Чтобы решить вопрос с металлом, в июне, были сформированы новые звенья геологов, старые также прошли переобучение, так как немного изменилась техническая часть, обновилось оборудование. Желонки усложнились, для разных пород применялись шесть типов, а стаканы отливали из стали, а не из бронзы как раньше. Для увеличения силы удара желонки дополнили тяжёлыми и длинными штангами. Обычные канаты заменили на плоские, эластичные, которые не только удерживал колонну из желонки, тарельчатого демпфера и штанги, но и придавали скручивающий момент. Бурение скважины идёт быстрее, а усилий для вращения тратится меньше.
Очередная эпопея с буровой затеяна ради керна, он определяющий фактор. Возможность увидеть срез породы и оценить перспективность потенциального месторождения дорогого стоит. Встал вопрос, какой именно тип буровой установки надо делать? Попаданцы, что топят за древнеегипетский вариант (вращать колонну труб через деревянную бобину с помощью верёвки, возвратно-поступательными рывками, по двое мужиков с каждой стороны), не учитывают, что в этом случае колонну придётся нагружать, так как веса труб недостаточно для сцепления, и глубже двух метров такое сооружение не сработает, пустая затея.
Второй вариант ручное бурение семидесятых годов XIX века. Рабочие, длинными ключами зажимают трубу и надавливая на них идут по кругу. Лайт-вариант такой методики я опробовал в Якутии. Изготавливали самодельные буровые трубы с ложковым буром, что приводится в движение с помощью тяжёлого, шарнирного хомута. Кстати, такой вариант для бурения малых скважин на три-шесть метров у нас имеется. Но недостаток тот же малая производительность в следствии малой скорости вращения и что хуже, осевая нагрузка не соответствует плотности, то есть попросту вы не сможете таким способом бурить прочные породы гнейсы, граниты, кварциты.
Третий вариант из восьмидесятых годов XIX века механические ручные бурильные станки с зубчатыми, зубчатоконическими и цепными передачами крутящего момента, не стал рассматривать из-за огромного веса.
Ни один из этих вариантов нам не подходит. Ничего компактней и технологичней, чем вариант с малым ротором карданного типа с приводом от лошадок в голову не приходит. Его и будем проектировать.
Ротор имеет массивный бронзовый корпус, оснащенный опорным подшипником, на котором вращается «стол» с зубчатыми венцами. Корпус принимает на себя нагрузку от колонны труб и обеспечивает осевое давление. Через зубчатую пару (коническая шестерня вала и зубчатый венец стола) осуществляется передача вращения с карданного вала. Усилие от вращения стола ротора, через вкладыши, передается на рабочую трубу, а далее через пружинные вкладыши, установленные внутри бурильной, обсадной колонне. Привод ротора, сдвоенный конвейер. Ротор передаёт вращение колонне бурильных труб, служит для спускоподъёмных операций и удержания труб в подвешенном состоянии, он сердце буровой установки.
Алгоритм работы: звено выбирает подходящее место для бурения, устанавливает привод и собирает буровую вышку. Ручным шнеком сперва выбирают неглубокую скважину под рабочую трубу. Ротор устанавливают на ровную площадку, сверху заводят рабочую трубу. Корпус ротора стягивают фермами для жёсткости и через кольца забивают метровые клинья. Двести пятьдесят килограмм всего, недостаточно чтобы убрать вибрации. Впрочем, ротор можно нагрузить тяжёлыми камнями. Кернорватель через замок соединяют с буровой штангой и через ролики заводят в рабочую трубу. Подключают промывочный вертлюг. Он служит для циркуляции жидкости и предотвращения скручивания шланга и троса. За счёт веса бурильных штанг на кернорватель оказывается давление достаточное для бурения. Раздробленные частицы шлама в процессе бурения выносятся на поверхность постоянно циркулирующей струей бурильного раствора. Керновая коронка охлаждается, а забой очищается от разрушенной породы. Как-то так.
Бурение на керн цикличное, осуществляется на глубину равную длине бурового снаряда. Отсоединяем вертлюг, вкручиваем крюк, через таль, поднимаем колонну труб. Керн выбили, снова опускаем, накручиваем через буровой замок новую штангу и повторяем цикл. Керны после извлечения нумеруют, подписывают глубину и номер скважины, после отправляют на базу.
С помощью ротора можно вести не только периодическое бурение, но и стандартное, непрерывное. Насадки идут в комплекте разрушающий кернователь, и лопастное долото, шнек. Как правило эти виды бурения комбинируют в зависимости от породы и задачи, смысла брать керн по всему профилю скважины нет. Основной инструмент шести лопастные PDC долота с насадками из карбида бора, монолитные, точно не потеряешь кусок в скважине. Бурение возможно в любых породах от мягких до твердых, абразивных.