Термическое бурение

Определение "Термическое бурение" в Большой Советской Энциклопедии

Термическое бурение, способ бурения с использованием в качестве бурового инструмента термобура или плазмобура (см. Плазменное бурение). Разработан в конце 40-х гг. 20 в. в США, с середины 50-х гг. применяется в СССР. Большой вклад в изучение физических основ и разработку технических средств Термическое бурение внесли советские учёные А. В. Бричкин, Р. П. Каплунов, И. П. Голдаев, А. П. Дмитриев, А. В. Ягупов.

Твёрдая среда (горная порода, бетон, лёд) при Термическое бурение разрушается в режимах хрупкого шелушения и плавления; при хрупком шелушении от нагреваемой до температуры 300-600 °С поверхности забоя отделяются небольшие твёрдые частицы (1-20 мм). Причина разрушения - термические напряжения, вызванные неравномерным прогревом поверхностного слоя среды; режим шелушения характерен для гранитов, песчаников, безрудных и железистых кварцитов.

При режиме плавления разрушаемая среда, нагреваясь, переходит из твёрдого состояния в жидкое (расплав). Продукты разрушения выносятся из скважины газовым потоком; в режиме плавления разрушаются бетон, лёд и некоторые горные породы (сланцы, базальты, габбро). Применение Термическое бурение целесообразно только в породах, склонных к хрупкому термическому шелушению. Это определяется комплексом их физических свойств (тепловые, упругие, прочностные), получивших название критерия термобуримости. Скважина бурится обычно с максимальной линейной скоростью при минимально допустимом её диаметре, который определяется диаметром термоинструмента. Чистая скорость Термическое бурение в породах, склонных к хрупкому шелушению, 4-25 м/ч. Достоинство Термическое бурение - возможность расширения в любой части скважины до 300-500 мм; для этого термоинструмент протягивается на заданном участке предварительно пробуренной скважины со скоростью 10-20 м/ч. обычно по схеме «снизу-вверх». Термическое бурение применяется только на открытых горных работах из-за наличия в газовых струях высокотоксичных и ядовитых газов (CO, окислы азота и т. д.). При разработке промышленных плазмобуров с использованием в качестве плазмообразующего газа водяного пара (что обеспечивает их работу без выхода вредных газов) не исключена возможность применения Термическое бурение и в подземных условиях.

Совершенствование Термическое бурение может быть достигнуто благодаря использованию комбинаций различных видов физических воздействий (механическое, ультразвуковое и т. д.) с тепловым, что позволяет увеличить термодинамические параметры газовых струй и уменьшить температуру хрупкого шелушения.

Лит.: Огневое бурение взрывных скважин, М., 1962; Ягупов А. В., Тепловое разрушение горных пород и огневое бурение, М., 1972; Дмитриев А. П., Гончаров С. А., Янченко Г. А., Термоэлектрофизическое разрушение горных пород, ч. 2, М., 1975.
  К. И. Наумов, Г. А. Янченко.