5.3. Бурение лопастными и шарошечными долотами при бескерновом бурении

Осевая нагрузка определяется по формуле:

Р = Р_о * D, кН,

42

где

Р_о , кН/см - удельная осевая нагрузка на долото;

D , см - диаметр долота.

Значения удельных осевых нагрузок на долото (кН/см) приведены в табл.20.

Таблица 20

Шифр долота	М	С		Т		К		ок
Категория пород по буримости	1-Ш	IV-	V	VI-	VII	VIII -	IX	Х-XII
Удельная осевая нагрузка на долото, кН/см	2	2,0-	2,1	2,4-	2,5	2,75-	3,0	3,5 - 4,0

Число оборотов определяется по формуле:

20* V

где

D - диаметр долота, м;

V, м/с - окружные скорости вращения долота (табл.21).

Таблица 21

Тип долота	Категория пород по буримости	Окружная скорость вращения долота, м/с
Лопастные РХ	1-Ш	0,8-1
Лопастные 2Л и ЗЛ	I-IV	0,8-1,6
Лопастные ДР	I-IV	0,8-1,2
Пикобуры	■I-V	0,8-1,5
Пикообразное долото крупного скола	VI - VII	0,8-1,4
Шарошечные:
М	I-IV	0,8-1,2
С	IV-VI	0,8-1,4
т	VI - VII	0,6-1,2
тк	VII-IX	0,6 - 0,8
КиОК	IX-XII	0,4 - 0,8

Расход промывочной жидкости определяется по формуле:

Q = V_eoci*F,ji/MHH,

где

F - площадь кольцевого зазора между стенками скважины и бурильными трубами, дм²;

F = -(D²cKH-d²i;.T.), 4

Dckb - диаметр скважины, дм;

D6.T. - диаметр бурильных труб, дм;

Vbocx - скорость восходящего потока в наддолотной части, м/с;

Vbocx = 0,4 * 0,8 м/с;

Vbocx = 0,4 м/с в твердых породах;

Vbocx = 0,6 * 0,8 м/с в мягких породах.

6. Тампонаж (цементация)

Постоянный тампонаж осуществляется глиной или чаше цементным рас­твором с целью изоляции затрубного пространства скважины от: обвалов стенок скважины, поглощений промывочной жидкости, перетока подземных вод и др.

Наиболее простым и надежным способом, принятым в практике бурения для цементирования (тампонажа),является способ одноступенчатого цементиро­вания с двумя разделительными пробками.

Процесс цементирования по этому способу заключается в следующем: скважину тщательно промывают до полного удаления шлама, затем в обсадную колонну вставляют нижнюю разделительную пробку (рис.13, а). Пробка продав­ливается к башмаку колонны при нагнетании цементного раствора насосом буро­вой установки (при глубокой скважине насосом цементировочного агрегата).

После закачки расчетного количества цементного раствора опускается верхняя разделительная пробка (рис. 13, о). На верхнюю разделительную пробку закачивают продавочную жидкость.

Нижняя пробка устанавливается на упорном кольце выше башмака обсад­ной колонны (рис.13, в). Поскольку закачка жидкости в колонну продолжается, то давление над пробкой возрастает. Под влиянием этого давления диафрагма ниж­ней пробки разрушается, и цементный раствор поступает в затрубное пространст­во.

В процессе цементирования давление в колонне меняется. Поскольку удельный вес цементного раствора выше удельного веса промывочной жидкости, то по мере заполнения цементным раствором колонны давление в насосах умень­шается.

Когда цементный раствор начинает выходить в кольцевое пространство и подниматься к устью, давление в насосах и цементировочной головке вновь воз­растает.

45

При посадке верхней пробки на нижнюю происходит скачок давления (гид­равлический удар), что служит сигналом прекращения закачки продавочнои жид­кости в обсадную колонну (рис S3, г). Разделительные пробки изготавливают из легко разбуриваемых материалов (дерево, резина, пластмасса)

копаемого. Для большинства твердых полезных ископаемых выход керна уста­навливается не ниже 70 -з- 80 %, а для ископаемых солей - 85 %. Представитель­ность керна зависит от диаметра бурения и от физико-механических свойств гор­ной породы.

На выход керна и сохранность его структуры влияют следующие условия.

-механические воздействия колонкового снаряда, возникающие при его вибрациях и ударах, что приводит к разрушению, самозаклиниванию, истиранию и дроблению керна,

-давление столба жидкости, находящейся над керном и в большой степени усугубляющей самозаклинки, истирание и дробление керна;

-неудовлетворительное заклинивание керна;

-гидромеханическое воздействие струи, размывающей некоторые породы.

Разрушающие воздействия на керн тем больше, чем меньше диаметр и чем продолжительнее время бурения. На степень нарушенности керна (кусковатость) влияет трещиноватость пород. В табл.22 приведена классификация горных пород по трещиноватости с учетом степени нарушенности керна.

Таблица 22

Классификация горных пород по трещиноватости

Группа пород	Степень трещиноватости	Удельная кускова­тость, шт/м	Диаметр керна Dk, мм	Средняя длина куска керна /к ,мм	Ik/Dk
1	Монолитные и сла­ботрещиноватые	1 -10	28-78	200	>2,4
II	Среднетрещиноватые	11 - 30	28-78	50	06 - 2,5
III	Сильнотрещинова­тые	>30	28-78	30 и менее	<0,8

Рис. 13. Схема цементирования скважин с двумя пробками: а - продавка нижней пробки; б - сбрасывание верхней пробки; в - движение цементного раствора между пробками; г - завершающая стадия цементиро­вания (насадка обеих пробок на стоп-кольцо)