Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

При вращательном бурении искривление вертикальных осей скважин достигает больших величин (особенно в случаях перехо­дов из мерее крепких пород в категорию пород ‘большей кре­пости). Отклонению способствуют большая разница в диаметрах наконечников, производящих бурение (от 153Д до 2Ъг1"), и бу-

16

рилыных труб (6 и 4"), а также то обстоятельство, что вращатель­ное бурение производится без непосредственного направления долота, и бурильный инструмент может вслед за долотом откло­няться в любую сторону.

До последнего времени при бурении на воду ее производилось измерения искривлений скважин и о них (искривлениях) судили по препятствиям в процессе обсадки труб. Скважина считается явно кривой лишь в том. случае, если колонну обсад­ных труб не удается обсади’гь в сква­жину на необходимую глубину. Тогда скважину исправляют до такою поло­жения, при котором удается обсадить трубы.

Если же обсадная колонна труб до­стигает ^необходимой глубины без пре­пятствий, то скважина считается вер­тикальной. Однако беспрепятственная обсадка труб в скважину не всегда мо­жет служить (критерием вертикальности оси скважины, так как последняя мо­жет быть забурена наклонно почти с по­верхности и с углублением забоя откло­нение ее от вертикали будет возрас­тать. Свободно опущенный в такую на­клонную скважину глубоководный цен­тробежный насос также будет нахо­диться в «ей в наклонном положении, а следовательно, его работа будет ‘не­продолжительной.

Проверку вертикальности осей сква­жин производят следующим простым опособом (ом. рис. 6). В законченную бурением и обсаженную трубами ‘сква­жину спускается до глубины погруже­ния насоса колоша труб 1 диаметром 4", имеющая глухой конец и не пропу­скающая внутрь жидкости; направляющие ребра 2 центрируют ее в обсадных трубах 3. Затем в трубу на проводе 4 спускается элек­трический фонарь 5 в металлической оправе и с поверхности зем­ли с помощью теодолита производятся наблюдения за положе­нием электрического фонаря. Если электрический фонарь все время будет находиться в поле зрения, то такую сюважину сле­дует считать прямой, в противном случае — скважина искривлена. Замерив искривление оси скважины на какой-либо определенной глубине, можно вычислить приближенно и дальнейшее искривле — ние ее на интересующей нас глубине[1].

Для сохранения вертикальности оси скважины з процессе бу­рения важное значение имеет правильная забурка ее и строго вертикальная установка направляющей трубы в специально вы­рытом для этого шурфе сечением 1,5X1.5 м и глубиной от 3 до 4 м. Установка производится по отвесу, после чего направ­ляющая труба расклинивается в шурфе досками, а шурф бутится камнем и заливается цементным раствором.

Однако установка. направляющей трубы, обес­печивающая вертикальную забурку скважины, не может обеспечить сохранения вертикальности ее оси в процессе бурения.

В 1951 г. автором ‘было предложено приспо­собление—направляющий фонарь, который в про­цессе бурения сохраняет заданное направляющей трубой вертикальное направление оси скважины, способствует устойчивости стенок и облегчает про­ходку пород с включением гальки и валунов.

На рис. 7 показан фонарь диаметром 16", пред­ставляющий собой обсадную трубу 1 длиной 6 м, надеваемую, на бурильную трубу 2 диаметром 6" Фонарь имеет конические концы, привариваемые к бурильной трубе, и по отношению к бурильной трубе располагается концентрично, что достигает­ся благодаря поперечным фланцам 3, приварива­емым в лескольких местах к бурильной трубе. Фланцы, так же как и конические концы фонаря, имеют отверстия 4, через которые внутренняя по­лость направляющего фонаря заполняется жид­костью, находящейся в скважине. Заполнение фо­наря глинистым раствором или водой обязатель­но, так как в противном. случае фонарь представ­лял бы собой поплавок.

Направляющий фонарь, опущенный в скважи­ну и погруженный в жидкость, теряет в весе сравнительно немного и этой потерей можно без больших погрешностей пренебречь. Вес фонаря является дополнительной нагрузкой на долото и способствует уве­личению скорости бурения в твердых породах. Для увеличения веса фонаря, а следовательно, и давления на забой при проходке твердых пород внутреннюю полость его можно заполнять цемент­ным раствором. Это даст дополнительное давление на долото до 1,5 г.

При бурении твердых пород фонарь служит хорошим направ­ляющим приспособлением и даже при изменении твердости по­род сохраняет заданное вертикальное направление оси скважины. При бурении моренных и подморенных пород, включающих круп­ную гальку и валуны, направляющий фонарь позволяет осу-

18

щестлятъ их проходку без осложнений. Коническая часть фонаря, следуя за долотом, оттесняет гальку и разбуренную часть валунов к стенкам скважины, а цилиндрическая часть, производя при своем вращении частые удары о стенки скважины, утрамбовывает в них выбуренную породу. Кроме того, вращаясь ‘вокруг своей оси, фонарь затирает и шлифует стенки скважины глинистым ра­створом. Таким образом, при бурении с направляющим фонарем вся выбуренная масса не осыпается и не тормозит бурения.

Практика показала, что бурение с направляющим ‘фонарем ве­дется плавно, инструмент работает без рывков и раскачивания, что благоприятно влияет на работу ротора. Следует отметить, однако, что при отсутствии циркуляции промывочной жидкости в скважине (вследствие поглощения) применять фонарь для бу­рения рискованно, так как возможны его зашламовка и заклинка. В этом случае по окончании бурения необходимо произвести вто­ричную проработку ствола скважины с направляющим фонарем.

Комментарии запрещены.