Технологія колонкового буріння

В цьому способі буріння верхня бурильна труба закріплюється в зажимному патроні і шпиндель забезпечує обертання труб і тиск на забій бурового снаряда.

Буровий снаряд опускають в свердловину на колоні бурильних труб.

На верхній кінець колони нагвинчують вертлюг - сальник, який підвішують на гак талевого блоку.

Канат проходить через ролики талевого блоку і кронблоку.

Канат намотується на барабан лебідки верстата.

До сальника під'єднується нагнітальний шланг, другий кінець якого з'єднаний з нагнітальною лінією насоса.

Після опускання в свердловину снаряда включають насос і наповнюють свердловину промивною рідиною.

Не припиняючи подачі рідини, опускають снаряд на забій, включають його обертання, створюють необхідне навантаження на коронку і починають заглиблення.

На відміну від роторного способу тиск на забій забезпечується примусово через бурові труби, на які тисне шпиндель.

Технологія буріння колонковим способом подібна до технології буріння роторним, але із врахуванням особливостей буріння кільцевим забоєм, періодичним вилученням керна та забезпечення примусового тиску на забій.

Тому після установки станка найбільш важливою підготовчою операцією є забурювання свердловини і встановлення напрямної труби.

Забурювання свердловини -Комплекс операцій, які виконуються в початковий період буріння свердловини та закінчуються встановленням напрямної труби (Див. Термінологічний словник до теми №8).

Перед забурюванням колонкової свердловини по її осі виривають шурф глибиною 1,5...2 м.

В нього встановлюють забурювальний снаряд, який складається із перехідника, короткої колонкової труби і бурового наконечника.

Штангу снаряду, який забурюється, закріпляють в шпинделі станка чітко по осі.

Буріння ведеться на малих обертах. Після того як глибина свердловини досягне 3-4 м, встановлють напрямну трубу для запобігання устя свердловини від розмиву промивною рідиною та надання стовбуру проектного направлення.

Нижній кінець напрямної труби тампонують. Потім буріння продовжують.

В свердловину лебідкою на колоні бурильних труб опускають колонковий набір. Включають двигун. Через шпиндель від бурильного станка колоні бурильних труб передається обертовий рух і створюється навантаження на буровий наконечник.

Бурова коронка вкорінюється по кільцевому забою в породу, руйнує її залишаючи непорушним стовпчик породи - керн.

По мірі заглиблення свердловини він заповнює колонкову трубу. Під час буріння постійно контролюють осьове навантаження із допомогою вказівника тиску та індикатора ваги.

Коли труба заповниться керном буровий насос виключають, а керн в колонковій трубі заклинюють кернозривним пристроєм. При його відсутності в колону бурильних труб засипають бите скло або фарфор.

В м'яких породах керн заклинюють „всуху" - тобто припиняють подачу промивної рідини, підвищують тиск на забій і короткочасно обертають буровий снаряд. Потім буровий снаряд піднімають на поверхню (так само, як і при роторному бурінні), керн вилучають із колонкової труби і буріння продовжують.

Для вилучення керна відгвинчують ніпель разом з кернозривачем і коронкою, підвішують снаряд і гідравлічним способом, шляхом тиску промивної рідини, виштовхують керн.

Можна також ударами дерев'яного молотка по трубі заставити вийти керн, але робити це треба дуже обережно щоб не зм'яти трубу.

В процесі буріння в колону бурильних труб нагнітають насосом промивну рідину. Вона охолоджує буровий наконечник і виносить по затрубному простору у відстійник шлам.

У відстійнику частинки шламу осідають, а прояснену промивну рідину знову подають в свердловину. В якості промивної рідини найчастіше використовують воду, а в нестійких породах, які можуть обвалюватись - глинистий розчин.

При бурінні основними параметрами є:

• осьове навантаження на коронку;

• кількість обертів бурового снаряда;

• витрати промивної рідини.

При твердосплавному бурінні в м'яких породах допустима довжина рейса дорівнює 1...1.5м, в твердих породах - 2..3м.

Керн заклинюється методом – «всуху».

Осьове навантаження приймається 1.5...2.5 кН - в м'яких породах при бурінні коронками діаметром 93 та 112 мм та 2...4 кН для твердих порід.

Окружна швидкість приймається 0,6 м/с при бурінні піщаних порід - 0,8 м/с - для глинистих порід.

Витрати промивної рідини, м³/с визначають із виразу:

, (1)

Де - діаметр свердловини, м;

- зовнішній діаметр бурильних труб, м;

- швидкість висхідного потоку в кільцевому зазорі, 0,1...0.5 м/с.

При дробовому бурінні використовують чавунну або сталеву дріб.

Сталеву дріб виготовляють із сталевого дроту діаметром 2...4 мм, висота циліндрика повинна дорівнювати діаметру.

Під час буріння шлам із забою і відпрацьований дріб виноситься промивною рідиною в шламову трубу, а більш дрібні частки навіть на поверхню.

Зруйнований дріб постійно поповнюється новим, який знаходиться в кільцевому зазорі між коронкою і стінками свердловини, а в торець він поступає через виріз в корпусі коронки. В забій дріб може подаватись таким чином:

• рейсовим - засипають 1,5...5 кг дробу на один рейс буріння (5...6год буріння), в свердловини до 100м засипають через устя більшої глибини - через бурильні труби;

• періодичного живлення великими порціями – спочатку засипається порція із розрахунку 200...300 г на 1см діаметра, а потім приблизно через кожні 1,5 години нові порції із розрахунку 15...20г на 1 см діаметра коронки;

• дрібнопорційного живлення - спочатку засипається 0,6... 1,2 кг,
а потім постійно із допомогою дробоживлювача досипається
0,05...0,21кг.

Витрати промивної рідини, л/с:

, (2)

Де - питомі витрати промивної рідини на 1 см діаметра коронки, на початку рейсу буріння керна – 0,06...0,07 л/с, в кінці – 0,03...0,04л/с;

- діаметр дробової коронки, см.

ПРИМІТКА: Подача занадто великої кількості промивної рідини може викликати винесення придатного до роботи дробу і припинення поглиблення свердловини.

Регулюють подачу промивної рідини триходовим краном на нагнітальній лінії.

Після закінчення рейсу обов'язово слід промити свердловину з інтенсивністю 0,1...0,15 л/с до повної очистки забою від шламу.

Осьове навантаження на дробову коронку залежить від типу дробу та діаметра свердловини і приймається для чавунного дробу 200...300 Н на 1см² робочого торця коронки, сталевого - 350...500 Н.

Осьове навантаження забезпечується обваженими бурильними трубами.

Частота обертів приймається 2,5...3с^-1.

Зниження швидкості поглиблення свердловини свідчить про зношення коронки і необхідність підняття керна.

Заклинюється керн шматками скла, фарфора, подрібненої породи, алюмінієвими або мідними жмутами, які засипаються через бурильні труби і ущільнюються поданою промивною рідиною.

Підривається керн короткочасним обертом снаряда.

ПРИМІТКА: При переході від дробового буріння до алмазного із забою свердловини повинна бути повністю вилучена дріб, так як наявність хоча б однієї дробинки може сколювати алмази і приводити до аварії.

ПРИМІТКА: Алмазні коронки використовувати доцільніше, ніж дробові. Проте слід пам'ятати, що вони тендітні.

Тому починати бурити на протязі 5...15 хв з малою швидкістю обертання.

Коронки повинні добре охолоджуватись і швидкість потоку в просторі між стінками свердловини і бурильними трубами повинна бути не менше 0,6 м/с.

Осьове навантаження на коронку залежить від твердості порід та типу коронки і приймається 400...700 Н на 1см² робочого торця коронки, а для коронок діаметром 59 та 76мм - 7...12 кН.

Частота обертів приймається 13...17с^-1.

Для зниження вібрації при бурінні використовуються гладкостовбурні колони бурильних труб ніпельного з'єднання з діаметром наближеним до діаметра коронки.

Керн заклинюють кернорвачем. Зношені коронки відправляють на завод для вилучення алмазів.

Контрольні запитання.

1. Принцип колонкового способу буріння, схема установки.

2. Буровий снаряд при колонковому способі буріння.

3. Бурові наконечники при колонковому способі буріння.

4. Переваги та недоліки колонкового способу буріння.

5. Технологія колонкового способу буріння.

6. Основні параметри при бурінні та розрахунок витрат води.

7. Умови використання колонкового способу буріння.

ЛІТЕРАТУРА:

1.Тугай А.М., Орлов В.О., Шадура В.О. Бурова в водопостачанні: Підручник.-Рівне: НУВГП,2004.-268 с.

2.Шадура В.О., Орлов В.О. Бурова справа. Інтерактивний комплекс навчально-методичного забезпечення. Навчальний посібник.-Рівне: НУВГП, 2007.-169 с.

3. Тугай А.М., Орлов В.О., Шадура В.О. Буріння свердловин для водопостачання. Підручник.- Рівне: РДТУ.-2000.-140 с.

4.Беляков В.М. и ДР. Учебная книга мастера по бурению скважин на воду/ В.М.Беляков, Г.М.Краснощеков, В.А.Попков.-2-е изд, переаб. И доп.-М.: Колос,1983.- 400 с.

5.Володин Ю.И. Основы бурения: Учебник для техникумов.-3-е изд, переаб.и доп.-М.: Недра, 1986.-360 с.

Термінологічний словник до теми № 8:

Колонковим називається такий спосіб швидко обертального буріння, при якому гірська порода руйнується по зовнішній кільцевій частині вибою зі збереженням стовпчика (колонки) породи – керну.

Заглиблення свердловини -Переміщення забою свердловини під дією бурового наконечника на гірську породу.

Забурювання свердловини -Комплекс операцій, які виконуються в початковий період буріння свердловини та закінчуються встановленням напрямної труби.

Подача бурового снаряду- Ретулюєме поступальне переміщення бурового снаряду в процесі заглиблення свердловини.

Обертове буріння -Механічне буріння, при якому руйнувальне зусилля створюються безперервним обертанням бурового наконечника з прикладанням осьового навантаження.

Буровий насос -Насос, який призначений для подачі під тиском промивної рідини в бурову свердловину.

Бурильна труба -Труба, за допомогою якої передається обертання від станка або ведучої труби до бурового наконечника.

Бурильна свічка -Частина бурильної колони, яка складається з двох або декількох бурильних труб і не розкручуються в процесі спуско - підйомних операцій.

Бурильна колона -Частина бурового снаряду, яка складається із бурильних труб та їх з'єднань.

Буровий сальник - Пристрій, який забезпечує щільне під'єднання нагнітального шлангу до ведучої труби.

ЛЕКЦІЯ № 9

Тема: «СПЕЦІАЛЬНІ СПОСОБИ БУРІННЯ НЕГЛИБОКИХ СВЕРДЛОВИН»

План:

1. Основні поняття про спеціальні способи буріння.

2. Шнекове буріння.

3.Вібраційне буріння.

4.Гідравлічне буріння.

5.Ручне буріння.

Поиск по сайту: