономичным решением для проектов, не требующих большой глубины, поскольку оборудование и эксплуатационные расходы в этом случае ниже. DTH, несмотря на более высокую стоимость, обеспечивает более высокую точность и позволяет бурить на большую глубину.

В: Можно ли использовать DTH для бурения неглубоких скважин?

О: Хотя теоретически это возможно, использование DTH для бурения неглубоких скважин не всегда целесообразно. DTH обычно применяется в тех случаях, когда требуется бурение на значительную глубину с высокой точностью, что дает существенные преимущества по сравнению с ударно-вращательным методом.

В: Какой из методов обеспечивает меньший износ оборудования?

О: Бурение DTH создает меньше вибрации, что приводит к снижению износа буровой колонны и других компонентов. Это делает его предпочтительным выбором для проектов, требующих бурения глубоких и строго вертикальных скважин.

В заключение, выбор между бурением DTH и ударно-вращательным бурением определяется конкретными требованиями проекта. Если вам необходимо выполнить глубокое и точное бурение в твердых породах, DTH, вероятно, будет лучшим выбором. Если же речь идет о бурении на небольшую глубину в относительно мягких породах, ударно-вращательное бурение может обеспечить более высокую производительность и экономичность. Учет этих факторов поможет вам принять правильное решение и выбрать оптимальный метод для ваших буровых работ.