Бур — рабочий орган для бурения¶

Бур — рабочий орган бурового инструмента, предназначенный для разрушения горных пород, грунта, льда или иных материалов при создании скважин, шахт, котлованов и проходок. Буры применяются в нефтегазодобывающей отрасли, строительстве, горном деле, научном бурении и повседневной хозяйственной деятельности. По принципу действия различают буры ударные (которые разрушают породу ударами) и вращательные (которые режут и измельчают материал).

¶История

Первые буры известны с глубокой древности: в Китае ещё в I веке н. э. с помощью буровых станков с бурами бурили солёные скважины глубиной до нескольких сотен метров. В Европе ручное бурение применялось при добыче руды и строительстве колодцев. В XIX веке с развитием нефтедобычи появились механизированные буровые установки, а бур превратился в сложный инженерный инструмент с твёрдосплавными зубьями и промывочной системой.

¶Классификация

Буры классифицируют по нескольким признакам.

По назначению:

• Горные буры — для бурения в твёрдых породах (известняк, гранит, базальт);
• Грунтовые буры — для бурения в мягких и средних грунтах (песок, суглинок, супесь);
• Ледобуры — для бурения отверстий во льду (рыболовные, метеорологические);
• Буры для строительных работ — при устройстве свайных фундаментов, шпунтовых ограждений.

По типу разрушения породы:

• Ударные — разрушают породу ударами (например, шарошечные буры при канатно-ударном бурении);
• Вращательные — режут породу при вращении (шнековые, корончатые, лопастные);
• Комбинированные — совмещают удар и вращение.

По конструкции:

• Шнековые — спиральная лопасть, навитая на стержень;
• Корончатые — кольцевая режущая кромка с твёрдосплавными зубьями;
• Лопастные — набор прямых или изогнутых лопастей;
• Полые (керионные) — трубчатое полотно с зубьями, извлекает керн целиком.

¶Устройство и материал

Основные элементы шнекового бура: стержень (штанга), спиральная лопасть (шнек), режущая кромка (зубья). Зубья изготавливают из инструментальных сталей, сплавов твёрдых металлов (вольфрамовый карбид, твёрдый сплав «победит»), при бурении особо твёрдых пород применяют алмазные коронки. Для охлаждения и выноса шлама используют промывку буровым раствором или водой, либо вынос шлама винтовым шнеком (при сухом бурении).

¶Применение

¶Нефтегазодобыча

В нефтегазовой отрасли применяются шарошечные буры с конусными головками, на которых установлены ряды твёрдосплавных зубьев. Современные шарошечные буры оснащены подшипниками, промывочными каналами и гидравлическими двигателями (турбобуры, электробуры). Глубина бурения нефтяных скважин достигает 6—12 км.

¶Строительство

При возведении свайных фундаментов применяются буровые установки с шнековыми и корончатыми бурами диаметром от 0,3 до 2 м. Бурение под сваи выполняется механическими установками (Архимедов бур, буровые станки) или вручную. При прокладке коммуникаций используются проколы и бурение тоннелей специальными проходческими щитами.

¶Горное дело

В карьерах и шахтах применяется бурение зарядных скважин под взрывные работы. Для этого используются передвижные буровые станки с пневматическими молотками и шарошечными бурами.

¶Ледобурение

Рыболовные ледобуры — ручной инструмент с двумя-тремя ножами-лопастями, навинчиваемыми на штангу с Т-образной рукояткой. Диаметр отверстия обычно 100—150 мм. Метеорологические и гидрологические ледобуры имеют больший диаметр (до 200 мм) и применяются для отбора ледяных кернов.

¶Особенности выбора

При выборе бура учитывают: тип и твёрдость породы, требуемый диаметр и глубину отверстия, мощность привода, условия работы (ручная или механизированная). Для мягких грунтов подходят лопастные и шнековые буры, для скальных пород — корончатые с твёрдосплавными или алмазными зубьями.

¶Интересные факты

• Китайские буровые скважины, пробурённые в I—III веках н. э., достигали глубины более 1000 м — рекорд для ручного бурения.
• В СССР в 1970-х годах была пробурена сверхглубокая скважина на Кольском полуострове (СГ-3), глубина которой к 1989 году превысила 12 000 м.
• Современные алмазные коронки способны бурить гранит со скоростью 2—5 м/час.

¶Источники

• Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
• Справочник бурильщика. — М.: Недра.
• СНиП и ГОСТ на буровые инструменты (ГОСТ 22703-91 и др.).