Файл: Гребенюк, А. А. Техника и технология получения керна.pdf

разрушается в результате вращения керноприемной трубы и внутренней коронки при разбуривании твердых прослоев поро­ ды.

КОЛОНКОВЫЕ СНАРЯДЫ СО СМЕННОЙ ГРУНТОНОСКОЙ, ПОДНИМАЕМОЙ НА КАНАТЕ

С увеличением глубин поисковых и разведочных скважин, в которых осуществляется отбор керна, удельный вес спуско-подъ- емных операций возрастает. Н. И. Шацов, Б. И. Воздвиженский и другие ученые, анализируя технико-экономические результаты бурения колонковых разведочных скважин, пришли к выводу, что увеличение затрат времени на производство спуско-подъем- ных операций пропорционально третьей степени увеличения глубины.

Одним из направлений повышения эффективности бурения поисковых и разведочных скважин является применение буро­ вых снарядов, обеспечивающих подъем керна без подъема ко­ лонны бурильных труб, что, помимо значительного сокращения времени спуско-подъемных операций, дает следующие преиму­ щества [33, 40].

1.Выход керна малоустойчивых пород и его качество повы­ шаются, так как керн можно поднимать с любого интервала так часто, как это необходимо без нарушения структуры. При этом трудоемкость и длительность бурения, а также производствен­ ные показатели остаются такими же, как и при бурении колон­ ковыми снарядами с несъемными керноприемниками.

2.Более полно используются ресурсы буровой коронки. При отборе керна колонковыми снарядами с несъемными кернопри­ емниками время работы коронки на забой за рейс ограничи­ вается необходимостью сохранения керна; повторный спуск не­

полностью изношенной коронки, как правило, не производится.

3.Осложнения в стволе скважины сводятся к минимуму вследствие меньшего количества спусков и подъемов бурового снаряда.

4.Вследствие уменьшения количества спуско-подъемных опе­ раций улучшаются условия эксплуатации лебедок и талевой си­ стемы буровых станков, снижается износ бурильных труб и зам­

ковых соединений, улучшаются условия труда буровой бригады

исокращается трудоемкость буровых работ.

Внастоящее время бурение с применением съемных грунтоносок получает все более широкое распространение как в оте­ чественной, так и в зарубежной практике.

ВСоветском Союзе буровые снаряды со съемными грунтоносками в основном применяются при роторном и турбинном бурении нефтяных и газовых скважин. При роторном бурении наиболее широко распространены колонковые долота ДС04, а при турбинном бурении — колонковые турбодолота КТДЗ. Это

75

вызвано тем, что при бурении на нефть и газ большие диаметры бурильных труб и буровых наконечников позволяют использо­ вать керноприемники без значительного изменения применяе­ мого инструмента.

Использование съемных грунтоносок при бурении геологораз­ ведочных скважин потребует пересмотра принятого в настоящее время комплекта бурового инструмента. В этом направлении проводятся работы в СКВ Министерства геологии СССР и в МГРИ.

Колонковые снаряды со съемной грунтоноской по способу подвески керноприемной трубы и оснащенности ее буровым на­ конечником разделяются на три модификации:

а) керноприемная труба вращается и с помощью фрезы фор-1 мирует керн (долото ДСР4);

б) керноприемная труба не вращается, формирование керна осуществляется наконечником типа «штамп» (буровой снаряд СКВ);

в) керноприемная труба не вращается и не принимает уча­ стия в формировании керна (буровые снаряды МГРИ, американ­ ской фирмы «Лонгир» и шведской фирмы «Крелиус»).

Применение того или иного типа керноприемной трубы долж­ но определяться физико-механическими свойствами горных по­ род. При бурении мягких и рыхлых пород керноприемная труба не должна вращаться и должна формировать керн с помощью штампа. При бурении пород средней твердости и твердых кер­ ноприемная труба не должна вращаться и не должна участво­ вать в формировании керна. При бурении пород, перемежаю­ щихся по твердости, керноприемная труба должна быть комби­ нированного типа, формирующая керн штампованием в мягких и фрезерованием в твердых пропластках.

Ниже рассматриваются конструкции отечественных и зару­ бежных снарядов со съемной грунтоноской, предназначенных для геологоразведочного бурения на различные твердые полез­

При транспортировке грунтоноски внутри колонны буриль­ ных труб защелки запорного устройства 3 находятся в убранном положении, поджатые скользящей гильзой 10. При достижении забоя скважины защелки фиксирующего механизма входят в проточки муфты 9, закрепляя грунтоноску в корпусе снаряда. В процессе бурения обеспечивается неподвижность керноприем-

76

ной трубы благодаря наличию подшипника 4. Подъем грунтоноски производится при помощи канатного ловителя.

Буровой снаряд конструкции МГРИ (рис. 36), рассчитанный на бурение коронками диаметром 76 и 92 мм на специальных бурильных трубах диаметром 73 мм, состоит из переходника 2, наружной колонковой трубы 18, твердосплавной коронки 25 и съемной грунтоноски, включающей следующие основные узлы: невращающуюся керноприемную трубу 20 с шариковым клапа­ ном 17 и кернодержателем 22, запорный механизм 3, 4, 5, 6 с конусной головкой /, шток 10, корпус / / , вал 13 и конический роликовый подшипник 14.

Транспортировка грунтоноски производится аналогично сна­ ряду СКВ. При достижении забоя скважины кулачки входят в проточку переходника 2, закрепляя грунтоноску в корпусе сна­ ряда. Подъем грунтоноски производится при помощи канатного ловителя.

Ниже приводится характеристика снаряда и бурильной ко­ лонны.

экспедициях. Для сравнения с обычным бурением было пробу­ рено пять скважин со средней глубиной 500 м. Геологический разрез этих скважин представлен толщей часто перемежаю­ щихся дунитов, перидотитов, дунитовых и перидотитовых сер­ пентинитов V — V I I категорий буримости с заметным повышением твердости пород на глубине.

Скважины проходились при следующих технологических па­ раметрах бурения: осевое усилие на твердосплавную коронку диаметром 77/41 мм колебалось от 700 до 1500 кгс в зависимо­ сти от свойств проходимых пород; скорость вращения снаряда преимущественно составляла 277 об/мин; количество промывоч­ ной жидкости, подаваемой в скважину, 100—130 л/мин.

Результаты производственных испытаний показали, что сна-

78

ряд МГРИ имеет следующие преимущества перед обычными

79