ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
В зарубежных странах при бурении скважин на воду широко используются буровые станки 1БА15В, УКС-30, ЗИФ-ЗОО, ЗИФ-120 (СССР), РИМ, ПВСД, ЦР1200, Б120М, ЦФ600 (ЧССР), ФА12 (СРР), К2/8100, К2/Б150, Кб/5250 (ГДР), «Бе- ното Супер», РБ-150, ЭУ200, ЭЗОО, ВВ10, иВ125, ИВ 100, ИВ 150 (ФРГ), 102, КС-100, ИСИ (США), «Солетанш» (Франция) и ряд других станков.
При сооружении скважин большого диаметра широко применяется роторный способ бурения с обратной промывкой и грейферный.
Роторный способ бурения с обратной промывкой нашел широкое применение в США, ГДР, ФРГ, Франции, СФРЮ, ЧССР, ПНР, СРР и других странах. В качестве промывочной жидкости используются вода и глинистые растворы. Предприятия и фирмы некоторых из этих стран успешно применяют этот способ при бурении высокодебитных скважин большого диаметра в других странах. Так, буровые фирмы США, ФРГ, СФРЮ в широких масштабах выполняют буровые работы в Индии, Пакистане, Вьетнаме, Гане и других странах.
В зависимости от геолого-литологических особенностей при вскрытии пластов применяются растворы на глинистой основе или вода. Во Франции более 20 лет применяется роторный способ бурения с обратной промывкой водой. Для бурения используют установки «Солетанш» и «Вирт». Максимальная глубина скважин 200 м, диаметр 800 мм. Устанавливаемые в скважинах просечно-вытяжные фильтры с вытяжными окнами обсыпаются гравием размером 3—8 мм с толщиной обсыпки 90 мм. При
бурении в крупнообломочных породах поглощение воды достигает 150 м3/ч, в связи с чем процесс бурения сильно осложняется. В таких условиях предпочтение отдается более экономичному грейферному способу бурения. По мнению французских специалистов, обратновсасывающий способ бурения с промывкой водой целесообразно применять в мелких среднезернистых песках при наличии воды в непосредственной близости и при большом количестве скважин на одном участке.
Аналогично сооружают скважины в ФРГ, ГДР, Италии и других странах. Диаметры бурения при этом достигают 1500 мм, а в некоторых случаях 3000 мм. Бурение осуществляют главным образом в песчано-гравийных и глинистых отложениях. Однако есть случаи применения этого способа при бурении в скальных породах (ФРГ) с применением долота «Цублино» и комбинированного многоступенчатого шарошечного долота. Диаметры бурения в доломитах, песчаниках, сланцах 500— 800 мм.
Обратновсасывающий метод бурения широко применяется при сооружении свай, проходке траншей и для других целей.
Грейферный способ бурения скважин большого диаметра осуществляется станками «Беното Супер» (рис. 52), «Шенебе — кер», РИМ, ПВСД. Как правило, такими установками бурят скважины диаметром до 2 м. Установку «Ше- небекер» можно использовать и при вращательном бурении, для чего в комплекте агрегата предусмотрен приставной ротор. Буровые установки снабжены гидравлическими домкратами с коронками для вдавливания обсадных труб с одновременным их вращением, комплектом долот и жело — _
нок Гмттргтт/рт мнпгл гпн Рис — 52- Схска установки «Беното
НОК. С) ществует много кон Супер» для бурения скважин грей-
струкции и типоразмеров ферным способом
грейферов. Очень эффективно бурение с помощью грейферов в крупнообломочных и валунно-галечных отложениях, так как при этом породы вынимают на поверхность без дробления. Применение грейферов в крупнообломочных породах обеспечивает высокое качество вскрытия водоносных пластов, уменьшает энергозатраты на бурение и снижает стоимость работ [67].
Фирма «Зальцгиттер машинен А. Г.» (ФРГ) успешно применяет установку ВВ10 для бурения скважин большого диаметра сухим способом. При использовании телескопической штанги
этой установкой можно бурить скважины вращательным способом диаметром до 1500 мм глубиной до 32 м. Скорость бурения до 5 м/ч. Установки ВВ6 и ВВ8 имеют меньшую мощность. Фирмой «Каллер машинен фабрик гебрюдер шафер» изготовляются универсальные буровые машины иВ100, 11В125 и
ив 150. Новую модель машины 11В125 можно применять для сухого вращательного, вращательного с промывкой, колонкового, а также пневмоударного бурения. Глубина бурения при сухом вращательном бурении до 50 м, при бурении с промывкой — до 120 м [86].
В США выпускается буровой станок компании «Гарднер Денвер», модель 2500, предназначенный для бурения скважин на виду больших диаметров или на’ большую глубину с прямой промывкой. Станок смонтирован на прицепе с удлиненной рамой (длина рамы 13,156 м, ширина платформы 2,438 м) и укомплектован цельной трубчатой мачтой с рабочей высотой 19,825 м. Максимальная грузоподъемность мачты 45,4 т, рабочая при шестиструнной талевой оснастке — 27,24 т. Масса установки 21,773 т. Глубина бурения при использовании бурильных труб диаметром 114 мм — 854 м; 89 мм — 1067 м; 54 мм — 1372 м. В зависимости от требуемых энергозатрат на бурение и используемого оборудования станок комплектуется одним или двумя спаренными двигателями мощностью от 107 до 220 л. с. каждый и цельной или телескопической трубчатой мачтой.
Компанией выпускаются и другие модификации буровых станков на прицепах, грузовых автомобилях и тракторах.
Международная корпорация «Смит» выпускает различные буровые станки, оборудование и приспособления, которые эксплуатируются предприятиями этой корпорации во многих странах мира. Отдел «Калуэльд» этой корпорации выпускает ряд буровых станков для бурения скважин с прямой и обратной промывкой, в том числе скважин для фундаментов и оснований на море глубиной до 190 м и диаметрами до 2130 мм с расширением забоя до 4570 мм. Станки приспособлены для бурения наклонных скважин (до 26°).
Отдел «Винтер-Вайс» выпускает передвижные буровые станки «Портодрилл», смонтированные на грузовых автомобилях и предназначенные для бурения на воду с прямой и обратной промывкой глубиной до 610 м и диаметром (при оборотной промывке) до 1520 мм. Центрирование бурового инструмента в скважинах большого диаметра обеспечивается роликовыми стабилизаторами, выпускаемыми заводами отдела «Дрилко» корпорации «Смит». Корпорация изготовляет и применяет стабилизаторы и расширители различных конструкций и типоразмеров.
В последние годы в США и Франции начато бурение скважин на нефть и на воду турбобурами и электробурами с использованием гибких колонн бурильных труб. Использование в бурении гибких сплошных бурильных труб без муфт и замков —
обеспечивает большой технико-экономический эффект (рис. 53).
В 1963 г. Французский нефтяной институт изготовил сплошную гибкую бурильную колонну труб длиной 1000 м для бурения турбобуром и электробуром без вращения труб. Американская гибкая колонна отличается тем, что в ней через каждые 30 м имеются гладкоствольные соединения. Колонна позволяет
|
Ч Рис. 53. Схема установки для бурения гибкой колонной бурильных труб с турбобуром и электробуром: / — лебедка; 2 — приспособление для спуска и подъема гибких бурнльиых труб; 3—скважина; 4 — буровой насос |
поддерживать непрерывную циркуляцию промывочной жидко — сти при бурении и спуско-подъемных операциях. Экстрактор I (извлекатель) для спуска и подъема гибкой колонны представляет собой бесконечную цепь гидравлических захватов, которые поднимают колонну со скоростью 50 м/мин.
В США успешно применено бурение гидрогеологических скважин глубиной свыше 100 м в осадочных породах с использованием установки шлангокабельного бурения. При этом достигнуты высокие скорости бурения.