Колонковое бурение алмазным породоразрушающим инструментом - Буровые установки

Алмазными коронками бурят породы VII - XIIкатегорий по буримости, а на больших глубинах и породы V - VIIкатегорий.

Aлмазное бурение применяют обычно в специальных условиях, характеризующихся низкой механической скоростью, для бурения скважин малого диаметра и при использовании высокооборотных забойных двигателей. Bcepедине 1970-x гг. объем алмазного бурения составлял 1% (в pайонах активного бурения 10%) общего объема бурения в мире (в Pоссии 3, 9%).

При бурении в крепких породах между коронкой и колонковой трубой необходимо включать калибровочный алмазный расширитель. Для борьбы с искривлением скважины рекомендуется ставить второй алмазный расширитель между колонковой трубой и переходником. Прежде чем опускать в скважину новую коронку, необходимо проработать забой скважины крестовым долотом, чтобы разрушить оставшийся керн.

Спуск инструмента на забой следует производить плавно, без толчков и ударов. Бурение алмазными коронками можно осуществлять при частоте вращения инструмента 700 - 1500 об/мин и более.

При работе на высоких частотах вращения возникают вибрации бурильной колонны, вызывающие интенсивные разрушения и заклинивание керна, повышенный износ алмазов и разрушение коронки. Бурильные трубы при вибрации испытывают большие нагрузки.

Для уменьшения вибрации бурильные трубы снаружи смазывают специальной консистентной смазкой КАВС, содержащей канифоли 25%, нигрола - 70% и олеина - 5%, применяются также эмульсионные растворы. С увеличением крепости, трещиноватости и абразивности пород скорость вращения алмазной коронки уменьшают.

При постановке на забой новой коронки вначале дают небольшую осевую нагрузку (1500 - 2000 Н) и малую частоту вращения; по мере приработки алмазов в течение 10 - 15 мин нагрузку на коронку и частоту вращения ее повышают до нормальных пределов. Осевую нагрузку, чаще всего, доводят до 7000 - 12000 Н. Расхаживание снаряда при алмазном бурении производить не рекомендуется. Бурение ведут не до полного износа коронки, а до снижения скорости бурения примерно до 1 - 2 см/мин, после чего коронку поднимают и заменяют новой.

Скорость восходящего потока между бурильной колонной и стенками скважины должна быть в пределах 0,4 - 0,8 м/сек.

При наполнении колонковой трубы керном буровой инструмент поднимают на поверхность. Керн отделяется от забоя с помощью кернорвателя, устанавливаемого внутри коронки.

Современные алмазные коронки позволяют одной коронкой бурить десятки, а иногда и сотни метров. Но из-за подъема керна углубление скважины ограничивается 1-6 м.

Кернорватели предназначены для срыва керна в конце рейса и удержания его при подъеме инструмента. Рациональной областью их применения являются монолитные и слаботрещиноватые горные породы. Кернорватели используют в одинарных и двойных колонковых наборах с алмазными и твердосплавными коронками.

Кернорватель К-46 (59, 76) используют в одинарных колонковых трубах с алмазной коронкой, состоит из кольца с разрезом и корпуса. В корпусе кернорвателя имеется внутренняя коническая проточка, которая является продолжением конической проточки на внутренней поверхности алмазной коронки. Коническая проточка корпуса заканчивается буртом, в который упирается кольцо в процессе бурения. В качестве корпуса используются алмазный расширитель или корпус без армировки. Ресурс кольца зависит от степени абразивности и трещиноватости породы и составляет 10 - 40 м бурения.

С тонкостенными алмазными коронками типа КАТ, КИТ, АКС, ИКС (ширина торца матрицы 7 мм) используют специальные кернорватели КУ-59 и КУ-59Ц. Их отличие заключается в том, что КУ-59Ц применяется с корпусом кернорвателя, армированного твердым сплавом, а КУ-59 приспособлено для эксплуатации с алмазным расширителем РСА-2, ниже которого располагают дополнительно корпус кернорвателя с внутренними резьбами.

Кернорвательное кольцо для твердосплавных коронок (СКБ "Геотехника") имеет сквозные окна в стенке, снижающие его жесткость; внутренние выступы кольца армированы пластинами твердого сплава. Корпус кернорвателя имеет на наружной поверхности два центрирующих кольца с наплавками релита. В комплект поставки входят корпус и три кольца.

Заклинивание керна выполняется в следующем порядке: после окончания рейса следует подбурить несколько минут керн без осевой нагрузки, но при увеличенном расходе промывочной жидкости; для срыва керна приподнять снаряд на 0,5-1,0 м без вращения; плавно без рывков опустить снаряд снова на забой; если коронка дошла до забоя, то керн сорван и находится в колонковой трубе.

Перед отвинчиванием алмазной коронки следует протолкнуть керн с кольцом в колонковую трубу, чтобы не попортить кольцо при отвинчивании.

Для обеспечения надежного срыва керна необходимо перед спуском снаряда проверить степень износа корпуса, кольца и коронки. В корпусе упорный бурт не должен иметь уступов и завальцовки кромки уступа. Кольцо должно быть упругим, возвращаться в исходное положение после сжатия. Соответствие внутренних диаметров алмазной коронки и кольца проверяется путем перемещения керна отбуренного этой коронкой через кольцо. Кольцо должно плотно обжимать керн и перемещаться по нему с усилием от руки.

Похожие статьи




Колонковое бурение алмазным породоразрушающим инструментом - Буровые установки

Предыдущая | Следующая