Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

МЕДЛЕННОВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ

Эффективность медленновращательного способа бурения сква­жин большого диаметра определяется скоростью вращения ков­шового бура, начальной нагрузкой на породоразрушающий инструмент, характером изменения нагрузки в течение рейса и схе­мой бурения. Исследованиями, выполненными В. П. Кренделе — вым [39] установлено, что наиболее производительной является частота вращения снаряда, равная 5 об/мин. При бурении в тече­ние первых 1—2 мин углубка характеризуется высокой скоростью, но затем вследствие затирки породы замедляется, в результате чего средняя механическая скорость и общая углубка за рейс

не соответствует начальным показателям, а несколько ниже их. Наиболее точно процесс рационального изменения нагрузки на породоразрушающий инструмент во времени описывается линей­ной зависимостью. При этом темп увеличения нагрузки должен быть сравнительно небольшим, в пределах (10-т-20) • 105 Па (105 Па соответствует нагрузке на породоразрушающий инстру­мент, равной 550 Н через 1—2 мин бурения).

В. П. Кренделевым рекомендуются следующие параметры ре­жима бурения медленновращательным способом (табл. 36).

	Параметры
Группы пород	t[1], тс/мин	S[2], ом

Таблица 36

ПАРАМЕТРЫ РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА БУРЕНИЯ МЕДЛЕННОВРАЩАТЕЛЬНЫМ СПОСОБОМ (по В. П. Кренделеву)

О —5 + 10 + 10 —10

0,9 0,6 0,4 0,6 0,8

II, III IV V VI VII

Параметры режима бурения даются в зависимости от групп пород, принятых в соответствии с классификацией их при бурении установкой УБСР-25, приведенной в табл. 37.

Таблица 37

ГРУППИРОВКА ПОРОД ПРИ БУРЕНИИ УСТАНОВКОЙ УБСР-25

(по В. П. Кренделеву)

Группы пород

Характеристика

I Песчаные и песчано-глииистые сухие и слабообводнеииые рых­

лые отложения с включением обломочного материала до 40% II Песчаные н песчано-глинистые значительно обводненные рых­

лые отложения с включением обломочного материала до 40%

III Плывуны

IV Глинистые сухие и слабообводненные отложения с включе­нием обломочного материала до 40%

Глинистые влажные и значительно обводненные отложения с включением обломочного материала до 40%

VI Песчано-глинистые отложения плотные, устойчивые

VII Песчано-глинистые отложения с большим количеством крупно-

обломочного материала (>40%)

нлг

Рнс. 38. Графики зависимости начальной нагрузки на забой от уг! пубки скважины за рейс.

Группы пород: У — VII; 2 — 1, II, III; 3 — IV; 4 — VI; 5 —V.

Рациональные нагрузки на породоразрушающий инструмент в начальные моменты бурения в зависимости от характера пород и углубки за рейс представлены на графике (рис. 38) .

Исходя из рассмотренных параметров режима медленновра­щательное бурение установкой УБСР-25 рационально выполнять на одной скорости вращения снаряда (5 об/мин), изменяя на­грузку на породоразрушающий инструмент в течение рейса по линейному закону при выбранных значениях начальных нагрузок и темпа их возрастания во времени. При соблюдении этих усло­вий обеспечиваются наиболее высокие механические скорости бурения в различных геологических условиях, которые должны находиться в пределах от 0,8 см/мин (породы VII группы) до 12,3 см/мин (породы V группы) при средних значениях, равных 5—7 см/мин.

Ковшовый бур установки КШК-30, имеющий жесткую винто­вую подачу (шаг подачи — 24 мм) и две скорости вращения, работает при частотах вращения, равных соответственно 11 и 22 об/мин. В зависимости от конкретных условий выбирается ча­стота вращения бура, обеспечивающая максимальную механиче­скую скорость бурения.

Таблица 38 ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА БУРЕНИЯ КОВШОВЫМ БУРОМ УСТАНОВКИ ЛБУ-50 Параметры Породы Нагрузка ня породоразру- шающнй ин­струмент, кН Частота вращения, об/мин Производитель — ность, м/смеиу Песчаио-глинистые 14 5,5—6,35 Песчанистые 6—20 14 4,10 Песчано-глинистые с включением гальки и валунов €5—51 ZЈ—ЈZ 10 2,0

Для ковшовых буров установки ССМ200 наиболее рациональ­ными при бурении лёссовидных суглинков являются следующие параметры режима бурения: максимальное усилие подачи 80 кН; частота вращения бура 23 об/мин.

Параметры режима бурения ковшовым буром установки ЛБУ-50 приведены в табл. 38.

ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ

Эффективность шнекового бурения определяется следующими основными факторами: конструкцией шнекового бура; физиче­скими свойствами буримых пород; параметрами технологического режима бурения (нагрузкой на породоразрушающий инструмент и частотой вращения бура).

В свою очередь нагрузка на породоразрушающий инструмент зависит от диаметра бура, его конструктивных особенностей и физических свойств буримых пород.

Для бурения скважин диаметром 600 мм в однородных лёссо­видных суглинках шнековым буром установки СО-2 в качестве оптимальных определены следующие параметры режима бурения и соответствующие этим параметрам технико-экономические пока­затели:

TOC o "1-5" h z Нагрузка на породоразрушающий инструмент, кН 58 Частота вращения, об/мин. 23

Средняя длина рейса, м 1,26

Механическая скорость, м/ч. . 45.4

Смеиная производительность, м/смену 36

Данные о параметрах режима бурения скважин диаметром 1100 мм шнековыми бурами установки УШБМ-16 приведены в табл. 39.

УДАРНО-ЗАХВАТНОЕ БУРЕНИЕ

Эффективность этого способа бурения скважин большого диа­метра определяется высотой сбрасывания грейфера на забой, тех­нологической схемой бурения и кинематикой обсадных труб в про­цессе бурения.

Высота сбрасывания грейфера существенно влияет на объем­ную и рейсовую скорости углубки. Наиболее высокие значения этих показателей достигаются при высоте сбрасывания, равной 1,5 м. При этом влияние высоты сбрасывания на скорость буре­ния менее существенно для супесей и песков, тогда как при буре­нии суглинков и глин влияние данного параметра возрастает.

Скорость бурения зависит от плотности пород, а также от со­держания валунно-галечникового материала в рыхлых отложе­ниях. При бурении скважин в отложениях с содержанием обло­мочного материала до 40% скорость в 1,5 раза выше, чем в поро­дах с повышенным содержанием крупного гравия и валунов. При бурении плотных пород скорость снижается до 0,5 м/ч.

ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА БУРЕНИЯ ШНЕКОВЫМИ БУРАМИ УСТАНОВКИ УШБМ-16 Параметры Породы Нагрузка, кН Частота вращения, об/мин Средняя длина рейса, м Механическая скорость, м/ч Производи­ тельность, м/смену Песчано-глннистые 7—9 30—60 0,30—0,32 5—6 12,6—18,5 Песчаные 7—10 3(0—40 0,36 18,5 20 Песчаио-глииистые с включением гальки и валунов 7—9 30—60 0,30 5,4 15,7 Валуино-галечниковые отложения Г 51 0,36 16,4

В рыхлых отложениях с содержанием валунно-галечникового материала до 40% скорость бурения с опережением забоя тру­бами в 2 раза выше, чем при бурении ниже труб. В отложениях, содержащих крупнообломочного материала более 40%, скорости бурения не зависят существенным образом от схемы бурения.

Наибольшая скорость бурения наблюдается при обсадке труб с вращением, что связано с постоянным перемещением разрыхлен­ной башмаком породы от периферии к центру. При этом проис­ходит выравнивание забоя, что способствует максимальному за­полнению головки грейфера породой. При бурении в трубах без вращения порода частично прилипает к стенкам труб, а забой скважины после нескольких сбрасываний грейфера принимает конусообразную форму. Это приводит к снижению объема извле­каемой за рейс породы и, следовательно, к снижению скорости бурения скважины.

Таким образом, при бурении ударно-захватным способом вы­сота сбрасывания грейфера независимо от характера буримых пород должна составлять 1,5 м; извлечение породы грейфером необходимо производить при вращающейся колонне обсадных труб; рациональным является бурение в трубах за исключением бурения песчано-глинистых отложений с большим количеством крупнообломочного материала, когда с целью предупреждения износа башмака труб рекомендуется схема бурения ниже труб или на одном уровне.

Комментарии запрещены.