Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых, скрытых в земных недрах, производится преиму­щественно буровыми скважинами различного целевого назна­чения, получившими общее название разведочных. Для буре­ния разведочных скважин применяются разные способы, ос­новными из которых являются колонковый, бескерновый и ударно-вращательный.

При опробовании россыпных месторождений некоторых ме­таллов в небольшом объеме используется ударно-канатное бу­рение.

Основной объем буровых разведочных работ выполняется колонковым бурением, имеющим ряд преимуществ перед дру­гими способами. Колонковым бурением называется способ вра­щательного бурения, при котором разрушение горной породы производится только по наружной части поперечного сечения скважины с сохранением колонки породы — керна. Отсюда и произошло название — колонковое бурение.

При колонковом бурении разрушение породы производится породоразрушающим инструментом кольцевого типа — буро­вой коронкой. Коронка оснащена твердосплавными или же ал­мазными резцами. Поэтому различают два вида колонкового бурения — твердосплавное и алмазное.

Диаметры скважин при колонковом бурении варьируют от 25 до 151 мм, а глубины скважин изменяются от 0,5—3000 м. , При бурении скважин малых диаметров буровые установки оказываются сравнительно легкими, транспортабельными и ма­лоэнергоемкими, что способствует снижению затрат на прове­дение буровых работ.

йри бурении из горных выработок легкие буровые установки дают возможность бурить скважины, направленные под лю­бым углом к горизонту, что также является положительным качеством колонкового бурения.

Однако колонковое бурение имеет существенный недоста­ток, заключающийся в том, что на проведение спуско-подъем — ных операций с буровым снарядом, вызванных необходимостью отбора керна по всей глубине скважины, затрачивается около 30 % времени от общих затрат времени на бурение скважины. Этот недостаток колонкового способа бурения в значительной мере устраняется при подъеме керна с забоя в съемном кер- иопрнемннкс. Подъем кернопр’иемиика производится непосред­ственно через бурильную канавку с помощью троса и лебедки, что сокращает время на отбор керна, так как бурильная ко­лонна остается в скважине н извлекается из нее для замены затупившейся коронки новой.

Время на производство спуско-нодъемных операций при колонковом бурении почти полностью устраняется при непре­рывной доставке керна с забоя потоком очистного агента. В настоящее время применяется буровая установка с гидрав­лическим подъемом керна мягких пород с глубины, несколько превышающей 100 м. Разработка технических средств по гид­равлической доставке керна твердых горных пород с больших глубин должна способствовать дальнейшему повышению произ­водительности колонкового бурения.

При бескерновом разведочном бурении, осуществляемом на тех же буровых установках колонкового бурения, порода раз­рушается но всему поперечному сечению скважины с помощью долот различного типа. При большой йроходке на долото рез­ко уменьшаются непроизводительные затраты времени, связан­ные с производством спуско-подъемных операций.

При необходимости изучения пересекаемых скважинами горных пород на буровой вышке организуется отбор частиц разрушенной породы-—бурового шлама.

Бескериовое бурение применяется на интервалах скважины, где породы хорошо изучены в ранней стадии разведки место­рождения и необходимость в отборе керна полностью отпа­дает.

При высокопроизводительном ударно-вращательном буре­нии порода разрушается под влиянием суммарного эффекта от совместного динамического (ударного) и статического уси­лий, а также под влиянием силы резания от приложенного к коронке вращательного момента.

Основным узлом буровой установки для ударно-вращатель­ного бурения является забойная ударная машина — гидро — ил и пневмоударннк. Удары от нее передаются вращающемуся с низкой окружной скоростью породоразрушающему инстру­менту— коронке (или долоту) с частотой 800—18 000 удар/мин. Гпдроударпик приводится в действие буровым раствором, а пневмоударннк — потоком сжатого воздуха.

При бурении скважины производится ряд операций, основ­ными из которых являются: 1) разрушение породы на забое; 2) очистка забоя скважины от разрушенной породы с выно­сом чтой породы из скважины; 3) крепление стенок скважины.

При сооружении скважины производятся операции по спу­ску в ■ скважину и подъему из скважины бурового снаряд?, например, при подъеме керна или же замене породоразруша­ющего инструмента. Аналогичные работы производятся с об­садными колонками при креплении стенок скважины и в ряде-

других случаев. Эти операции по существу являются вспомо­гательными и получили название спуско-подъсмных (СПО).

Все операции, связанные с сооружением скважины, произ­водятся с помощью буровой установки и инструмента, прила­гаемого к ней.

На рис. 4.1 изображена схема буровой установки колонко­вого бурения. Она состоит из трех частей: 1) бурового агре­гата, включающего буровой станок А, буровой насос В*(или компрессор), и их приводных двигателей Б и Г; 2) буровой вышкн Д 3) бурового здания Е. Па площади, прилегающей к буровому зданию, размещена очистная система, состоящая из желобов Ж, отстойников 3, И. Инструмент, с помощью ■которого осуществляется углубка скважины, на этом рисунке показам спущенным в скважину. Он состоит из колонкового набора, бурильной колонны и ведущей трубы.

В колонковый набор входит породоразрушающий инстру­мент /, колонковая труба 2 и переходник Я с колонковой трубы на бурильную колонну 4. Другим концом бурильная кблонна соединяется с ведущей трубой, проходящей через вращатель бурового станка 5 и закрепленной в его патроне.

Буровой станок приводит в действие вращатель, от кото­рого вращательное и поступательное движения передаются ведущей трубе, бурильной колонне, колонковому набору и, следовательно, коронке, производящей разрушение породы.

На верхнем конце ведущей трубы навинчен салышк-верт — люг. Через него с помощью соединенного с верхней неподвижной частью сальника-вертлюга нагнетательного шланга 15, отходя­щего от бурового насоса В, промывочная жидкость направля­ется в бурильные трубы и, проходя через них, через колон­ковый набор поступает на забой скважины, очищая его от частиц разрушенной породы. Жидкость, обогащенная части­цами разрушенной породы по кольцевому пространству, обра­зуемому буровым снарядом и стенками скважины или обсад­ными трубами, возвращается па устье скважины через направля­ющую трубу К. Из нес она проходит в желоба и отстойники очистной системы и затем в приемную емкость 4. И::

■приемной емкости очищенная от частиц породы промывочная жидкость вновь всасывается насосом и нагнетается и сква­жину. Так осуществляется замкнутая циркуляция промывоч­ной жидкости при колонковом вращательном бурении.

Сиуско-нодъемные операции с буровым снарядом н обсад­ными трубами производятся с помощью лебедки станка, буро­вой вышки или же мачты и талевой системы, состоящей из неподвижного блока — кронблока, установленного на верхней раме вышки млн мачгы, талевого блока 9 и талевою каната, , проходящего через ролики кронблока и подвесного блока.

Рабочий (ходовой) конец талевого каната закрепляется к барабану лебедки. Неподвижный — прикреплен к фундаменту

/ — породоразрушающий инструмент; 2 — колонковая труба; 3 — переходник; 4— бу­рильные трубы; 5 —вращатель станка; 6 — зажимные патроны; 7 — вертлюг; 8 — крюк; 9 — талевый блок; 10 — канат талевый; // — кронблок; 12 — гидравлический индикатор веса; 13 — манометр; 14 — лебедка; 15 — нагнетательный шланг; 16 — всасывающий шланг; 17 — храпок; А — буровой станок; Б — электродвигатель станка; В — насос; Г — электродвигатель насоса; Д — вышка; Е — буровое здание (откос); Ж —желоба; Зг И — отстойник и направляющая обсадная труба буровой вышки. В него включается указатель силы веса бу­рового инструмента, состоящий из датчика и регистрирующего манометра 13.

Когда колонковое бурение производится с подъемом керна в съемном керноприемнике, извлекаемом из скважины через колонну бурильных труб, без извлечения ее из скважины, то в буровую установку дополнительно входит специальная ле­бедка для подъема съемного керноприемника.

Каждой буровой установке придается технологический и вспомогательный буровые инструменты.

Комментарии запрещены.