ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА УДАРНЫМ СПОСОБОМ
В состав бурового снаряда для ударного бурения скважин большого диаметра входят: ударный стакан, ударная штанга, вертлюжная пробка. Ударный стакан, внедряясь в породу на забое, углубляет скважину. Ударная штанга массой 400—500 кг предназначена для утяжеления снаряда. С помощью вертлюжной пробки снаряд закрепляется на канате лебедки.
Бурение таким снарядом осуществляется одноразовым сбрасыванием его на забой скважины с определенной высоты, подъемом снаряда на поверхность и удалением извлеченной породы из керноприемника.
Ударный стакан (такой же конструкции, как на рис. 4) состоит из цилиндрического корпуса с двумя боковыми окнами и соединительным ниппелем, центральной трубы и радиальных перегородок. В верхней части корпуса расположен переходный конус с отверстиями, предназначенный для соединения корпуса стакана с внутренней центральной трубой. Последняя, так же как и корпус стакана, выполнена с продольными окнами, предназначенными для извлечения поднятой из скважины породы. Перегородки, расположенные в нижней части ударного стакана, служат для удержания породы внутри его за счет трения между породой и поверхностями перегородок. Для облегчения внедрения стакана в породу нижние кромки корпуса, перегородок и центральной трубы затачиваются под углом 45—60°. Заточка производится со стороны
внутренних поверхностей последних для создания наиболее благоприятных условий для уплотнения поступающей в стакан породы и лучшего ее удержания в стакане при подъеме снаряда из скважины. Опережение забоя центральной трубы относительно основного забоя скважины способствует более эффективному разрушению породы при бурении.
ВидА |
Гидропроектом разработан забивной буровой снаряд (рис. 32), состоящий из двух частей: ударной и забиваемой, являющейся разновидностью забивного стакана с направляющей штангой. Верхняя часть центральной трубы (забивная) служит наковальней, воспринимающей удары. Ударная часть выполнена в виде груза с центральным отверстием для ударной штанги. К грузу сверху присоединяется труба с серьгой и заправленным на ней канатом лебедки. Ударная штанга имеет ограничитель хода в нижнем положении, расположенный внутри трубы.
Рис. 32. Забивной буро — вой снаряд конструкции Гидропроекта. |
Внедрение стакана в породу происходит за счет ударов штанги по наковальне. Углубка снаряда определяется частотой ударов, весом и высотой падения груза, массой забиваемой части и физико-механическими свойствами пород.
Рассмотренный забивной ударный снаряд успешно применялся при бурении скважин диаметром 1420 мм, глубиной до 26 см при инженерно-геологических изысканиях, выполняемых Гидропроектом.
Ударное бурение скважин большого диаметра в водонасыщенных песчаных и песчано-гравийных отложениях выполняется желонкой, состоящей из цилиндрического корпуса, в нижней части которого укреплен конусообразный зонт с клапаном. На нижней поверхности зонта в шахматном порядке закреплены шипы-рыхлители высотой 30 мм. При ударе желонки
о забой порода разрыхляется шипами и поступает через клапан внутрь желонки.
Однолезвийное долото (рис. 33) предназначено для разрушения крупных валунов размером более 500 мм. Лебедкой станка долото поднимается над устьем скважины и затем сбрасывается на забой.
В зависимости от принятой методики бурения, от конструкции буровой установки, от физических свойств горных пород скважины крепятся обсадными трубами различными способами. Так, для буровой установки УБСР-25 разработана специальная конструкция колонны обсадных труб. Трубы этой конструкции (рис. 34)
Рис. 33. Однолезвийное долото.
Рис. 34. Обсадные трубы установки УБСР-25.
/ — наружная труба; 2— внутренняя труба;
3 — распорный палец; 4 — верхний замок; 5 — палец; 6 — втулка; 7 — бобышка; 8 — нижний замок; 9 — башмак.
состоят из двух соосно расположенных цилиндров: наружного и внутреннего. Между ними для увеличения жесткости системы закреплены при помощи сварки распорные пальцы. Наружный и внутренний цилиндры соединены между собой при помощи верхнего и нижнего замков. Верхний замок имеет кольцевую выточку со скосом и с тремя бобышками, которые соответственно воспринимают осевое и окружное усилия. Эта обсадная труба, имеющаяся в комплекте, устанавливается в процессе бурения скважины первой. Эта труба служит базой для раскрепления в ней бура с упорами, поэтому для повышения прочности у нее увеличена толщина внутреннего цилиндра. Внешне специальная обсадная труба отличается от остальных труб комплекта тем, что на ее нижнем замке имеется круговая проточка. К нижней части этой трубы присоединяется фрезерный башмак, ножи которого расположены таким образом, что способствуют продвижению породы внутрь обсадных труб.
Трубы залавливаются в скважину при помощи механизма подачи с одновременным вращением колонны ротором. При этом башмак обсадных труб может опережать забой, находиться с ним на одном уровне или отставать от забоя на интервал опробования.