16.2. Технология бурения

Ударно-вращательное гидроударное бурение проводят твердосплавными коронками и шарошечными долотами. Твердосплав­ное ударно-вращательное бурение применяют при опробовании сква­жин по породам V-X категории. Бурение шарошечными долотами вы­полняют по горным породам, не представляющим геологического интереса.

Технология твердосплавного бурения

Главными факторами, определяющими эффективность разрушения горной породы, являются энергия и частота ударов, кото­рые возрастают с увеличением расхода промывочной жидкости. Меха­ническая скорость бурения почти прямо пропорциональна расходу жид­кости. При этом износ коронок понижатся, а длина рейса, соответствен­но, возрастает.

Выбор технологических режимов бурения осевой нагрузки и час­тоты вращения производят в соответствии со свойствами горных пород

(табл. 16.4). В отличие от вращательного бурениях увеличением твердо­сти породы осевую нагрузку и частоту вращения снаряда нужно сни­жать до некоторых критических значений.

Для бурения пластичных и вязких пород параметры режимов бу­рения применяют близкие к параметрам вращательного способа

Характерной особенностью ударно-вращательного способа буре­ния является разрушение горной породы на забое ударным сколом с об­разованием крупного шлама, в результате которого возможен прихват инструмента. Признаком интенсивного зашламовывания скважины яв­ляется повышение давления промывочной жидкости (на 1,5-2,0 MПa и более) иногда приводящее к разрыву шлангов, преждевременному износу насоса, нарушению герметичности обвязки насоса. В этом случае применяют глинистые растворы, которые также вызывают ряд ослож­нений: снижают расход жидкости, производительность гидроударника и механическую скорость бурения - с одной стороны, повышают износ элементов снаряда — с другой.

Допускаются следующие предельные параметры глинистого рас­твора: вязкость по СПВ-5 - 25 с, плотность - 1,18—1,22 г/см³, содержа­ние песка - 3 %.

Таблица 16.4

Горные породы		Осевая на­грузка, кН		Частота вращения, об/мин		Расход промывоч­ной жидкости, л/мин
Категории	Абразив-ность	при диаметре коронки, мм
		76	59	76 | 59		76	59
V-VII	Малоабра­зивные	5-7	5	153-277		—	—
VII-VIII	Среднеабра-зивные	8-10	8	60-70	100	90-110	140-160
VI-IX	Высокоабра­зивные	4-5	4	40-60 4	60-70	100-120	160-180
VIII-X	Малоабра­зивные	6-8	6			120
VIII-X	Среднеабра-зивные	4-5	4-5	30	45		180
IX-X час­тично XI	Зысокоабра-зивные	3-4	3	20	30	150

При бурении с интенсивным поглощением промывочной жидко­сти в целях предупреждения прихвата колонкового снаряда и гидро­ударника после спуска снаряда необходимо плавное опускание снаряда на забой с интенсивной промывкой, такая промывка необходима и пе­ред подъемом снаряда в течение 10—15 мин.

Длина рейса при бурении VIII категории по буримости составляет в среднем 3-4 м и более, IX категории - 2-3 м, X категории - 1 -2 м и менее.

Технология шарошечного бурения

Преимущества гидроударно-шарошечного бурения перед вращательно-шарошечным заключаются в увеличении стойкости долот и механической скорости бурения в 1,5-2,0 раза, уменьшении вибрации снаряда.

Буровой снаряд гидроударно-шарошечного бурения аналогичен шарошечному снаряду вращательного способа. В качестве породораз-рушающего инструмента применяют специальные шарошечно-лопастные долота типа ГПИ 139М-76 (для бурения горных пород V-VIII категории) и ГПИ 151 МВ-76 (для бурения твердых и крепких пород VIII-X категории).

При гидроударно-шарошечном бурении долотами диаметром 76 и 59 мм осевая нагрузка должна достигать 12-20 кН (для 59 мм) и 15-25 кН (для 76 мм) данного гидроударника.

Момент окончания рейса определяют по результатам ранее отра­ботанных долот.