ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 182
Скачиваний: 0
В Кривом |
Роге пневмоударники при разведочном бурении пока |
||
зали: механическую |
скорость в породах IX —X категорий — 2,5— |
||
2 м/ч, выход |
керна — 75—80%. |
пневмоударников приведена |
|
Характеристика |
разведочных |
||
в табл. 30. |
|
|
|
Рис. 102. Коронка для пневмоударного бурения.
|
|
Т а б л и ц а 30 |
|
Тип пневмоударника |
|
Показатели |
РП-111 |
|
РП-130 |
РП-Р4 |
|
Диаметры скважины, мм ...................... |
132; 152 |
Диаметр корпуса по выступам, мм . . |
130 |
Расход воздуха, м3/мин: |
|
о б щ и й ................................................. |
10-12 |
на работу пневмоударника . . . . |
6,5 |
Давление воздуха, кгс/см2 ................... |
6 -7 |
Глубина бурения, м: |
|
в сухой скважине .......................... |
250 |
в обводненной скважине................... |
100 |
113
111
7
3,5
[>• 1 СО
250
100
96
94
5
2,7
6 -7
250
100
СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ВЫХОДА КЕРНА
§ I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Плохой выход керна бывает в породах и полезных ископаемых: мягких, легко размываемых промывочной жидкостью; рыхлых, сыпучих и плывучих; слоистых и неоднородных по составляющим слоям, подверженным избирательному истиранию и размыванию; сильно трещиноватых, брекчированных, сильно раздробленных; растворяемых промывочной жидкостью (минеральные соли).
Неудовлетворительный выход керна получается в результате его истирания и размывания, а также из-за плохой заклинки и вы падения керна во время подъема. Чем продолжительнее работает на забое колонковый снаряд, тем чаще может происходить подклинивание, истирание и размыв керна.
Истирание и разрушение керна усиливается при бурении затуп ленными коронками, при погнутости колонковой трубы, при виб рации и биении колонкового снаряда. Большие скорости промывоч ной жидкости в кольцевом зазоре между керном и коронкой могут быть причиной размывания и подклинки керна.
Для повышения выхода керна в разрушающихся и размыва ющихся породах рекомендуется:
1. Ограничивать время работы коронки на забое, маскимально-
повышая скорость бурения (необходимо рациональную |
проходку |
|
на рейс уточнять практическим путем). |
|
|
|
2. Уменьшать скорость потока в зазоре между керном и внут |
|
ренней стенкой коронки. |
снарядов |
|
и |
3. Не допускать в работе искривленных колонковых |
|
буровых снарядов, у которых нарушена соосность. |
|
|
|
4. Не применять затупившихся коронок. |
сплавами |
и |
5. Заменять бурение дробью на бурение твердыми |
|
алмазами. |
|
|
|
6. Тщательно заклинивать керн. |
|
7. После заклинки керна сбрасывать в бурильную колонну шаровой клапан для перекрытия осевого отверстия переходника и предохранения керна от выдавливания из колонковой трубы при подъеме.
8. При небольших глубинах применять безнасосное бурение
собратной циркуляцией.
9.Для повышения выхода керна при бурении по легко размыва ющимся и разрушающимся породам и полезным ископаемым (углям,
|
|
|
марганцовым, |
железным |
рудам |
|||||||
|
|
|
и |
бокситам) |
применять |
двойные |
||||||
|
|
|
колонковые трубы. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
§ 2. |
БЕЗНАСОСНОЕ |
БУРЕНИЕ |
||||||
|
|
|
С |
ВНУТРЕННЕЙ |
ЦИРКУЛЯЦИЕЙ |
|||||||
|
|
|
|
Сущность метода и |
снаряды |
|||||||
|
|
|
|
для безнасосного бурения |
||||||||
|
|
|
ней |
Безнасосное |
бурение с внутрен |
|||||||
|
|
|
циркуляцией |
обычно |
произво |
|||||||
|
|
|
дится при инженерно-геологических |
|||||||||
|
|
|
изысканиях |
при |
глубинах скважин |
|||||||
|
|
|
до 100—150 м. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
При расхаживании бурового сна |
|||||||||
|
|
|
ряда с лебедки |
безнасосное бурение |
||||||||
|
|
|
иногда |
применяется |
при |
глубинах |
||||||
|
|
|
скважин 500—800 м (разведка ми |
|||||||||
|
|
|
неральных |
солей). |
|
|
|
|||||
|
|
|
Безнасосное |
бурение можно про |
||||||||
|
|
|
изводить только |
при |
условии, если |
|||||||
|
|
|
в скважине имеется столб жидкости. |
|||||||||
|
|
|
В |
случае |
отсутствия |
в |
скважине |
|||||
|
|
|
грунтовых |
вод |
периодически зали |
|||||||
|
|
|
вают воду |
или |
глинистый |
раствор |
||||||
|
|
|
в скважину с тем, чтобы колонко |
|||||||||
Рис. 103. |
Схема безнасосного ко |
вый снаряд был затоплен. |
|
|||||||||
Колонковый снаряд |
безнасосного |
|||||||||||
лонкового |
бурения и движения |
|||||||||||
жидкости |
в призабойной |
зоне: |
бурения |
(рис. |
103) |
состоит из бу |
||||||
а — при подъеме снаряда над |
забоем; |
ровой коронки 1, колонковой трубы |
||||||||||
б — при движении снаряда к забою. |
2, переходника 3, |
ниппеля 4 и шаро |
||||||||||
|
|
|
вого клапана 5. |
С ниппелем соеди |
||||||||
няется шламопроводящая трубка 6, имеющая отверстия 7 для излива жидкости в скважину и штифт 8, ограничивающий пере мещение клапана вверх. Снаряд опускается в скважину на ко лонне бурильных труб 9.
В процессе бурения скважины производят периодическое рас хаживание снаряда.
Во время подъема снаряда над забоем на высоту Н шаровой кла пан 5 закрывает отверстие ниппеля 4, под клапаном происходит разре жение, поэтому жидкость с забоя
устремляется |
в колонковую трубу, |
||
подхватывая |
частицы |
разбуренной |
|
породы |
(рис. |
103, а). |
колонкового |
Во время |
падения |
||
снаряда |
к забою (рис. |
103, б) кла |
|
пан 5 |
под давлением жидкости |
||
поднимается, |
большая |
часть жид |
|
кости движется по каналам пере ходника «?, ниппеля 4, шламопрово дящей трубки 6 вверх и изливается через отверстия 7 в ствол скважины. Другая часть жидкости изливается через коронку на забой. Такая пульсирующая циркуляция способ ствует очистке забоя и охлаждению коронки. Наиболее крупный шлам накапливается над керном в колон ковой трубе, а мелкий шлам вместе с жидкостью через отверстия 7 изли вается в скважину.
Ввиду того что циркулирующий в призабойной зоне раствор обога щается шламом, целесообразно при менять снаряды со шламовыми трубами.
Часто применяется снаряд с от крытой шламовой трубой (рис. 104,а).
Буровой снаряд системы К. А. Боголюбского и С. А. Волкова (рис. 104, б) с закрытой шламовой трубой и клапаном, расположенным в ко лонне бурильных труб, является бо лее совершенным и обеспечивает лучшее улавливание шлама.
Шламовая труба должна обеспе чивать улавливание шлама, образу ющегося за один-два рейса бурения. Обычно открытые шламовые трубы имеют длину 1,3—2,0 м, а закрытые шламовые трубы — 2—3 м.
Для предохранения керна от выпадения из колонковой трубы во время подъема бурового снаряда
для безнасосного бурения.
а— с открытой шламовой трубой, б —
сзакрытой шламовой трубой.
1 — коронка, 2 — колонковая труба,
3— переходники, 4 — шламовая труба,
4а — шламоподводящая трубка, 5 — шариковый клапан, 6 — шламопрово
дящ ая трубка, |
7 — окна для |
излива |
|
жидкости с тонким |
шламом, |
8 — |
|
ниппель-седло, |
9 — замок-ограничи |
||
тель хода клапана 5, |
10 — бурильные |
||
|
трубы. |
|
|
необходимо размещать выходные отверстия на высоте 15 см над шаровым клапаном. В этом случае при подъеме снаряда из скважины над клапаном скопляется столбик шлама (см. рис. ЮЗ), достаточный для удержания клапана от перемещения.
Длина колонковой трубы при бурении твердых пород и пород
сбольшим удельным весом может быть 2,0—2,5 м; для мягких пород 3,0—4,5 м и более.
Для бурения твердых пород применяются стандартные коронки
снормальным выходом резцов за наружную и внутреннюю поверх ность корпуса. Для мягких пород целесообразно применять коронки
срезцами, выступающими за наружную и внутреннюю боковые поверхности корпуса коронки на 2—3 мм и возвышающими над торцом на ~ 3 мм.
Основными факторами технологического режима при безнасос-
ном бурении являются:
1)частота расхаживания снаряда;
2)высота подъема снаряда над забоем;
3)осевая нагрузка на коронку;
4)число оборотов снаряда.
Примерная частота расхаживания снаряда в 1 мин при бурении в различных породах такова:
П ески ................................................................................................. |
30—40 |
Руды с большим удельным весом ......................................... |
25—30 |
Песчано-глинистые породы ........................................................ |
20—25 |
Глины, известняки, доломиты, алевролиты и т. д............... |
15—20 |
Песчаники, крепкие известняки, сланцы и т. и....................... |
10—15 |
В е л и ч и н а о с е в о й н а г р у з к и на |
зобой зависит от |
диаметра скважины и твердости проходимых пород. В твердых породах осевую нагрузку на коронку создают в пределах 300—500 кгс; в мягких породах 150—250 кгс (при диаметрах буровых коронок 92—Ц2 мм).
Ч и с л о о б о р о т о в подбирается из расчета средней окруж ной скорости коронки в пределах 0,6—0,8 м/с (120—180 об/мин).
При безнасосном бурении нельзя применять кернорватели, так как они не позволяют расхаживать снаряд, нельзя также заклини вать керн заклиночным материалом из-за наличия шарового кла пана над колонковым снарядом. Поэтому заклинивание керна про изводят способом затирки всухую, для чего бурят 2—5 мин без расхаживания. При затирке всухую происходит также заклини вание керна в колонковой трубе шламом, оседающим во внутрен нем кольцевом зазоре. Затирка керна всухую вызывает нарушение структуры пород в интервале затирки.
§ 3. ДВОЙНЫЕ КОЛОНКОВЫЕ СНАРЯДЫ (ДКС)
Двойные колонковые снаряды применяют в породах и полезных ископаемых, дающих неполный выход керна. Их можно разбить на следующие классы:
1) ДКС |
с вращающимися наружной и внутренней трубами |
||||||||||||
(рис. |
105) |
предохраняют керн от размывания; |
|
|
|
|
|||||||
2) ДКС с вращающейся наружной и невращающейся внутрен |
|||||||||||||
ней трубами предохраняют |
керн |
от размывания и |
ударов; |
|
|||||||||
3) ДКС со съемной внутренней трубой позволяют извлекать |
|||||||||||||
керн |
без |
|
подъема |
колонны |
бурильных труб |
|
|
|
|
||||
и снижают затраты времени на спуско-подъ |
|
|
|
|
|||||||||
емные |
операции; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4) ДКС, герметизирующие керн, поднимают |
|
|
|
|
|||||||||
керн вместе с природным газом, заключенным |
|
|
|
|
|||||||||
в порах |
породы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а |
|
|
|
|
|||||||||
(ДКС) с вращающейся внутренней трубой |
|
|
|
|
|||||||||
(рис. |
105) |
состоит |
из |
специального переход |
|
|
|
|
|||||
ника 1, на который навинчены наружная |
|
|
|
|
|||||||||
труба 2 и внутренняя труба 3. На трубы |
|
|
|
|
|||||||||
навинчены |
коронки 4 и 5, причем коронка 5 |
|
|
|
|
||||||||
опережает |
наружную |
коронку |
на 1—2 |
см. |
|
|
|
|
|||||
Коронка |
5 имеет внутреннюю конусную |
рас |
|
|
|
|
|||||||
точку для установки рвательного кольца. |
|
|
|
|
|||||||||
Внутренняя поверхность трубы 3 должна быть |
|
|
|
|
|||||||||
гладкой. Резьба на переходнике 1 под трубу 2 |
|
|
|
|
|||||||||
должна быть концентрична резьбе под трубу 3. |
|
|
|
|
|||||||||
Для центрирования |
внутренней трубы в ниж |
|
|
|
|
||||||||
ней части поставлено направляющее кольцо 6. |
|
|
|
|
|||||||||
В переходнике 1 имеется ряд |
каналов |
для |
|
|
|
|
|||||||
направления промывочной жидкости: |
|
|
|
|
|
||||||||
а) |
осевой канал |
7 с седлом |
под шаровой |
|
|
|
|
||||||
клапан 8; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
б) несколько радиальных каналов 9 для на |
|
|
|
|
|||||||||
правления жидкости в кольцевой зазор между |
|
|
|
|
|||||||||
трубами; |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
105. |
Схема про |
|||
в) дренажные каналы 12, |
перекрытые |
ша |
|||||||||||
стой |
двойной |
колон |
|||||||||||
ровыми клапанами 11, посаженными на |
сед |
ковой трубы |
(ДКС) |
||||||||||
ла 10. |
|
|
трубы производится без клапана 8, |
с вращающейся вну |
|||||||||
Спуск |
|
тренней |
трубой. |
||||||||||
поэтому перед началом |
бурения промывочная |
|
|
|
|
||||||||
жидкость |
|
направляется к забою |
как через внутреннюю трубу, так |
||||||||||
и по кольцевому зазору между трубами. |
|
|
|
|
|
||||||||
После очистки забоя от шлама бросают шаровой клапан 8 и, включив промывку и вращение буровой колонны, ставят плавно снаряд на забой и начинают бурить. При бурении керн не размы вается, так как промывочная жидкость направляется к забою по кольцевому зазору между трубами.
Жидкость, наполняющая внутреннюю полость трубы 3, вытес няется через каналы 12 по мере заполнения трубы керном.
Если коронка 5 не имеет рвательного устройства, то перед подъемом производится затирка керна всухую.
