Файл: Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник.pdf

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ

Набор инструмента для колонкового бурения представлен на рис. 40. Он состоит из коронки, колонковой трубы, переходника, шламовой трубы, колонны бурильных труб, соединяемых ниппель­ ными или муфтово-замковыми соединениями, и промывочного саль­ ника.

Для спуско-подъемных операций применяются различные ключи, элеваторы и подкладные вилки.

§ 1. К О Л О Н К О В Ы Е Н А БО РЫ

Короночные кольца изготовляются из трубных заготовок из стали с содержанием углерода 0,3—0,4%. Короночные кольца, армированные резцами, называют коронками. Верхняя часть коро­ ночного кольца имеет наружную правую трапецеидальную резьбу с шагом 4 мм, а ее внутренняя стенка расточена на конус.

Кернорватели. При бурении алмазными и твердосплавными коронками между коронкой и колонковой трубой целесообразно включить кернорватель. Он состоит из цилиндрического корпуса с внутренней конической расточкой, расширяющейся кверху, в кото­ рой помещается коническое пружинное кольцо с выступами, разре­ занное по образующей. Во время бурения пружина кернорвателя не препятствует вхождению керна в колонковую трубу. При подъеме колонкового снаряда пружина вследствие трения о поверхность керна входит в суженную часть конической расточки корпуса, крепко сжимает керн и срывает его.

Колонковые трубы изготовляются из заготовок, предназначенных

На обоих концах колонковой трубы нарезана внутренняя трапеце­ идальная резьба с шагом 4 мм, с углом при вершине 10°. Для изго­ товления колонковых труб применяется сталь с пределом прочности при растяжении 65 кгс/мм2 и пределом текучести не менее 38 кгс/мм2.

Колонковые трубы изготовляются длиной 1,5; 3; 4,5 и 6 м. В длин­ ный колонковый снаряд они могут соединяться с помощью нип-

пелей (рис. 41, s). Основные размеры короночных колец и колонко­ вых труб приведены в табл. 13.

Для гидроударного и дробового бурения часто применяются толстостенные колонковые трубы с ô =-■- 6—7 мм.

Рис. 40. Набор инструмента для колонкового бурения.

сальник; 10 — элеватор полуавтоматический; 11 — пробка (грибок) для подъема бурильных труб элеватором; 12 — простой элеватор; 13 — шарнирный ключ для бурильных труб; 14 — шарнирный хомут; 15— вилки подладкные; 16 — вилка ведущая; 17 — клещи короночные;

бросаемый после заклинки керна перед подъемом инструмента; 22 — корпус кернорвателя; 23 — рвательное пружинное кольцо.

Переходники служат для соединения колонковых труб с колон­ ной бурильных труб. Они изготавливаются из стали марки 45 или 50 и выпускаются двух видов — фрезерные и тройные.

Если производительность насоса не обеспечивает выноса шлама на поверхность, следует применять тройные переходники, имеющие дополнительную левую резьбу под шламовую трубу.

в

Шламовые трубы служат для улавливания крупных и тяжелых частиц шлама. Шламовые трубы изготовляются из тех же трубных

с тройным переходником; верхний конец ее открыт, срезан под углом и загнут внутрь для того, чтобы при подъеме шламовая труба не упиралась в башмак обсадных труб.

§ 2 Б У Р И Л Ь Н А Я КОЛОН НА

Бурильные трубы (штанги) свинчиваются в свечи при помощи муфт или простых ниппелей. Длина свечи определяется высотой вышки. Чем глубже скважина, тем длиннее свечи. Свечи свинчиваются в бурильную колонну при помощи бурильных замков.

Колонна бурильных труб передает на породоразрушающий инстру­ мент осевую нагрузку и крутящий момент. По бурильной колонне к забою подводится промывочная жидкость или сжатый воздух.

Тяжелые условия работы бурильной колонны вызывают необхо­ димость изготовлять ее из в высококачественных цельнотянутых труб.

Бурильные трубы для колонкового бурения изготовляются из стали марок Д и 36Г-2С с пределом текучести 38 и 50 кгс/мм2 соот­ ветственно. Кроме того, начали выпускаться бурильные трубы повы­ шенной прочности из сталей марок 40Х и ЗОХГС.

Для того чтобы трубы не были ослаблены в резьбовом соедине­ нии, концы их утолщаются высадкой внутрь при температуре на­ грева 1170—1230° С. Сами трубы подвергаются нормализации и за­ калке с высоким отпуском. Бурильные трубы в процессе бурения трутся о стенки скважины и подвергаются поверхностному износу. Для поверхностного упрочнения труб целесообразно производить поверхностную закалку труб токами высокой частоты.

Поверхность труб должна быть гладкой, без раковин, трещин, пленок и расслоений металла, без шлаковых и других включений.

Взависимости от способа соединений бурильные трубы выпуска­

ются:

1)с ниппельными соединениями (рис. 42, а), которые широко применяются при алмазном бурении;

2)с муфтово-замковыми соединениями, при которых трубы со­ единяются в свечи при помощи муфт, а свечи в колонну — при помощи замков (рис. 42, б).

3)с приваренными замками (рис. 42, в).

Втабл. 14 приведены основные размеры бурильных труб для колонкового бурения.

Несмотря на некоторое улучшение качества бурильных труб, обрывы бурильных труб происходят довольно часто при переходе на форсированные режимы бурения. Обычно трубы рвутся по резь­ бовому соединению по месту высадки.

Для снижения аварийности из-за обрыва бурильной колонны необходимо: а) уменьшать зазор между стенками скважины и колон­ ной труб; б) улучшать механические свойства материала труб; в) повышать прочность соединений труб; г) применять утяжеленные бурильные трубы.

Хорошие результаты показали замки повышенной прочности ЗПП-50 для бурильных труб диаметром 50 мм.

Эти замковые соединения (рис. 43) изготовляются из стали марки 40Х. Муфта и ниппель соединяются между собой замковой

применяются для увеличения веса и жесткости нижней части буриль­ ной колонны. Колонна бурильных труб с утяжеленным низом рабо­ тает более спокойно, возможность обрыва труб уменьшается, а сква­ жины менее искривляются. Утяжеленный низ включается между колонковым снарядом или долотом и колонной бурильных труб. Вес УВТ должен превосходить нагрузку на забой на 25—50%.

Легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ)

Для успешного развития разведочного бурения в труднодоступ­ ных районах необходимо снижать вес бурового оборудования, инструмента и, прежде всего, бурильных труб.

Снизить вес бурильной колонны легче всего путем изготовления труб из легких сплавов.

Бурильные трубы, изготовленные из легких сплавов, примерно в 2,5 раза легче, чем стальные трубы такого же размера.