Шлямбур — сверло для бурения скважин¶
Шлямбур — стержневое сверло с полым стволом (трубой) и зубьями на рабочем торце, предназначенное для бурения скважин и получения непрерывного керна породы. Относсится к инструментам колонкового бурения. Название происходит от немецкого Schlagbohrer (ударное сверло). Шлямбур применяется преимущественно в геологоразведке, инженерной геологии и при строительстве водозаборных скважин.
¶Устройство
Конструктивно шлямбур представляет собой полую стальную трубу (стенку), на торце которой закреплены твердосплавные зубья или кольцевая коронка. Полый ствол позволяет во время бурения сохранять столб породы (керн) внутри трубы, который затем извлекается на поверхность для изучения. Основные элементы:
- Стенка (столбик) — полая труба, образующая тело инструмента;
- Коронка — рабочая часть с зубьями из твёрдого сплава, воспринимающая нагрузку при резании породы;
- Переходник (направляющая) — элемент для соединения с бурильной колонной.
Диаметр шлямбура определяется диаметром получаемого керна. Наиболее распространены инструменты с диаметром керна 89, 108 и 127 мм. Длина рабочей части варьируется в зависимости от глубины однократного прохода.
¶Принцип работы
Шлямбур опускается в скважину на бурильной колонне и вращается вместе с ней. Коронка с твёрдосплавными зубьями разрушает породу по кольцевому контуру, оставляя центральный столбик неповреждённым. Одновременно подаётся промывочная жидкость (буровой раствор или вода), которая охлаждает коронку и выносит шлам из забоя. По мере проходки керн заполняет полый ствол шлямбура. При заполнении инструмент поднимают на поверхность, извлекают керн, после чего шлямбур вновь спускают в скважину.
¶Виды
По типу рабочей части шлямбуры подразделяются на:
| Тип | Особенности |
|---|---|
| Зубчатые | Коронка с отдельными твёрдосплавными зубьями; применяются в мягких и средней твёрдости породах |
| Алмазные | Рабочее кольцо с алмазными зёрнами; используются для твёрдых и абразивных пород |
| Кольцевые пилы | Применяются при бурении в бетоне и кирпичной кладке |
¶Применение
Основная область применения шлямбура — геологоразведочное бурение с извлечением керна. Керн, извлечённый шлямбуром, позволяет определить литологический состав, структуру и состояние пород, выявить трещиноватость, газонасыщенность и другие свойства. Это делает шлямбур незаменимым инструментом при поиске месторождений полезных ископаемых, инженерно-геологических изысканиях и научных исследованиях.
В строительстве шлямбур применяется при бурении отверстий в бетоне, кирпиче и камне, а также при устройстве скважин под свайные основания. В бытовых условиях ручные шлямбурные свёрла используются для сверления отверстий в стенах под дюбели и крепёж.
¶История
Метод колонкового бурения со шлямбуром получил распространение в XIX веке в связи с развитием горнодобывающей промышленности и потребностью в точной информации о залегании рудных тел. В России широкое применение шлямбурного бурения началось в конце XIX — начале XX века при разведке Сибирских и Уральских месторождений. В советский период шлямбур стал основным инструментом масштабных геологоразведочных программ, проводившихся Министерством геологии СССР.
¶Материалы и износ
Коронки шлямбуров изготавливают из инструментальных сталей с напайками из твёрдых сплавов (винкемет, твердит) или с алмазным напылением. Срок службы коронки зависит от твёрдости и абразивности породы, режима бурения и качества промывки. Износ коронки проявляется в стачивании зубьев, выкрашивании пластин и образовании «поджога» — перегрева с потерей твёрдости сплава.