Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Технология бурения снарядами со съемным керноприемником.

Выбор рациональной частоты вращения. | Особенности технологии алмазного бурения. | Износ алмазов и отработка алмазных коронок. | Отработка алмазных коронок. | Применение забойных механизмов, создающих ударные импульсы. | Технология гидроударного бурения. | Области применения и особенности ударно-вращательного гидроударного бурения. | Ударно-вращательное бурение пневмоударниками. | Особенности колонкового вращательного бурения с использования ударных импульсов. | Применение забойных винтовых гидравлических двигателей при бурении интервалов геологоразведочных скважин. |


Читайте также:
  1. GMP стандартына сай спрей ДҚ өндірісінің технологиясы мен линиясының жабдықталуы.
  2. I. Технологиялық бөлім.
  3. Анализ геологических условий бурения данной скважины.
  4. Анализ затрат мощности на процесс бурения.
  5. Базовая технология.
  6. Биологические особенности и технология возделывания просо.
  7. Биотехнология

Для бурения геологоразведочных скважин применяются два варианта отечественных снарядов со съемными керноприемником – снаряды (комплекты) КССК – 76, первыми разработанные и внедренные в нашей стране СКБ «Геотехника» - Москва и снаряды ССК-59, ССК-46 и ССК-76, разработанные позднее в Ленинградском ВИТР´е. Из последних чаще применяются ССК-59. В последнее время у нас часто применяются снаряды ССК фирмы BOART LONGYEAR, аналогичные нашим ССК, (точнее наши аналогичны Лонгировским снарядам). Практически все снаряды ССК имеют одинаковое принципиальное устройство и отличаются только деталями исполнения отдельных узлов.

Снаряды КССК-76 предназначены для бурения в сложных геологических разрезах перемежающихся пород VI – XI категорий по буримости. Эти снаряды отличаются более прочными бурильными трубами с муфтово-замковыми соединениями, что позволяет бурить скважины в сложных геологических разрезах, повышенной глубины (до 2000 м для стальных труб и до 3000 м для легкосплавных бурильных труб) и при максимальных значениях осевой нагрузки на коронку. Наличие прорезей на замковых соединениях КССК позволяет использовать обычные средства механизации спускоподъемных операций – серийные полуавтоматические элеваторы и труборазворот РТ-1200М.

Снаряды ССК, используют гладкоствольную колонну бурильных труб, соединяемых труба в трубу, и имеющих минимальную толщину стенки в резьбовых соединениях. Такая колонна, с одной стороны имеет достоинство в том, что она, будучи гладкой и прямолинейной (трубы ССК прецизионные, повышенной точности и прямолинейности) позволяет вести бурение на повышенных частотах вращения, но с другой стороны слабые соединения не позволяют передавать большие осевые нагрузки и использовать снаряды для бурения глубоких скважин. В первом случае, при осевых нагрузках более 12 – 15 кН, наружная резьба одной трубы может надвигаться на внутреннюю резьбу другой трубы, во втором случае при глубине скважины более 1200 – 1500 метров под действием силы тяжести колонны в ее верхней части резьба может вырваться. Оба эти обстоятельства ограничивают условия использования снарядов ССК. В зарубежных снарядах ССК за счет более высокого качества труб эти недостатки менее значимы.

В настоящее время снаряды со съемным керноприемником оснащаются только коронками с алмазными резцами. В первые годы внедрения ССК применялись и твердосплавные коронки, но, учитывая, что эффективность применения ССК прямо зависит от проходки за рейс, в большинстве случаев равной ресурсу коронки, а проходка на алмазную коронку на порядок выше, чем на твердосплавную коронку твердосплавные коронки для ССК, несмотря на их меньшую стоимость, применять перестали. Следовательно, технология бурения снарядами ССК сводится, в основном, к технологии алмазного бурения, но с учетом особенностей, связанных с отличиями ССК от обычных снарядов:

Осевая нагрузка на коронку при бурении снарядами ССК отличается от осевой нагрузки на обычные алмазные коронки тем, что толщина торца и, следовательно, площадь торца алмазосодержащей матрицы коронки примерно в 1,5 раза больше, чем у коронки для простых снарядов. Для снарядов КССК осевая нагрузка составляет в зависимости от буримых пород до 20 кН и более. Для снарядов ССК максимальная осевая нагрузка до 15 кН.

Частота вращения, наоборот, при бурении снарядами ССК в благоприятных условиях (однородные монолитные породы) может достигать максимальных значений буровых станков, до 1500 об/мин и более. При бурении снарядами КССК, учитывая и сложные геологические условия, в которых они используются, и несовершенство бурильной колонны частота вращения ограничивается примерно 600 об/мин.

Промывка скважин при бурении снарядами со съемным керноприемником имеет ряд отличиев от промывки при бурении простыми снарядами, связанных с увеличенной площадью забоя с одной стороны, и с минимальными кольцевыми зазорами между стенками скважины и бурильными трубами, с другой стороны. С первым связано примерно в 1,5 раза большее количество шлама на единицу углубки, со вторым значительно большие гидравлические сопротивления в кольцевом зазоре и, соответственно возникновение ощутимого гидроподпора, снижающего действующую осевую нагрузку на коронку. Указанные обстоятельства вызывают противоречия при выборе расхода очистного агента. Для полного удаления шлама с забоя требуется повышенный расход очистного агента, а малые зазоры при больших расходах будут создавать большие сопротивления и понадобятся насосы с повышенным максимальным давлением. Компромиссом является применение жидкостей с минимальными гидросопротивлениями. К таким жидкостям относятся некоторые полимерные и эмульсионные жидкости. Для бурения снарядами КССК, у которых кольцевой зазор больше чем у ССК, и составляет (за счет разбурки стенок скважины в породах средней крепости на 2 – 10 мм) - 5 – 15мм, гидросопротивления не очень велики и можно принимать рациональный расход промывочной жидкости в среднем 30 – 40 л/мин, а при необходимости увеличивать до 70 – 80 л/мин. При бурении снарядами ССК-59 радиальный зазор составляет от 2 до 4 мм и гидросопротивления, имеющие квадратичную зависимость от расхода, составляют весьма значительную величину и, кроме того, вызывают весьма ощутимый гидроподпор. Значения величины гидроподпора в зависимости от расхода промывочной жидкости приведены на рис. 4

Рис. 46

Учитывая большие гидросопротивления и гидроподпор, расход промывочной жидкости для ССК-59 желательно минимальный, не более 15 – 30 л/мин.

 

Условия применения и особенности технологии бурения снарядами со съемным керноприемником.

Как уже указывалось, эффективность применения снарядов со съемным керноприемником зависит от соотношения выигрыша, который дает применение ССК, и дополнительных затрат, связанных с большей стоимостью комплектов ССК и усложнением технологии бурения этими снарядами.

Достоинства бурения снарядами ССК следующие:

1.Повышение производительности за счет снижения затрат времени на спускоподъемные операции. В этом аспекте рост производительности прямо связан с глубиной скважины, чем глубже скважина, тем больше выигрыш от применения ССК. И расчеты и производственный опыт показывают, что дополнительные затраты на ССК будут окупаться ростом производительности при глубине скважины не менее 300 – 500 метров в зависимости от условий бурения и дополнительных обстоятельств.

Бурение с подъемом керна без подъема бурильных труб. Рейс, продолжается до необходимости замены буровой коронки в результате ее износа. При бурении в породах средней крепости (VII – IX категорий) проходка на алмазную коронку ССК составляет 50 – 100 и более метров. В более твердых породах (IX – XI категорий) проходка на коронку может составлять 15 – 40 м, а в породах ХII категории проходка на коронку может не превышать 5 – 10 метров. Если учесть, что и при бурении простыми снарядами с хорошими алмазными коронками в породах ХI – XII категорий можно бурить рейсами длиной в 3 – 8 метров, то в этих условиях применение ССК будет явно невыгодным – та же углубка за рейс, но более дорогим снарядом. В более слабых породах бурение ССК будет оправдано при углубке за рейс не менее 30 – 50 метров.

Ограничение рациональной области применения ССК по минимальному значению углубки за рейс (30 – 50 м в средних породах и 15 – 30 м в породах Х – ХI категорий) может быть преодолено применением разработанных в недавнее время работоспособных съемных раздвижных (алмазных) коронок СРК или КРС конструкции Югова. Эти коронки, имеющие цанговое устройство, спускаются внутри бурильных труб вместе с керноприемником, автоматически раскрепляются на нижнем конце колонковой трубы, и после заполнения керноприемника керном поднимаются на поверхность вместе с керноприемником. После полного износа коронки она заменяется на новую на поверхности, и новая коронка спускается через бурильные трубы и продолжает бурение. Трубы при этом могут не подниматься на поверхность до конца бурения скважины. Скважина может быть пробурена за один рейс! (подъемы керноприемника с керном и раздвижной коронкой называются циклом и занимают в несколько раз меньше времени, чем подъем бурильной колонны).

К сожалению, рейс при бурении ССК может прерываться и до износа коронки из-за выпадения кусочков керна из керноприемной трубы и расклинивании его в колонковой трубе. Тогда съемный керноприемник не сможет зафиксироваться в колонковой трубе и приходится поднимать весь снаряд.

3. Достоинством применения снарядов ССК является и следствие уменьшения числа спускоподъемных операций. При каждом спуско-подъеме происходит заметное разрушение стенок скважины, особенно в неустойчивых и перемежающихся породах. Применение ССК уменьшает, таким образом, разрушение стенок скважины и позволяет упростить и, соответственно, удешевить конструкцию скважины.

4. Еще одно достоинство снарядов ССК это то, что сам съемный керноприемник устанавливается в колонковой трубе так, что он во время бурения не вращается и поток промывочной жидкости не попадает внутрь керноприемника, а движется по кольцевому зазору между колонковой трубой и керноприемником. Таким образом, керн в неустойчивых породах защищается от разрушения, и снаряд ССК обеспечивает получение кондиционного керна там, где для этого пришлось бы применять специальные средства для повышения выхода керна.

5. Расширение области применения снарядов ССК достигается возможностью включением в керноприемное устройство дополнительных устройств для решения конкретных задач повышения эффективности бурения.

В ССК могут быть включены такие механизмы как: гидроударник для борьбы с заполированием алмазов и с самозаклиниванием керна, специальные устройства для получения кондиционного керна в сложных геологических условиях («конус», эжекторное устройство) специальные приспособления для бурения горизонтальных и восстающих скважин и другие.

 


Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 187 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Бурение специальными снарядами с подъемом керна без подъема бурильных труб.| Бурение снарядами с гидро и пневмотранспортом керна.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)