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

вышению производительности. По данным некоторых опытов, рейсовая скорость при этом повышается в 2—2,5 раза.

При порционном питании дробь в скважину подается перио­ дически— порциями. Различают мелкопорционное и крупнопор­ ционное питание. При крупнопорциониом питании порцию дро­ би, рассчитанную на рейс, разделяют на три — пять частей, ко­ торые подают в скважину через определенные промежутки вре­ мени. При порционном питании в скважине имеется некоторый избыток дроби. Этот избыток дроби разрабатывает стенки ск­ важины и обрабатывает керн.

При рейсовом питании вся необходимая дробь подается в скважину в начале рейса в полном объеме. Поэтому вначале бурение ведется при избыточном количестве дроби, что затруд­ няет работу, снижает производительность, разбуривает стенки скважины и обрабатывает керн. В связи с износом дроби к кон­ цу рейса на забое находится только мелкая дробь, что приво­ дит к сужению скважины. Колебания в количестве и размерах дроби вынуждают прибегать к частому регулированию промыв­ ки и давления на забой.

В табл. 2 приведены данные выхода керна при различных способах питания скважины дробью.

Т а б л и ц а 2

Величина проходки на рейс

Величина проходки на рейс не может быть произвольной. Как малая, так и большая величина проходки на рейс может быть нерациональной. В первом случае увеличивается непроиз­ водительное время на спуско-подъемные операции, во втором случае снижается количество и качество керна. Величина про­ ходки за рейс должна быть увязана как с механическими свой­ ствами горных пород, так и со свойствами колонкового снаряда, применяемого для опробования. Обычно рациональная проход­ ка на рейс уточняется практическим путем.

Для каждой группы пород существует оптимальная величина проходки на рейс [14, 36, 37, 43]. С превышением этой величины в нижней части керноприемной трубы образуется уплотненная пробка керна, которая с течением времени препятствует прод-

36

вижению вновь выбуренного керна. Образование уплотненной пробки керна происходит за счет затягивания частиц керна в зазор между керном и внутренней поверхностью керноприемной трубы, которые действуют подобно распоркам. Уплотненная пробка быстрее образуется при проходке менее связанных пород и при более шероховатой внутренней поверхности керноприем­

от степени шероховатости внутренней поверхности керноприем­ ной трубы и вида промывочного агента. Из графика видно, что лучшие результаты выхода керна и проходки на рейс достигают­

мере зависит от умения бурового персонала правильно приме­ нять наиболее эффективные средства в данных условиях буре­ ния и правильно организовать производство буровых работ.

Основными организационными мероприятиями, способствую­ щими повышению выхода керна, являются:

1. Квалифицированный инструктаж бурового персонала со стороны технического и геологического руководства партии, по применению наиболее эффективных методов и средств получе­ ния керна в данных геологических условиях бурения.

2. Обеспечение буровых бригад техническими средствами и поддержание их в исправном состоянии. На буровой должно быть два однотипных колонковых снаряда, что дает воз-

37

можность при работе одним снарядом одновременно подготавли­ вать к работе другой.

3. Непрерывный контроль за процессом бурения по полез­ ному ископаемому и своевременная документация поднятого керна. Выполнение этих мероприятий обеспечивает привязку кернового материала к соответствующему интервалу скважи­ ны, существенно облегчает разбивку рудного тела на зоны и предохраняет геологическую службу от ошибок при опробова­ нии, связанных с неравномерным выходом керна. Кроме того, тщательная и точная документация рудного керна, производи­ мая сразу вслед за подъемом его из скважины, позволит прове­ сти анализ зависимости выхода керна от технологии бурения и немедленно принять конкретные меры по улучшению результа­ тов бурения.

4.Оснащение бурового агрегата контрольно-измерительной аппаратурой, что позволяет более точно регулировать основные параметры режима бурения.

5.Наличие на буровой проектного геологического разреза скважины, который должен более полно соответствовать фак­ тическому.

Буровая бригада должна хорошо изучить проектный геоло­ гический разрез скважины, что позволит более точно определить момент вхождения породоразрушающего инструмента в полез­ ное ископаемое.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОЛУЧЕНИЯ КЕРНА, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И ТРЕБОВАНИЯ.

ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ

К Л А С С И Ф И К А Ц И Я ТЕХНИЧЕСКИХ С Р Е Д С Т В

В настоящее время в практике геологоразведочного бурения в зависимости от геологических условий и требований, предъяв­ ляемых к керну, применяются различные технические средства получения керна. Основными средствами получения керна яв­ ляются специальные буровые колонковые снаряды, которые раз­ деляются на одинарные и двойные.

Одинарные колонковые снаряды отличаются друг от друга наличием или отсутствием кернорвателя, конструкцией и распо­ ложением шламовой трубы и другими приспособлениями.

Двойные колонковые снаряды по признакам соединения кериоприемной трубы разделяются на три типа.

Первый тип — колонковые снаряды с вращающейся при бу­ рении керноприемной трубой.

Второй тип — колонковые снаряды с невращающейся при бурении керноприемной трубой.

Третий тип — колонковые снаряды с комбинированным сое­ динением керноприемной трубы, которая вращается при бурении твердых пород и не вращается при бурении мягких,

38

Все колонковые снаряды по способу промывки забоя скважи­ ны в процессе бурения разделяются на четыре группы.

Первая группа — колонковые снаряды, работающие с пря­ мой промывкой, которая осуществляется насосом, установлен­ ным на поверхности скважины.

Вторая группа — колонковые снаряды, работающие с обрат­ ной промывкой. Обратная промывка может быть непрерывной или пульсирующей. Непрерывная промывка достигается за счет герметизации устья скважины, установки разделяющего пакера, эрлифта или эжекторного насоса, встроенного в колонковый снаряд. Пульсирующая промывка осуществляется специальны­ ми насосами с приводом от компрессора или за счет ритмичного расхаживания колонкового снаряда или его части (поршня).

Третья группа — колонковые снаряды, работающие с ком­ бинированной промывкой, т. е. одновременно с прямой и обрат­ ной. Комбинированная промывка осуществляется эжекторным насосом, встроенным в двойной колонковый снаряд.

Четвертая группа — колонковые снаряды, работающие без промывки. Сюда относятся шнекоколонковые снаряды, вибро­ снаряды, грунтоносы забивного и вращательного действия.

Классификация колонковых снарядов по способу промывки скважины и основным конструктивным признакам приведена в табл. 3.

Каждая из указанных групп колонковых снарядов имеет свои достоинства и недостатки.

Снаряды первой группы сравнительно просты по конструк­ ции и в эксплуатации. Наибольшую практическую ценность представляют двойные колонковые снаряды второго и третьего типа. К ним относятся: ДКС-1-ТПИ, ДКС С. В. Алексеенко и И. Б. Булнаева, ДКС-9 и ДТ-10 А. А. Гребенюка и ТДН-2 ВПТРа. Указанные снаряды, за исключением снаряда ТДН-2, хорошо зарекомендовали себя при бурении угольных пластов, а снаряд ТДН-2 — при бурении пород средней трещиноватости. Однако все они не обеспечивают необходимый выход керна при бурении в сложных геологических условиях. Кроме того, с рос­ том глубины скважины возрастают непроизводительные затраты времени на спуско-подъемные операции, что приводит к сниже­ нию производительности. В этом отношении двойные колонковые снаряды со сменным керноприемником более эффективны как по выходу керна, так и по производительности. При бурении данными снарядами не требуется подъема колонны бурильных труб из скважины и развинчивания ее на свечи, а поднимать керноприемник можно так часто, как это необходимо для обес­ печения требуемого выхода керна.

Снаряды второй группы предназначены для бурения в слож­ ных геологических условиях. Из них наибольшую практическую ценность представляют: эрлифт ВИТРа с полиэтиленовой труб­ кой, снаряды с пульсирующей призабойной промывкой (КСБ-4

39