ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ
Технологические особенности бурения снарядами со съемными керноприемниками обусловлены конструктивными особенностями используемых технических средств.
Высокая герметичность резьбовых соединений бурильных труб позволяет обеспечивать нормальный процесс бурения при расходах промывочной жидкости в пределах 8-12 дм3/мин. При этом возникающие высокие значения гидродинамических сопротивлений при прокачивании промывочной жидкости снижаются за счет введения в состав полимерных добавок, которые действуют комплексно, уменьшая трение бурильной колонны о стенки скважины и стабилизируя глиносодержащие горные породы в стенках скважины, предотвращая их обрушение. Так, при бурении монолитных и слаботрещиноватых пород рекомендуется применять водные или малоглинистые (до 4 % глины) растворы на основе водомасляной эмульсии (смазывающей добавки) и стабилизирующим полимерным реагентом К-4 (до 2 % к объему раствора). При бурении в сложных горно-геологических условиях (трещиноватые горные породы, глиносодержащие породы, зоны тектонических нарушений с "глиной трения") необходимо использовать глинистые растворы, содержащие в своем составе до 4-6 % высококачественного бентонита и обработанные реагентом К-4 (до 2-2,5 %), пастой кожевенной эмульгирующей (до 1,5-2,5 %) и кальцинированной содой (до 0,5 —0,7 %). В таких условиях также целесообразно использовать полимербен — тонитовые растворы с малым (до 2 %) содержанием твердой фазы (бентонита), при введении в состав раствора полимеров ряда полиакрилонитрила (гипан 0,7; гипан 1,0; К-4, К-9, М-14) в количестве до 0,3-1,0 %, или полиакриламида ПД-4, ПД-5 в количестве до 0,1-0,5 % к объему промывочной жидкости.
Каждый рейс с новой алмазной коронкой необходимо начинать с ее приработки в следующем режиме: частота вращения до 300 мин-1; осевая нагрузка до 400 даН; расход промывочной жидкости до 20 дм3/мин.
В течение первых 10-15 см углубки ведется приработка алмазной коронки. Дальнейший процесс бурения осуществляют в режиме, обеспечивающем максимальную механическую скорость бурения и углубку за рейс при минимальном расходе алмазов. К концу рейса по мере притупления алмазов в коронке осевую нагрузку необходимо увеличивать, пределы изменения которой в зависимости от типа алмазной коронки приведены в табл. 13.6.
Пределы изменения осевой нагрузки для различных типов алмазных коронок
|
Частота вращения бурильной колонны выбирается в зави симости от глубины скважины в соответствии с рекоменда циями, приведенными в табл. 13.7.
Таблица 13.7 Значения частоты вращения
|
Для опробования угольных пластов снарядами со съемным керноприемником разработаны специальные съемные керно — приемники типа "Конус", снабженные штампом. Штамп — режущий кольцевой инструмент (выступающая вперед часть внутреннего керноприемника), опережающий коронку и вырезающий угольную пробу до того, как она подвергнется разрушающему воздействию коронки и потока очистного агента.
Керноприемник “Конус" — самонастраивающееся в процессе работы устройство, в котором в качестве автоматического регулятора применен упругий элемент (пакет тарельчатых пружин) с заданной характеристикой. Этот элемент отражает изменение возмущающего воздействия (твердость опробуемого угля) в форме сигнала управления, регулирующего работу керноприемника.
Чем тверже разбуриваемый уголь, тем больше сжимается пакет тарельчатых пружин и тем меньше величина опережения торца штампа по отношению к торцу алмазной коронки. Одновременно возрастает удельная осевая нагрузка на торец штампа, формируемая усилием сжатия тарельчатых пружин.
Для опробования газовых углей комплексом КССК-76 применяется съемный керногазосборник КГИС. Керногазосбор — ник КГИТС также оснащен штампом для отбора ненарушенных проб угля и имеет в верхней части герметичный газо- сборник. Принцип действия газосборника заключается в вытеснении газом, выделяющимся из отобранной угольной пробы, промывочной жидкости через специальную отводную трубку — газ скапливается в верхней части герметичной полости керноприемника под давлением, уравновешивающим давление столба промывочной жидкости.
Для повышения эффективности бурения крепких абразивных пород разработан съемный гидроударник ССГ-76, применяемый в составе комплекса КССК-76. Применение гидроударника позволяет избежать самозаклинивания керна, повышает устойчивость алмазной коронки, увеличивает рейсовую углубку и механическую скорость бурения. Производительность бурения при использовании гидроударника возрастает на 20-30 %.
Для повышения выхода керна при бурении комплексом ССК-59 разработан съемный керноприемник, включающий в себя эжектор и гидравлический вибратор.