Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Несмотря на ряд недостатков, присущих данному способу бу­рения (низкая производительность, сравнительно высокая трудо­емкость, повышенный расход истирающих материалов, сложность

оптимизации технологического процесса и др.), колонковое бурение с призабойной циркуляцией довольно широко применяется в прак­тике геологоразведочных работ на месторождениях строительных материалов. Это объясняется тем, что данный способ обеспечивает довольно высокую точность геологической информации и может применяться в тех условиях, где высокопроизводительные способы бурения не могут быть использованы, а вследствие небольших глу­бин скважин (до 50 м) организация сложного хозяйства для при­готовления глинистого раствора оказывается нерентабельной.

Колонковый снаряд для бурения с призабойной циркуляцией состоит из коронки 1, армированной твердосплавными резцами, стандартной колонковой трубы 2, переходника 3 с колонковой трубы на шламопроводящий патрубок, шламопроводящего па­трубка 6 с отверстиями 7 для прохода жидкости и шарового клапана 5 (рис. 14). Для бурения с призабойной циркуляцией мо­
гут применяться стан­дартные твердосплавные коронки, однако наилуч­шие показатели достига­ются при использовании коронок с увеличенным выходом резцов за боко­вые поверхности: за на­ружную 3 мм, за внутрен­нюю 2 мм.

Шламопроводящий па­трубок 7 представляет собой отрезок бурильной трубы с двумя просвер­ленными отверстиями ди­аметром 10—12 мм. Выше отверстий устанавливает­ся ограничительная

шпилька 8, препятствую­щая чрезмерному движе­нию вверх шарового кла­пана.

Шаровой клапан пред­ставляет собой стальной шарик, подобранный по внутреннему диаметру шламопроводящего пат­рубка, для которого в пиппеле 4 (или в замке), соединяющем патрубок

с переходником 3, выточено гнездо с таким расчетом, чтобы при движении снаряда вверх шарик надежно перекрывал внутреннее пространство колонковой трубы от столба жидкости, находяще­гося в бурильных трубах.

Процесс бурения с призабойной циркуляцией осуществляется при одновременном вращении и расхаживании снаряда в сква­жине (рис. 14). При подъеме снаряда над забоем происходит пе­ремещение жидкости из наружного кольцевого зазора в колонко­вую трубу. Шаровой клапан перекрывает отверстие в ниппеле, пре­пятствуя перемещению жидкости из бурильных труб в колонко­вую трубу. Жидкость, двигаясь из кольцевого зазора, увлекает шлам с забоя скважины во внутреннее пространство колонковой трубы, одновременно охлаждая коронку.

При движении снаряда вниз клапан поднимается до ограничи­тельной шпильки, обеспечивая жидкости возможность переме­щаться из внутреннего пространства колонковой трубы через от­верстия в шламопроводящем патрубке в кольцевой зазор между стенками скважины и колонковой трубой. При этом тяжелые, крупные частицы шлама оседают на керне, более легкие частицы
циркулируют вместе с жидкостью. Включение в состав снаряда шламовой трубы положительно сказывается на процессе бурения, предотвращая чрезмерное зашламование скважины.

Собственно разрушение породы на забое происходит в проме­жуток времени между сбрасыванием снаряда и его очередным подъемом и исчисляется в пределах одного цикла секундами. По­скольку затраты времени на расхаживание снаряда и на соб­ственно бурение сопоставимы, время чистого бурения при данном способе примерно в 2 раза меньше, чем при колонковом бурении с промывкой при прочих равных условиях. Это является основной причиной, обуславливающей сравнительно невысокую производи­тельность при бурении с призабойной циркуляцией.

Параметрами режима бурения с призабойной циркуляцией яв­ляются: частота расхаживания бурового снаряда; высота подъема снаряда над забоем при расхаживании; нагрузка на породоразру­шающий инструмент; частота вращения снаряда.

Частота расхаживания (количество двойных ходов снаряда в минуту) в зависимости от физических свойств пород приведена в табл. 21. С увеличением частоты расхаживания возрастает ин­тенсивность циркуляции жидкости и повышается скорость буре­ния. Но одновременно с этим происходит и более интенсивное раз­мывание керна, особенно при бурении рыхлых пород.

Высота подъема снаряда над забоем при расхаживании зави­сит от частоты расхаживания, возрастая при снижении последней. При этом подъем снаряда над забоем в любом случае следует ограничивать 10 см.

Нагрузка на породоразрушающий инструмент зависит от его диаметра и должна находиться в пределах 1500—2500 Н при буре­нии мягких пород и 2500—4000 Н при бурении твердых пород. Чрезмерная нагрузка на породоразрушающий инструмент приво­дит к затирке керна, прекращению циркуляции жидкости и, сле­довательно, к прекращению бурения.

С увеличением частоты вращения снаряда возрастает механиче­ская скорость бурения, что требует увеличения частоты расхажива­ния снаряда. Это ограничивает предел частоты вращения, которому соответствуют окружные скорости коронки, равные 0,6—0,8 м/с.

Длина рейса определяется течением технологического процесса и при отсутствии геологических ограничений, вытекающих из по­вышенных требований к выходу керна, составляет обычно 1,5— 3 м.

Заклинивание керна производится методом затирки без расха­живания снаряда при несколько повышенной нагрузке на породо­разрушающий инструмент.

Комментарии запрещены.