Файл: Гребенюк, А. А. Техника и технология получения керна.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 0
Д н а метр корон ки, мм
Тип коронки |
X |
|
а |
|
о. |
|
н |
|
>.« |
Ж Ж |
х х |
Ш X |
|
|
|
Т а б л и ц а |
34 |
|
Алмазы объем ные зернис тостью, шт/карат |
Вес, карат |
Алмазы подрез ные зернис тостью, шт/карат |
Вес, карат |
Общий вес, карат |
Площадь торца, см" |
ДТ-2-А-59 |
59 |
39 |
20—30 |
7,0 |
20—30 |
3,0 |
10,0 |
11,8 |
ДТ-2-ЗА-59 |
59 |
39 |
60—90 |
10,0 |
30—40 |
3,0 |
13,0 |
11,8 |
ДТ-2-И-59 |
59 |
39 |
150—400 |
10,0 |
30—40 |
3,0 |
13,0 |
11,8 |
ДТ-2-А-76 |
76 |
53 |
20—30 |
10,6 |
20—30 |
6,0 |
16,5 |
17,1 |
ДТ-2-ЗА-76 |
76 |
53 |
60—90 |
15,0 |
30—40 |
4,0 |
19,0 |
17,1 |
ДТ-2-И-76 |
76 |
53 |
150—400 |
14,0 |
30—40 |
4,0 |
18,4 |
17,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
35 |
||
|
|
|
|
Количество |
промывочной |
жидкости, |
л/мин |
||||
|
|
Осевая |
Скорость |
|
вода |
|
|
глинистый |
раствор |
||
|
|
вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
снаряда |
нагрузка |
|
Интервал проходки, м |
|
|
|
||||
снаряда, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
кгс |
об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7— |
|
|
|
0,7— |
|
||
|
|
|
|
0—0,7 |
1 .5 |
0—0,7 |
1 ,5 |
||||
|
|
|
|
1 .5 |
1 ,5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ЭКС-А-73 |
500—1200 130—350 50—60 60—80 |
80—100 |
40—50 50—70 70—85 |
||||||||
ЭКС-А-57 |
400—1000 130—350 40—50 50—60 |
60—80 |
35—45 45—55 55—75 |
||||||||
Технологические режимы бурения снарядами ЭКС-А с при |
|||||||||||
менением |
гидроциклонного |
шламоуловителя |
|
приведены в |
|||||||
табл. |
36. |
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
36 |
||
|
|
|
|
|
|
Количество промывочной |
|||||
|
|
Осевая |
нагрузка, |
Скорость враще |
|
жидкости, л/мин |
|
||||
Тип |
снаряда |
|
|
|
|
|
|
||||
ния снаряда, |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
кгс |
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
об/мин |
|
|
|
глинистый |
||||
|
|
|
вода |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
раствор |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ЭКС-Ш-73 |
500—1200 |
130—350 |
70—90 |
|
60—80 |
||||||
ЭКС-Ш-57 |
400—1000 |
130—350 |
60—80 |
|
60—70 |
Нижние значения осевых нагрузок и скоростей вращения сна ряда, указанные в таблицах, относятся к более трещиноватым и раздробленным породам, а нижние значения расхода промывоч ной жидкости — к породам меньшего удельного веса.
ОДИНАРНЫЕ ЭЖЕКТОРНЫЕ КОЛОНКОВЫЕ СНАРЯДЫ
Одинарные эжекторные колонковые снаряды обеспечивают получение с пробуренного интервала скважины полного мате риала в виде керна и шлама. Однако данные снаряды обладают рядом недостатков, главным из которых является высокая ве-
135
роятность прихвата их в скважине. |
Причем, вероятность |
при |
|||||||||||||||||
хвата |
возрастает |
с увеличением содержания в породах глини |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
стого |
|
материала* |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
настоящее |
время |
в |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
практике разведочного |
буре |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ния |
применяется |
несколько |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
различных |
конструкций |
оди |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
нарных |
эжекторных |
|
колон |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ковых |
снарядов. Среди |
них |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
наиболее |
совершенным |
яв |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ляется |
|
снаряд |
|
ЭКС-0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(рис. 67). конструкции Каз |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ИМСа. Данный снаряд по |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
зволяет |
перед |
началом |
бу |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
рения |
|
промывать |
|
забой |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
скважины |
рабочим |
потоком |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
промывочной |
жидкости |
|
и |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
засыпать |
в |
скважину |
дробь |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
любого |
размера |
через |
по |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
лость |
|
колонковой |
трубы, |
а |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
в |
процессе |
бурения |
|
питать |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
забой |
|
скважины |
|
дробью |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
диаметром не более 3 мм. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Снаряд ЭКС-0 спускают |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
в |
скважину без шарика |
3 |
и |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
с |
обильной |
промывкой |
ус |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
танавливают |
на забой. |
Ос |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
новной |
|
поток |
жидкости |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
идет |
через |
наклонный |
ка |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
нал в полость патрубка 5, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
откуда |
через |
канальд |
|
рас |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пределительного |
|
переход |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ника |
8 и полость |
|
колонко |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вой трубы |
9 |
поступает |
к |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
забою, |
омыв |
который, |
под |
|||||||||
Рис. 67. Одинарный |
эжекторный колон |
нимается |
к |
устью |
сква |
||||||||||||||
жины |
по внешнему |
кольце |
|||||||||||||||||
|
ковый |
снаряд ЭКС-О. |
|
вому |
|
зазору. |
После |
|
про |
||||||||||
/ — переходник; 2 — распределительный вкла |
|
|
|||||||||||||||||
мывки |
скважины |
через |
по |
||||||||||||||||
дыш; |
3 — шарик; |
4 — распределительная |
го |
||||||||||||||||
ловка; |
5 — п а т р у б о к ; |
6 — насадка; 7 — д и ф ф у |
лость |
бурильных |
труб |
засы |
|||||||||||||
зор; 8— распределительный переходник; |
9,12— |
||||||||||||||||||
колонковые |
трубы; |
10 — керноудержнватель; |
пают |
дробь, которая |
посту |
||||||||||||||
/ / — дробова,я |
коронка; |
13 — кольцо; 14 — твер |
|||||||||||||||||
|
досплавная |
коронка. |
|
пает |
|
на |
забой |
|
по |
тем |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
каналам, |
что и |
промывоч- |
||||||||||
ная жидкость. Затем в полость |
бурильных |
труб |
опускают |
||||||||||||||||
шарик 3 и включают промывку. Шарик |
|
садится |
в |
гнездо |
п |
||||||||||||||
перекрывает |
выход промывочной |
жидкости |
в |
полость |
патруб |
||||||||||||||
ка 5. При этом |
поток жидкости идет |
через |
эжекторный |
|
насдс, |
||||||||||||||
создавая обратную промывку. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
136
При бурении снарядом ЭКС-0 эффективность удаления с за боя выбуриваемых частиц породы зависит от расхода рабочей жидкости и величины кольцевых зазоров для прохода эжекти-
руемой жидкости как внутри колонковой |
|||||||||||||
трубы |
(между трубой |
и |
керном), |
так |
и |
||||||||
снаружи |
(между трубой и стенками сква |
||||||||||||
жины). Величина кольцевого зазора дол |
|||||||||||||
жна |
быть не менее |
2,5 |
мм. С |
уменьше |
|||||||||
нием этой величины затрудняется цирку |
|||||||||||||
ляция эжектируемой жидкости и повы |
|||||||||||||
шается |
|
опасность |
прихвата |
бурового |
|||||||||
снаряда |
в |
скважине. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Необходимые |
кольцевые; зазоры |
при |
|||||||||||
твердосплавном |
бурении |
достигаются |
за |
||||||||||
счет |
|
использования |
ребристых |
|
коро |
||||||||
нок |
14, а при дробовом бурении—за счет |
||||||||||||
разработки |
ствола |
скважины |
и |
керна. |
|||||||||
Поэтому снаряд ЭКС-0 не пригоден для |
|||||||||||||
алмазного |
бурения. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Снаряды ЭКС-0 с дробовой и твердо |
|||||||||||||
сплавной |
|
коронками |
диаметром |
|
93 |
и |
|||||||
112 |
мм |
широко |
применяются |
в |
тресте |
||||||||
Самаркандгеология |
при |
бурении |
рудных |
||||||||||
зон. По данным Кокпатасской ГРП оди |
|||||||||||||
нарными эжекторными колонковыми сна |
|||||||||||||
рядами |
дробью |
и |
твердыми |
сплавами |
|||||||||
пробурено в 1971г. около |
3000 м |
сква |
|||||||||||
жин, средний выход керна 78%. При этом |
|||||||||||||
средняя величина проходки на рейс при |
|||||||||||||
твердосплавном |
|
бурении |
|
составила |
|||||||||
1,6 м, а при дробовом |
1,65 |
м. |
|
|
|
|
|||||||
Технология |
|
бурения |
|
снарядами |
|||||||||
ЭКС-0 приведена в табл. 37. |
|
|
|
|
|||||||||
При бурении снарядами ЭКС-0 сле |
|||||||||||||
дует |
проявлять |
особую |
внимательность |
||||||||||
вследствие возможного прихвата его в |
|||||||||||||
скважине. В любом случае резкого сни |
|||||||||||||
жения |
механической |
скорости бурения, |
что свидетельствует о прекращении цир |
Рис. |
68/J Двойной |
эжек- |
||||||||||
куляции эжектируемого |
потока |
жидко |
|||||||||||
торный |
колонковый |
сна |
|||||||||||
сти, следует немедленно |
резко повысить |
ряд |
конструкции |
Д. |
А. |
||||||||
расход промывочной жидкости и произ |
садка: |
Гребенюка. |
|
4 — |
|||||||||
вести |
расхаживание снаряда. Если после |
3 — д и ф ф у з о р ; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Л 10 — переходники; |
2 ~- на |
|||||
этого |
механическая скорость |
бурения |
не |
патрубок: |
5 — распредели |
||||||||
повышается, необходимо |
прекратить |
бу |
тельный переходник; в— ша |
||||||||||
рик; |
|
7 — винт-подпятник; |
|||||||||||
рение и снаряд поднять на поверхность. |
8, 9 — гайкн: 11 — шламовая |
||||||||||||
труба: |
|
12 — ниппель; |
13 — |
||||||||||
Установлено, что |
длина |
керноприем |
приемная |
труба: |
15 — керно- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
н а р у ж н а я |
труба; |
14 — керно |
||||
ной трубы не должна |
превышать |
2,5 |
м. |
удержнватель; 16 — коронка. |
,М7
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 37 |
|
|
|
|
|
Количество промывочной |
жидкости |
л/мин |
|
|
|
Осевая |
Скорость |
|
вода |
|
|
глинистый раствор |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тип снаряда |
нагрузка |
вращения |
|
|
|
|
|
|
на забой, |
снаряда, |
|
|
|
|
|
|
|
|
кгс |
об/мин |
|
|
Интервал проходки, ы |
|
|
|
|
|
|
0-0,5 |
0,5—1 ,0 |
1,0 |
0—0,5 |
0,5-1,0 |
1 ,о |
|
|
|
Бурен ие дробью |
|
|
|
|
|
ЭКС-О-108 |
600—700 |
70—120 |
80—90 |
90—100 |
100—120 |
70—80 |
80—90 |
90—100 |
ЭКС-О-89 |
400—500 |
150-180 |
60—70 |
70—80 |
90—100 |
50—50 |
60—70 |
80—90 |
|
|
|
Бурение твердыми сплавами |
|
|
|
||
ЭКС-О-108 |
500—900 |
70—180 | |
90—110 |
I 110—130 I |
130—150 |
80—100 |
106—120 | |
120—140 |
ЭКС-О-89 |
400—800 |
70—180 |
70—90 |
90—U0 |
110—140 |
60-80 |
80—100 |
100—130 |
ЭКС-О-73 |
300—500 |
150—280 |
50—70 |
70-100 |
100—130 |
45—60 |
60-90 |
90—120 |
ЭКС-О-57 |
200—400 |
150—280 |
35—45 |
55-70 |
70—90 |
30—40 |
50—60 |
60—80 |
На рис. 68 изображен эжекторный колонковый снаряд кон струкции автора. Данный снаряд имеет ие вращающуюся при бурении керноприемную трубу 14, подвешенную на винте 7 к распределительной головке 5. Керноприемная труба обеспечи вает лучшие условия выноса с забоя выбуренных частицпороды. Здесь частицы выбуриваемой породы удаляются с забоя эжектируемым потоком через кольцевой зазор между наружной 13 и керноприемной 14 трубами. Частицы породы при выходе из межтрубного зазора выпадают в воронку переходника 10 и да лее в керноприемную трубу. Поэтому количество восходящего потока промывочной жидкости в течение рейса бурения остается постоянным и не зависит от наполнения керноприемной трубы керном, а зависит от рабочего расхода промывочной жидкости.
Эжекторный колонковый снаряд применялся в Кузбассе при бурении коксующихся углей. Бурение угольных пластов осуще ствлялось при скорости вращения снаряда 153 об/мин с подачей промывочной жидкости в скважину до 160 л/мин. Проходка на рейс ограничивалась мощностью угольного пласта и не превы шала 1,7 м. Во всех случаях был получен полный выход керна.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Успех получения представительного керна в тех или иных геологических условиях зависит от выбора типа забойного ин струмента, конструкции бурового снаряда, способа транспор тирования продуктов разрушения, качества транспортирующего агента и режима бурения.
В соответствии с этим рассмотрим некоторые конкретные во
просы методики получения |
керна в породах и полезных иско |
|||
паемых различных групп (см. табл. 1). |
|
|
||
Согласно |
предложенной |
классификации, все |
горные |
породы |
и полезные |
ископаемые по |
условиям получения |
керна |
разделя |
ются на восемь групп. Из них получение керна в породах I груп пы не представляет особой трудности. В породах этой группы представительный выход керна обеспечивается при обычных спо собах бурения с соблюдением общих правил рационального ве дения процесса и подъема керна.
Получение представительного керна в породах и полезных ископаемых I I и I I I групп достигается при выполнении ряда конкретных мероприятий.
При бурении мерзлых пород, оттаивающих и теряющих устойчивость, основным мероприятием по обеспечению выхода керна является соблюдение температурного режима транспорти рующего агента продуктов разрушения. В качестве транспорти рующего агента используются переохлажденные растворы пова ренной соли или сжатый воздух (бурение с продувкой).
Получение представительного керна по легкорастворимым солям возможно только при бурении с промывкой концентриро ванным раствором разбуриваемых солей или с продувкой сжа тым воздухом. Для предохранения керна от растворяющего действия потока жидкости рационально применять двойные ко лонковые снаряды. Бурение следует вести на форсированных режимах.
Получение представительного керна в породах IV и V групп возможно только при полной изоляции керна от воздействия по тока промывочной жидкости. Породы этих групп могут быть сыпучие необводненные и обводненные или мягкие и пластич ные.
При бурении необводненных сыпучих и плывучих пород мож но использовать двойные колонковые снаряды безнасосного бурения и с прямой промывкой типа штамп. Для связи керна
140