Министерства энергетики

Контактная информация: e-mail:zenkoviv@mail. ru
Применяемые в настоящее время технологии разработ-
ки многолетнемерзлых грунтов базируются в основном 
на буровзрывном и механическом рыхлении их в естес-
твенном состоянии или оттаивании зонами различного 
масштаба солнечно-радиационным, фильтрационно-дре-
нажным и другими способами с последующей выемкой 
подготовленной горной массы машинами. Почти не ис-
пользуются возможности разупрочнения массива пород 
при их охлаждении до криогенного растрескивания. Со-
зданные в Сибирском федеральном университете (СФУ) 
технологии разработки грунтов основаны на новых мето-
дах комбинированного воздействия на мерзлые породы с 
глубоким физико-химическим их преобразованием.
Предложен высокопроизводительный способ про-
ходки скважин в мерзлых породах с предварительным 
оттаиванием приконтактных к породоразрушающему 
органу слоев путем насыщения забоя скважины подвиж-
ным теплообразующим реагентом [1]. Способ реализует-
ся на существующем буровом оборудовании, например 
на известных установках ударного бурения с двойной 
буровой колонной ВПХР фирмы «Форако» (Франция). При 
добавлении в нагнетаемый в межтрубное пространство 
сжатый воздух порошкообразного реагента (MgSO
4
, 
Al
2
(SO
4
)
3
, Fe
2
(SO
4
) 
3
, MgCl
2
, CaCl
2
, FeCl
3
, Mg (NO
3
) 
2
и др.) 
достигается взаимодействие реагента с водой, выступаю-
щей на забое в результате таяния льдистой части пород, 
при этом выделяется значительное количество тепла, 
способствующего прогреву и оттайке забоя. В итоге су-
щественно возрастает скорость бурения, и снижаются 
удельные энергозатраты.
Для бурения взрывных и технологических скважин в 
мерзлых породах широкое применение имеют станки вра-
щательного бурения СБШ и БТС с режущими долотами (см. 
таблицу).
Режущие долота обеспечивают наиболее высокую ско-
рость бурения, но быстро тупятся, особенно по перифе-
рии, что обусловливает частую замену резцов и снижение 
производительности.
Учеными-горняками Сибирского федерального уни-
верситета предложено [2, 3] использовать на указанных 
станках для бурения мерзлых пород крепостью f = 8-12 
по шкале проф. М. М. Протодьяконова разборные шаро-
шечные долота с внутрикорпусными вертикальными и 
субвертикальными опорами. Главные особенности нового 
инструмента состоят в том, что опоры размещаются не 
внутри шарошек, а внутри корпуса долота, причем ша-
рошки имеют форму усеченной сферы и располагаются 
открыто к стенкам скважины подобно одношарошечным 
долотам.
Некоторые модификации новых шарошечных долот 
показаны на рисунке.
Они состоят из однодетального корпуса 1, внутри ко-
торого размещены вертикальные или субвертикальные 
опорные оси (цапфы) 2, и шарошек 3 сплошного сечения 
(см. рис. 1, а) или с каналом крепления (см. рис. 1, б, в). 
Цапфы имеют подшипники скольжения и замковый под-
шипник 4. Опорный вал на выходе из отверстия в корпусе 
герметизирован уплотнительными элементами 5.
УДК 622.235:622.271:551.345 © В. Д. Буткин, И. В. Зеньков, А. С. Морин, 2014