3. 2. Одинарный эжекторный снаряд с обратной циркуляцией

промывочной жидкости

Одинарные эжекторные колонковые снаряды с o6paтной циркуляцией промывочной жидкости применяют для бурения трещиноватых и косослоистых горных пород.

Для предотвращения самозаклинивания керна они имеют устройства, позволяющие создавать обратную призабойную цир­куляцию промывочной жидкости (внутри колонковой трубы сни­зу вверх).

Компоновка такого забойного снаряда (рис. 2.4) состоит из эжекторного устройства (1), закрытой шламовой трубы (2), шла-мопроводящей трубки (3) и колонковой трубы (4).

Эжекторное устройство состоит из верхнего и нижнего пе­реходников, соединенных патрубком. К верхнему переходнику подсоединяют сопло с малым проходным отверстием, а к нижне­му - диффузор. Канал диффузора соединяется с наклонным вы­ходным каналом нижнего переходника.

При циркуляции ее скорость V в сопле резко возрастает, а давление р, в соответствии с законом Бернулли (р+ V²/2= const), падает; во всасывающей камере (патрубке у сопла) создается разряжение. Жидкость из колонковой трубы через специальные каналы засасывается в патрубок и далее через диффузор и вы­ходной канал вместе с жидкостью, поступающей из бурильных труб, выбрасывается в скважину. Таким образом, создается об­ратная призабойная циркуляция промывочной жидкости.

…………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………..

3. 3. Забойный снаряд безнасосного бурения

Безнасосное твердосплавное бурение применяют в раздельно-зернистых, пористых, рыхлых и трещиноватых горных породах при потере промывочной жидкости или затруднениях с водоснабжением, а также с целью увеличения выхода керна и закрепления стенок скважин в слабых породах.

"Промывка" скважин (циркуляция жидкости) осуществля­ется за счет периодического расхаживания бурового снаряда с шаровым клапаном, создающим давление заливаемой в скважину жидкости через колонковую трубу вверх через отверстия шламовыводящей трубки в затрубное пространство. Для эффективной работы столб промывочной жидкости должен превышать длину забойного снаряда.

В качестве забойного снаряда используют обычный снаряд чаще всего с закрытой шламовой трубой (рис. 2.5). Отличитель­ной особенностью забойного снаряда для безнасосного бурения является наличие шламовыводящей трубки (6) с отверстиями для выхода циркулирующей при бурении жидкости (7) и шарового клапана (5), позволяющего перекрывать центральный клапан при подъеме снаряда (для создания вакуума в колонковой трубе), Выше отверстия устанавливают ограничительный штифт (8).

Рис. 2.4. Одинарный эжекторный снаряд

Рис. 2.5. Схема работы снаряда для

безнасосного бурения: а - подъем

снаряда на высоту Н; б – опускание

(сбрасывание) снаряда

В качестве породоразрушающего инструмента можно применять коронки с большим выходом резцов за боковую поверхность короночного кольца (например, ребристые), что улучшает условия для циркуляции промывочной жидкости.

Забойный снаряд с шаровым клапаном опускают в скважи­ну на бурильной колонне, включают вращение шпинделя станка и при помощи лебедки периодически расхаживают снаряд над забоем. Во время его подъема шарик перекрывает центральный канал, происходит засасывание в колонковую трубу жидкости из затрубного пространства (за счет образовавшегося в ней вакуу­ма). Вместе с жидкостью в колонковую трубу засасывается и шлам из-под коронки. При опускании снаряда клапан под давле­нием жидкости снизу поднимается до упорного штифта, и часть жидкости изливается через отверстия шламовыводящей трубки в скважину. Крупный шлам при движении жидкости "вверх" осе­дает на керне, более мелкий шлам - в шламовой трубе, а муть остается я во взвешенном состоянии. В процессе вращения снаряда за счет мути происходит "штукатурка" стенок скважины и керна, что увеличивает их устойчивость.

К недостаткам безнасосного бурения можно отнести воз­никновение знакопеременных нагрузок в бурильных трубах в процессе расхаживания снаряда, что приводит к преждевремен­ному выходу их из строя. Расхаживание бурового снаряда при помощи лебедки станка отрицательно сказывается на работе ее узлов.

Этот способ применяют только в случае невозможности повышения выхода керна и закрепления стенок скважин в неус­тойчивых породах и зонах поглощения промывочных жидкостей другими способами.