- •Глава I понятие о сважине и ее конструкции
- •1.1 Понятие о скважине
- •1.2 Понятие о конструкции скважины
- •1.3 Выбор конструкции скважины
- •1.4 Способы бурения
- •1.6 Выбор способа бурения
- •Глава 2. Технологический инструмент
- •2.1 Общие сведения о твердосплавном бурении
- •2.2. Типы компоновок бурильной колонны для твердосплавного бурения
- •2.3. Выбор бурильной колонны
- •2.4. Способы повышения надежности и стойкости бурильной колонны
- •2. 5. Эксплуатация бурильной колонны
- •Глава 3. Забойный снаряд твердосплавного бурения
- •3.1. Одинарный колонковый снаряд с прямой циркуляцией промывочной жидкости
- •3. 2. Одинарный эжекторный снаряд с обратной циркуляцией
- •3. 3. Забойный снаряд безнасосного бурения
- •3.4. Эрлифтные снаряды
- •3. 5. Двойные колонковые снаряды (дкс)
- •3. 6. Буровой снаряд для бурения с гидротранспортом керна
- •3.7. Выбор буровых снарядов твердосплавного бурения
- •Глава 4. Аварии с буровым снарядом.
- •4.1. Способы предупреждения аврий, связанных с отказом технологического инструмента.
- •4.2. Способы предупреждения прихватов
- •4.3. Ликвидация аварий
- •4.4. Схема ликвидации (обрывов) технологического инструмента
- •4.5. Ликвидация прихватов.
- •4.6. Схема ликвидации обрыва с прихватом забойного снаряда
- •Глава 5. Геолого-технические условия бурения
- •5.1. Технологические процессы. Прочность минералов .
- •5.2. Прочностные свойства горных пород
- •5.3. Деформационные свойства горных пород
- •Глава 6. Породоразрушающий инструмент
- •6.1. Твердые сплавы
- •6.2. Геометрические параметры коронок
- •6.3. Износ резцов
- •6.4. Твердосплавные коронки
- •Глава 7. Технология твердосплавного бурения
- •7.1. Технологические режимы бурения
- •7.2. Разработка технологии твердосплавного бурения
- •7.3. Технология бурения снарядами с гидротранспортом керна
- •7.4. Регулирование параметров режимов бурения
- •7.5. Отработка коронок и долот
- •7.6. Оптимальные режимы твердосплавного бурения
- •7.7. Критерий оптимальности
- •7.8. Поиск оптимальных параметрова режимов бурения
- •7.9. Оптимальная длина рейса
- •Глава 8 алмазное бурение
- •8.1. Одинарный колонковый
- •8.2. Породоразрушающий инструмент
- •8.3 Двойной колонковый снаряд алмазного бурения
- •8.4 Снаряды со съемными керноприемниками
- •8.5. Выбор буровых снарядов алмазного бурения
- •Глава 9. Технология алмазного бурения
- •9.1. Технология бурения одинарными колонковыми снарядами
- •9.2. Технология бурения трещиноватых пород одинарными колонковыми снарядами
- •9.3. Технология бурения дкс
- •9.4. Технология бурения сск
- •9.5. Технология бурения алмазными долотами
- •9. 6. Отработка алмазных коронок
- •Глава 10 технология бурения установками atlas copco
- •10.1 Выбор конструкции скважины
- •10.2 Способы бурения
- •10.3 Буровые снаряды atlas copco
- •11. Технология бурения
- •11.1 Выбор очистных агентов
- •Выбор породоразрушающих инструментов и технологических режимов бурения.
- •Импрегнированные коронки.
- •Однослойные алмазные коронки.
- •Технология пневмоударного бурения с пневмотранспортом шлама (методом «обратная циркуляция») Буровые снаряды.
- •Параметры технологических режимов бурения.
- •Глава 12 технология бурения установками Boart Longyear lf 90
- •12.1 Промывочные жидкости
- •12.2 Выбор алмазных коронок
- •12.3 Параметры режимов бурения
- •Глава 13. Бескерновое бурение шарошечными долотами
- •13.1. Буровой снаряд. Буровые долота
- •13.2. Технология бурения
- •14.1. Бурение скважин с продувкой сжатым воздухом
- •14.2. Бурение скважин с применением газожидкостных смесей
- •Раздел IV ударно-вращательное бурение
- •Глава 15. Высокочастотное гидроударное бурение
- •15.1. Буровой снаряд
- •15.2. Технология бурения
- •Глава 16. Среднечастотное гидроударное бурение
- •16.1. Буровой снаряд
- •16.2. Технология бурения
- •16.3. Отработка коронок
- •17.1. Оборудование. Буровой снаряд.
- •17.2. Технология бурения
- •17.3 Технология бурения с пневмотранспортом выбуренной породы
- •1 7.4Технология бурения пневмоударниками с пневмотранспортом керна с очисткой забоя пеной
- •17.5. От работка коронок
- •Глава 18 бурение горизонтальных и восстающих скважин из подземных горных выработок
- •18. 1. Оборудование. Буровой снаряд.
- •18.2. Технология бурения.
- •Раздел V
- •Глава 19. Бурение мягких рыхлых горных пород
- •19.1. Осложнения при бурении.
- •19.2 Выбор способа бурения.
- •19.3. Технология бурения снарядами бескернового бурения.
- •19.4. Технология бурения одинарными колонковыми снарядами
- •19.5. Безнасосное бурение.
- •Глава 20. Бурение глинистых пород
- •20. 1. Глины и глиносодержащие горные породы
- •20. 2. Осложнения при бурении глинистых пород.
- •20.3. Мероприятия по встрече неустойчивых глинисмтых пород.
- •20.4. Технолдогия бурения глинистых пород
- •20.5. Технологические режимы бурения
- •Глава 21. Бурение микротрещиноватых глинистых пород
- •21.1. Микротрещиноватые горные породы. Осложнения
- •21.2. Технология твердых микротрещиноватых глинистых пород
- •21.3.Особенности перебуривания микротрещиноватых порд.
- •Глава 22. Особенности бурения соленосных отложений и полезных ископаемых
- •22.1.Соленосные горные породы. Осложнения
- •22.2. Технология бурения
- •22.3.Особенности бурения мягких полезных ископаемых
- •Глава 23. Бурение мерзлых пород
- •23.1.Мерзлые горные породы. Осложнения
- •23.2. Технология бурения
- •23.3. Оборудование устья скважин
- •24.1. Виды осложнений
- •24.2. Выбор конструкции скважины и способа бурения
- •24.3. Экономическая оценка выбора прогрессивных способов бурения
- •24.4. Очсистные агенты
- •24.5 Выбор специальной прмывочной жидкости
- •Раздел v1
- •26.1. Медленновращательное бурение
- •26.2. Медленновращательное бурение скважин большого диаметра. Винтобурение
- •Глава 27. Шнековое бурение
- •27.1. Оборудование. Буровой снаряд
- •27.2.Технология бурения
- •27.3 Опробование горных пород
- •Глава 28.Вибрационное бурение
- •28.1. Оборудование. Буровой снаряд
- •28.2 Выбор бурового снаряда и технологических режимов бурения
- •Глава 29. Ударно-канатное колонковое бурение бурение скважин методом задавливания
- •29.1 Оборудование. Буровой снаряд
- •29.2 Технология ударно-канатного бурения
- •29.3. Бурение скважин методом задавливания бурового снаряда
- •Глава 30. Ударно-канатное бескерновое бурение
- •30.1 Оборудование. Буровой снаряд
- •30.2 Технология ударно-канатного бескернового бурения
- •30.3 Определение естественного объема проб
- •30.4 Технология комбинированного ударно-канатного и
- •Библиографический список
- •Содержание
8.3 Двойной колонковый снаряд алмазного бурения
Главной задачей бурового персонала является достижение высокой производительности бурения с одновременным повышением качества опробования. При бурении трещиноватых зон качество опробования выступает на первый план.
В процессе бурения одинарными колонковыми снарядами керн испытывает воздействие различных факторов: сверху давление промывочной жидкости, со стороны колонковой трубы - вибрацию.
При алмазном бурении керн обычно имеет небольшое сечение, поэтому при воздействии на керн крепких, но слабоустойчивых пород (сланцевых, трещиноватых) вибрации и давления жидкости происходит смещение и расклинивание кусков керна. Мелкие кусочки керна попадают в зазор между керном и колонковой трубой и под давлением жидкости также расклинивают керн. Самозаклинивание керна наблюдается не только в трещиноватых раздробленных породах, но слаботрещиноватых, сланцеватых и даже монолитных породах, способных разрушаться под воздействием вибраций колонковой трубы.
Понятно, что самозаклинивание керна ведет к резкому понижению механической скорости бурения, повышению вибраций снаряда, выкрашиванию алмазов, сокращению длины рейса и дополнительным затратам времени. Все это снижает производительность бурения и выход керна.
Устранение самозаклинивания керна возможно путем создания в колонковой трубе обратной циркуляции промывочной жидкости, при которой не только снижается давление жидкости сверху на керн, но и вымываются мелкие кусочки породы из зазора между колонковой трубой и керном. Это предупреждает расклинивание керна. Для этой цели, как известно, применяют различные приспособления для создания обратной циркуляции промывочной жидкости: переходники обратной циркуляции, снаряды с эжекторными устройствами и т.д. Наиболее удачной конструкцией таких снарядов является одинарный эжекторный снаряд (см. рис. 1.4).
Переходники для создания обратной циркуляции промывочной жидкости и одинарный эжекторный снаряды применяют преимущественно при бурении «пустых» трещиноватых горных пород и полезных ископаемых, устойчивых к самоистиранию (взаимному истиранию кусочков породы при воздействии вращающейся колонковой трубы).
Но длина ОЭС невелика и составляет не более 1,5 м. При большей длине рейса повышенные гидравлические сопротивления снижают эффективность струйных насосов, что ведет к снижению механической скорости бурения.
Вторым способом снижения воздействия промывочной жидкости на керн является его защита специальной трубой, устанавливаемой внутри колонковой трубы (ДКС). Вначале появились ДКС с вращающейся внутренней трубой, устанавливаемой на одном переходнике с колонковой трубой (ДТВ). Однако большинство слабоустойчивых горных пород разрушается не под воздействием потока промывочной жидкости, а под воздействием вибраций забойного снаряда, которая не устраняется в снарядах ДТВ. Возникла необходимость изолирования внутренней керноприемной трубы от колонковой трубы путем ее подвешивания с помощью специального подшипникового узла (подвески). В этих снарядах керноприемная труба в процессе бурения за счет трения о керн и забой скважины остается неподвижной, крутильные колебания, возникающие при вращении колонковой трубы, не передаются на керн, и его разрушения не происходит.
При бурении сильнотрещиноватых, дробленых горных пород защита керна от воздействия промывочной жидкости и вибрации еще не предупреждает самозаклинивания кусочков породы в колонковой трубе, поэтому были разработаны комбинации двойных снарядов с приспособлениями для обратной циркуляции жидкости с вращающейся керноприемной трубой (ДЭС, рис. 7.3) и невращающейся трубой (ТДНО, рис. 7.4).
Многообразие геологических условий бурения не позволяет создать универсальные методы и технические средства для получения полноценного керна, поэтому в практике бурения применяют разнообразные двойные колонковые снаряды.
Для бурения монолитных и слаботрещиноватых пород, по которым можно осуществлять промывку скважин водой, с целью увеличения скорости бурения, длины рейса, снижения расхода алмазов и повышения качества опробования применяют снаряды ТДН-У с малой шириной торца коронки (7 мм) и малым зазором между трубами (1 мм).
Для бурения по слабо- и среднетрещиноватым клинящимся породам, когда можно скважины промывать водой, используют двойные колонковые трубы типа ТДН-УТ диаметром 46, 59 и 76 мм с нормальной шириной торца коронки (8,5 мм)и малым межтрубным зазором (1 мм).
В отличие от снарядов ТДН-У, в этом снаряде, благодаря наличию в верхней части выводного канала из полости керноприемной трубы (пустотелого штока подвески), предусмотрена как прямая, так и обратная промывка. Для повышения гидравлического сопротивления в затрубном зазоре и создания обратной циркуляции применяют коронки и расширители с
Рис.
8.3 Двойной снаряд ДЭС: 1 – эжектор; 2 –
закрытый шламоприемник; 3 – фильтр; 4 –
колонковая (керноприемная) труба.
Рис.8.4.
Двойная колонковая труба для алмазного
бурения ТНД-2/0: 1-переходник;2-пробка;3-боковой
канал; 4- подшипниковый узел; 5-межтрубный
зазор; 6- керноприемная труба;
7-кернорватель; 8-коронка.
увеличенным диаметром корпуса. При прямой промывке закрывают выводной канал специальной пробкой.
Для бурения среднетрещиноватых и раздробленных пород VII- XII категории при водопоглощении промывочной жидкости, когда требуется применение вязких глинистых растворов, используют снаряды ТДН-2/0 (рис. 13.4) диаметром 50, 76 и 93 мм с увеличенным межтрубным зазором (2,5-3 мм), увеличенной толщиной матрицы коронки (10,5 мм) с прямой и обратной циркуляцией промывочной жидкости (аналогичные по конструкции ТДН-УТ).
Для бурения сильнотрещиноватых пород VI-X категории при поглощении промывочной жидкости, когда требуется очень вязкий буровой раствор, применяют снаряды ТДН-4 с межтрубным зазором 4,25 мм, увеличенной толщиной матрицы коронки (12-15 мм) и выходом промывочной жидкости через каналы в коронке под ее торец с прямой циркуляцией жидкости.
Более эффективными для бурения этих пород являются снаряды с обратной циркуляцией промывочной жидкости: снаряды, аналогичные ТДН-УТ (с утолщенным переходником и с выводным каналом для создания обратной циркуляции промывочной жидкости) и ТДН-4-0, также снаряды с эжектором ТДН-4-Э.
Для отбора керна со значительной глубины (1700-2000 м) применяют двойные колонковые снаряды ТДН-ССК (рис. 13.5) диаметром 46, 59 и 76 мм с прямой циркуляцией. Снаряды аналогичны забойным снарядам ССК только без фиксатора. Для бурения используют те же коронки, что и при бурении ССК с утолщенной матрицей - 11,8 мм.
К роме снарядов с невращающейся керноприемной трубой, могут быть применяют снаряды с вращающейся керноприемной трубой, эжекторным устройством (ДЭС) и утолщенной матрицей коронки 13,5 мм.
Рис.13.5 ТДН-ССК
Двойные колонковые снаряды имеют низкую производительность, поэтому их применяют крайне редко, только в случае острой необходимости для получения качественной пробы (например, при бурении клинящихся полезных ископаемых, дающих низкий выход керна).
Для бурения двойными колонковыми снарядами для каждого типа разработаны специальные коронки, расширители и кернорватели (табл. 13.3).
Коронки КУТ, КУТВ, КУТИ, 18АЗ и 19ИЗГ отличаются удлиненным радиусом и внутренней резьбой.
КУТ, КУТВ, 18АЗ - однослойные, предназначены для бурения слоботрещиноватых пород VIII - IX категории. КУТИ и 19ИЗГ- импрегнированные -их применяют для бурения слаботрещиноватых пород X-XI категории по буримости.
Коронки 10АЗ (однослойные) И НИЗ (импрегнированные) служат для бурения, соответственно, трещиноватых пород VIII-IX и X-XI категории.
Коронки КДТО (однослойные) рекомендуется для бурения пород VIII-IX категорий, КДТО-150 (импрегнированные) - для пород X-XI категорий.
Коронки ДЭА (однослойные) и ДЭИ (импрегнированные) предназначены для бурения трещиноватых пород, соответственно, VIII-IX и X-XI категорий.