- •Введение
- •1. Выбор способа бурения и построение конструкции скважины
- •Выбор способа бурения
- •Выбор проектной конструкции скважины
- •2. Выбор бурового оборудования
- •2.1.Выбор буровой установки, бурового станка
- •2.2. Выбор бурового насоса
- •Привод буровых установок
- •Выбор буровых вышек или мачт
- •3. Выбор технологического и вспомогательного инструмента
- •3.1. Технологический буровой инструмент
- •3.1.1. Выбор твердосплавных коронок
- •3.1.2. Выбор алмазных коронок
- •3.2. Колонковые, обсадные, шламовые трубы и их соединения
- •3.3. Бурильные трубы и их соединения
- •А. Трубы ниппельного соединения, стальные
- •Б. Трубы муфтово-замкового соединения, стальные с. Трубы легкосплавные (ниппельного и муфтово-замкового соединения)
- •3.4. Бескерновое бурение и применяемые долота
- •Типы долот и области их применения при бескерновом бурении
- •Шарошечные долота геологоразведочного стандарта
- •Техническая характеристика шарошечных долот
- •3.4.1. Выбор и расчет убт при бескерновом бурении
- •Техническая характеристика убт
- •3.5. Принадлежности для бурового инструмента
- •4. Промывка скважин
- •5. Расчет параметров режимов бурения для
- •5.1. Бурение твердосплавными коронками
- •5.2. Бурение алмазными коронками
- •5.3. Бурение лопастными и шарошечными долотами при
- •6. Тампонаж (цементация)
- •13. Схема цементирования скважин с двумя пробками:
- •7. Способы повышения выхода керна
- •Классификация горных пород по трещиноватости
- •Классификация горных пород по отбору керна
- •7.1. Безнасосное бурение
- •7.2. Двойные колонковые трубы «Донбасс нил»
- •Коронка; 2 – двойная концентрическая колонна бурильных труб; 3 – внутренняя труба; 4 – сальник; 5 – керноотводящий рукав; 6 – насос; 7 – лотки керноприёмника; 8 – передвижная ёмкость
- •Бурение снарядами со съемными керноприемниками
- •7.5. Двойные колонковые трубы тдн-ут
- •7.6. Двойные колонковые трубы тдн-0
- •7.7. Эжекторные колонковые снаряды
- •8. Гидроударное и пневмоударное бурение
- •8.1. Сущность ударно-вращательного и вращательно-ударного способов бурения гидроударниками
- •8.2. Бурение пневмоударниками
- •9. Проверочный расчёт буровой вышки или мачты
- •10. Рациональный режим спускоподъемных операций
- •11. Расчет проектного профиля скважины
- •Ликвидация скважин. Техническая документация скважин
- •Список литературы
3.1.2. Выбор алмазных коронок
Алмазные коронки применяются в породах VI -XII категорий по буримости.
В настоящее время в зависимости от расположения объемных алмазов выпускают следующие коронки:
однослойные - с расположением объемных алмазов в один слой;
импрегнированные - объемные алмазы расположены без определенного порядка по всему рабочему объему матрицы;
зубчатые - режущая кромка зуба армируется по поверхности крупными полированными алмазами, кроме того, вершина каждого зуба армирована по всему объему импрегнированными алмазами с зернистостью 120 - 200 шт/кар.
Конструкция алмазных коронок показана на рис.7. Каждая коронка на корпусе имеет индекс.
Индекс коронки состоит из трех частей.
I часть обозначает тип коронки. Первые две цифры от 01 до 99 показывают порядковый номер конструкции коронки. Конструкция определяется формой торца и промывочной системой коронки. После первых цифр стоит буква, показывающая расположение объемных алмазов в коронке:
А -однослойные;
И - по всему рабочему объему матрицы (импрегнированные коронки).
После буквы, показывающей расположение объемных алмазов, стоит цифра, которая указывает твердость матрицы:
3 нормальная матрица 20 - 25 IIRC.
4 - твёрдая матрица 30 - 35 HRC,
3 нормальная матрица 20 - 25 IIRC.
4 - твёрдая матрица 30 - 35 HRC,
4 – твёрдая матрица 30 – 35 HRC;
5 – очень твёрдая матрица 50 – 55 HRC;
Рис. 7. Конструкции алмазных коронок:
а) – однослойных; б) – импрегнированных; 1,2 – объемные алмазы; 3 – подрезные алмазы; 4 – матрица
II часть индекса характеризует качество и зернистость алмазов в коронке. Буквой индекса указывается сорт объёмных алмазов, затем цифрой - минималь- ное число алмазных зёрен данной фракции, буквой - сорт подрезных алмазов и цифрой - их зернистость.
III часть индекса составляет заводской номер коронки, товарный знак заво- да-изготовителя; цифры 1, 2, 3, 4 указывают квартал изготовления коронки.
Пример обозначения стандартной коронки: 01A3 Д60К40 № 71083 АИ 3 -конструкция коронки 01, однослойная с нормальной матрицей. Объёмные алмазы - дробленные зернистостью 60 - 90 шт/кар, подрезные алмазы – овализированные зернистостью 40 - 60 шт/кар. Заводской номер 71083, изготовлен на Кабардино-Балкарском заводе алмазного института (КБЗАИ) в третьем квартале
Пример обозначения специализированной коронки КДТ - 4А (И) - коронка двойной трубы, четвёртого типа, однослойная, импрегнированная.
Крупность алмазов.
Величина алмазов в коронке определяет производительность бурения и работоспособность коронки. В бурении величину алмазов - зернистость - принято оценивать в штуках, приходящихся на один карат.
В породах средней твёрдости (IV - VII категорий по буримости) наилучшие результаты показывают зубчатые коронки (рис. 7, в), армированные алмазами зернистостью от 2 - 5 до 10-20 шт/кар; в твердых породах (VII - IX категорий по буримости) целесообразно использовать однослойные коронки (рис. 7, а), армированные алмазами зернистостью от 20 - 30 до 60 - 90 шт/кар; в очень твёрдых породах (X - XII категорий по буримости) - импрегнированные коронки (рис. 7, б) с алмазами зернистостью от 120 до 400 шт/кар. Импрегнированные коронки относятся к самозатачивающемуся породоразрушающему инструменту, так как при изнашивании одного слоя алмазов в работу вступают алмазы следующего слоя.
Износостойкость матрицы коронки.
Матрица служит для закрепления в ней алмазов, отвода тепла, возникающего в процессе бурения, а также для обеспечения своевременного обнажения режущих элементов (алмазов) при бурении. В процессе бурения частицы шлама разбуриваемой породы истирают материал матрицы, в результате чего алмазы обнажаются.
В твердых абразивных породах частицы шлама интенсивно истирают материал матрицы и излишне обнажают алмазы, что может привести к растрескиванию, скалыванию и выпадению алмазов из матрицы. В малоабразивных породах частицы шлама почти не истирают материал твердой матрицы и не обнажают алмазы. При недостаточном обнажении алмазы не внедряются в породу и не разрушают ее.
Необходимая степень обнажения алмазов достигается применением матриц различной твердости. Для бурения в твердых монолитных породах малой абразивности используют матрицы 3 (с нормальной твердостью); для бурения в плотных монолитных, а также трещиноватых породах средней абразивности и абразивных - твердые матрицы 4; для бурения в весьма абразивных горных породах, разрушенных и трещиноватых - очень твердые матрицы 5.
В табл. 7 приведены типы алмазных коронок для пород различной категории и степени трещиноватости в зависимости от типа колонковой трубы.
Таблица 7
Алмазные коронки и колонковые трубы дли бурения горных пород различной буримости
Группа горных пород по тре- щинова- тости
|
Ступень трещи-новато-сти гор-ных пород
|
Удель-ная кус-кова-тость керна, шт/м |
Категория пород по буримости |
Тол- щина матри- цы корон- ки, мм |
Рекомен- дуемый тип колонко- вой трубы |
|||||||
VI-VII |
VIII-IX |
IX-X |
XI-XII |
|||||||||
I |
Моно- литные и сла- ботре- щино- ватые |
0-10 |
Зуб- чатые 15А3, 16А3 |
Тонкостенные |
|
|
||||||
АКС |
АКС и ИКС |
ИКС |
8,5-10 |
Одинарная |
||||||||
Стандартные |
|
|
||||||||||
01А3, 01А4, 04А3, 07А3, А4ДП |
02И3, 02И4, А4ДП |
02И3, 02И4, 03И5, И4ДП |
7,5-10 |
Одинарная или ТДН (В)-1 |
||||||||
Специализированные стандартные |
|
|
||||||||||
КУТ, КУТВ, 18А3 |
КУТ, КУТИ, 19И3Г |
КУТИ, 19И3Г
|
7,5-9 |
Двойная типа УТ |
||||||||
II |
Средне- трещи- новатые |
11-30 |
|
Стандартные |
|
|
||||||
|
И4ДП |
И4ДП |
7,5-10 |
Одинарная |
||||||||
Толстостенные |
|
|
||||||||||
14А3 |
14А3 |
|
10,5-12 |
Одинарная |
||||||||
Специализированные стандартные |
|
|
||||||||||
10А3 |
10А3, 11И3 |
11И3 |
9,0-12 |
Двойная ТДН (В)-2 |
||||||||
III |
Силь- нотре- щино- ватые
|
>30
|
|
Специализированные толстостенные |
|
|
||||||
КТД-4А |
КТД-4А, КТД-4И |
КТД-4И |
12,5-15 |
Двойная ТДН-4 |
||||||||
КТДО |
КТДО |
|
10-15 |
Двойная типа ТДНО |
||||||||
ДЭА |
ДЭА, ДЭИ |
ДЭИ |
14,5-17 |
Двойная эжекторная |