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

При бурении в плотных глинах собственного веса колонны может быть недостаточно для срезания ножевым кольцом башмака кольцевого уступа. В этом случае погружение обсадных труб осу­ ществляется боем с помощью ударных снарядов или мощным виб­ ромолотом В = 835.

Но с увеличением длины, а следовательно, и веса колонны 7, благодаря тиксотропной рубашке, защищающей колонну от боко­ вого давления и трения, ножи конусного башмака начинают сре­ зать кольцевой уступ даже в глинистых породах. Лишь периоди­ чески требуется производить удары по забивной головке, надетой на верхнюю трубу.

Во избежание кольматации водоносных песков тиксотропным глинистым раствором колонна 7 останавливается в водоупорной кровле продуктивного пласта. После этого в скважину опускают фильтровую колонну 9 (рис. 158, а) с конусным башмаком-расши­ рителем 11. Диаметр фильтровой колонны при гравийной обсыпке должен быть на —150 мм менее, чем предыдущей колонны 7. По­ садка фильтровой колонны вместе с гравийной обсыпкой осуществ­ ляется параллельно с углубкой скважины желонками (в водоносном песке). Скважина углубляется несколько в почву водоносного пласта для погружения отстойника, установленного ниже проволочного фильтра.

Скважины, пробуренные ударно-канатным способом под защи­ той тиксотропной рубашки, отличались малой металлоемкостью, бурились без аварий, и дали более высокий дебит по сравнению со скважинами, которые бурились роторным способом.

Заводом треста Промбурвод налажен широкий выпуск конусных башмаков-расширителей (рис. 158, б) следующих размеров.

щего кольца баш­ мака D, мм

ИСКРИВЛЕНИЕ СКВАЖИН И НАПРАВЛЕННОЕ МНОГОЗАБОЙНОЕ БУРЕНИЕ

Введение

Взависимости от условий залегания полезного ископаемого разведочные скважины задаются вертикальными или наклонными. Из подземных горных выработок проходят горизонтальные и вос­ стающие скважины.

Впроцессе бурения разведочные скважины часто искривляются. Полученные по искривленным скважинам данные значительно услож­ няют подсчет запасов и дают иногда неверное представление о харак­ тере залегания и количестве полезного ископаемого. Кроме того, искривление скважин вызывает ряд технических трудностей в про­ цессе бурения. Поэтому сохранение заданного направления, т. е. проходка направленных скважин, является одним из основных кри­

териев, определяющих качество разведочного бурения, получе­ ние полноценных образцов с намеченных глубин и в требуемых участках геологического разреза. Только в этом случае можно дать правильное заключение о промышленном значении разведанного участка месторождения.

В соответствии с ранее существовавшей методикой разведки по­ лезных ископаемых для каждого нового подсечения рудного тела требовалось заложение отдельной скважины, которая, прежде чем врезаться в полезное ископаемое, пересекало мощную толщу вышележащих пустых пород. Чем меньше мощность пласта (жилы) полезного ископаемого и чем глубже от поверхности оно залегает, тем выше соотношение между протяженностью скважины в пустых и рудоносных породах. При этом полезный объем иногда может со­ ставлять лишь доли процента. В этих условиях одним из путей повышения эффективности буровых работ является внедрение много­ забойных скважин.

Некоторые закономерности искривления скважин

На основании большого фактического материала можно уста­ новить следующие закономерности искривления скважин:

а) наклонные скважины, как правило, при искривлении выпола живаются (рис. 159, а). Только при пересечении мягких и рыхлых пород угол наклона скважины выкручивается (рис. 159, б);

Рис. 159. Закономерности искривления скважин.

а — искривление наклонной скважины в крепких породах; б — искривление наклонной скважины в рыхлых и мягких породах; в —

искривление вертикальной скважины при пересечении слоистых пород;

б) особенно сильно искривляются вертикальные и наклонные скважины, пересекающие под острым углом слоистые породы пере­ межающейся крепости. При этом ось скважины стремится постепенно занять направление, перпендикулярное напластованию (рис. 159, в).

в) наклонные скважины, буримые дробью, искривляются в боль­ шей мере, чем скважины, буримые твердыми сплавами или алма­ зами, что объясняется неравномерностью распределения дроби на забое и большой разработкой ствола скважины по диаметру;

г) при бурении вертикальных скважин ось скважины обычно постепенно отклоняется в направлении, перпендикулярном зале­ ганию пластов. Однако при пересечении пород с крутым падением и при малом угле встречи (менее 15—20°) ось скважины может пойти вдоль висячего бока крепкой породы (рис. 159, г). Поэтому

бурить вертикальные скважины при таком залегании пород не реко­ мендуется.

Часто изменяется и азимут оси скважины (рис. 159, д), ибо ствол скважины обычно стремится занять направление, перпенди­ кулярное простиранию пород.

Во избежание начального искривления скважины при забурке необходимо: проверить соосность сборки всех деталей бурового снаряда, правильность установки шпинделя и направляющей трубы

(например, на точку севера) и проекцией оси скважины на гори­ зонтальную плоскость (рис. 160).

Приборы, измеряющие зенитный угол (наклон скважины), ра­ ботают или по принципу горизонтальности уровня жидкости, или по принципу отвеса.

Метод плавиковой кислоты использует принцип горизонталь­ ности уровня жидкости. Для измерения зенитного угла используют стеклянную трубку, плотно закрытую сверху и снизу резиновыми пробками и наполненную на 1/3 20%-ным раствором плавиковой кислоты. Такую трубку, установленную соосно в герметичном пат­ роне, опускают в скважину на определенную глубину и оставляют в покое. Благодаря действию плавиковой кислоты на стенках трубки получится отпечаток уровня жидкости. Линия отпечатка и служит для измерения зенитного угла скважины.

Линия соприкосновения поверхности жидкости со стенками ци­ линдрического сосуда при вертикальном положении последнего представляет собой круг, а при наклонном положении — эллипс,

измерениями и косвенными методами. Для непосредственного опре­ деления азимута и зенитного угла применяют приборы, имеющие магнитную стрелку и отвес, а в некоторых случаях — курсовой

гироскоп.

Приборы, основанные на принципе магнитного компаса, сравни­ тельно просты по устройству, поэтому они получили широкое рас­ пространение в тех случаях, когда геомагнитное поле в скважинах

Рис. 162. Прибор с элек­ тролитом для измерения зенитного угла.

1 — с о с у д — а н о д ; 2 — п о з о л о ­

не искажено близко расположенными магнитными рудами или сталь­

ными обсадными трубами.

Гироскопические приборы, обеспечивающие достаточную точ­ ность измерений, могут применяться даже в тех скважинах, где имеются сильно возмущенные магнитные поля.

Рис. 163. Измерение зенитного угла на отсчетном столике.

у к а з а т е л ь у г л а .

При измерении скважин малого диаметра применяются инкли­ нометры, оснащенные курсовым гироскопом и отвесом.

Курсовой гироскоп является прибором, у которого ось ротора, укрепленного в карданном подвесе, вращается с очень большой скоростью ( ~ 30 000 об/мин) и в течение определенного времени сохраняет неизменное положение относительно земных ориентиров. Из существующих гироскопических инклинометров на разведочных работах применяются инклинометры ИГ-2 и ИГ-70.