Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Бурение с гидротранспортом керна характери­зуется очень высокими механическими скоростями, что обес­печивается оперативным удалением с забоя керно-шламового материала обратным потоком промывочной жидкости, а так­же в результате того, что при разбуривании мягких пород уг — лубка скважины за один оборот снаряда происходит не толь­ко за счет воздействия резцов коронки на породу, но и за счет вдавливания в забой короночного кольца (корпуса ко­ронки).

В схеме подачи с дросселем в линии нагнетания регулиро­вать механическую скорость невозможно: усилие подачи ос­тается стабильным, а скорость подачи меняется в широких пределах в зависимости от реакции забоя. По мере роста ско­рости подачи возрастает крутящий момент на вращателе Мвр. Поскольку давление в гидросистеме пропорционально крутя­щему моменту, а давление в гидросистеме не может превы­шать 8 МПа, то после достижения этого значения крутящий момент должен снижаться путем расхаживания снаряда. Та­ким образом, углубка скважины представляет собой последо­вательность циклов, состоящих из бурения и расхаживания. Продолжительность одного цикла составляет 8-15 с в зависи­мости от физико-механических свойств пород. На рис. 14.3 представлена диаграмма изменения давления в гидросистеме подачи рпод, механической скорости углубки ум, частоты вра­щения снаряда л, давления в гидросистеме вращателя рвр и давления в нагнетательной линии бурового насоса рнас в раз­личных фазах (/-/V) цикла углубки скважины.

В табл. 14.1 приведены значения загрузочных характери­стик бурового оборудования комплекса бурения с гидротранс-

портом керна для бурения в глинистых и глинисто-щебени­стых отложениях.

Загрузочные характеристики — давление в гидросистемах вращателя рвр, подачи рпод, в напорной магистрали бурового насоса рнас в комплексе для бурения с гидротранспортом кер­на — играют роль технологических параметров режима буре­ния, так как непосредственно зависящие от них частота вра­щения, осевая нагрузка и расход промывочной жидкости не­прерывно меняют свое значение и не помаются непосредст­венному регулированию.

Бурение с гидротранспортом керна имеет некоторые осо­бенности в сложных условиях. К группе сложных относятся разрезы, представленные в основном породами, склонными к вспучиванию, песчаными и гравийно-галечниковыми отложе­ниями мощностью до 40 м, пропластками (до 0,5 м) пород VI — VIII категорий по буримости и водонасыщенными горизонта­ми песков, а также разрезы с наличием зон поглощения промывочной жидкости. К группе особо сложных относятся разрезы, сложенные теми же породами, но с абразивным об­ломочным материалом, имеющие напорные водонасыщен­ные песчаные интервалы. Главной технологической задачей при бурении в сложных и особо сложных условиях являет­ся снижение величины крутящего момента на вращателе Мвр, которое достигается следующими технологическими приемами:

расхаживанием бурильной колонны; подрывом колонны; прорабатыванием ствола скважины; прямой промывкой скважины.

Расхаживание бурильной колонны заключается в ее перио­дическом подъеме над забоем скважины через 0,1-1,5 м уг — лубки на высоту, равную или немного превышающую углуб — ку. Подрыв инструмента производится его периодическим подъемом на высоту 8-10 см после углубки скважины на 0,1- 0,5 м. Прорабатывание ствола осуществляется после несколь­ких расхаживаний инструмента или перед его очередным на­ращиванием. При прорабатывании ствола инструмент подни­мается над забоем на высоту, в 2-3 раза превышающую сум­марную углубку скважины после расхаживаний инструмента, или на длину хода подвижного вращателя. Прямая промывка производится через каждые 40-60 м проходки скважины для удаления из межтрубного и затрубного пространства естест­венного глинистого раствора, образовавшегося там вследст­вие распускания глинистых частиц шлама, керна и пород, сла-

гающих стенки скважины. Прямая промывка предотвращает сальникообразование.

Основным технологическим приемом является расхажива­ние снаряда. Другие приемы применяются по мере необходи­мости. В табл. 14.2 приведены параметры режима бурения и технологические приемы, применяемые в различных породах.

В особо сложных разрезах при перебуривании зон поглоще­ния необходимо увеличить расход промывочной жидкости до 300-320 дм3/мин. В этих интервалах подрыв и расхаживание бурильной колонны не производится. Охлаждение коронки осуществляется периодическим подъемом инструмента над за­боем скважины на высоту 3-5 см. После вскрытия подстилаю­щего горизонта проводится прямая промывка скважины глини­стым раствором на полимерной основе с высокой вязкостью.

В настоящее время ведутся опытные работы по созданию комплексов технических средств для бурения с гидротранс­портом керна и шлама в твердых горных породах, а также средств для бурения с пневмотранспортом керна. Серийно до настоящего времени средства бурения с пневмотранспортом керна и аналогичные средства бурения твердых пород не про­изводятся.

Комментарии запрещены.