Забойные механизмы и породоразрушающий инструмент, Гидроударники - Буровые установки

Эффективность колонкового бурения значительно повышается при одновременном воздействии на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки, крутящего момента и ударных импульсов, сообщаемых специальными забойными машинами, которые приводятся в действие энергией потока промывочной жидкости (гидроударники) или сжатого воздуха (пневмоударники).

Гидроударники

Гидроударное бурение - способ проходки скважин, при котором разрушение породы на забое осуществляется погружными гидроударными машинами (Гидроударниками) (рис.13). Гидроударное бурение основано на суммарном воздействии на горные породы осевой нагрузки и крутящего момента, передаваемых с поверхности от бурового станка по колонне бурильных труб, и ударных импульсов, возбуждаемых гидроударником. Буровой агрегат и инструмент при гидроударном бурении те же, что и при вращательном бурении. Для гидроударного бурения применяются коронки диаметром 59 - 93 мм. Различают гидроударное бурение вращательно-ударное с алмазными и твердосплавными коронками, ударно-вращательное со специальными твердосплавными коронками (рис.11) и гидроударно-эжекторное, при котором сочетание обратной призабойной циркуляции промывки с интенсивной вибрацией снаряда предохраняет керн от заклинивания.

буровая коронка для гидроударного (ударно-вращательного) бурения

Рис.11. Буровая коронка для гидроударного (ударно-вращательного) бурения

В состав снаряда для бурения гидроударниками входит: породоразрушающий инструмент, колонковая труба, кернорватель, переходник, собственно гидроударник, бурильные трубы (рис.12).

Породоразрушающий инструмент отличается большими сечениями для прохода очистного агента (воды, раствора) - КГ1, КГ2, КГ3, КГ4, КГ5. При гидроударном бурении используют следующие специальные конструкции коронок и долот: а) породоразрушающий инструмент для повышения выхода керна и улучшения его качества (коронки ГПИ 101, ГПИ 74МВС, ГПИ 126МС); б) долота в комплекте с ловушками, предназначенные для очистки забоя от осколков твердого сплава (долота типа Д-76, Д-59М); в) породоразрушающий инструмент для призабойного калибрования и разбуривания скважины (гидроударно-шарошечные расширители ГПИ 70М, ГПИ 132М, снаряд ГПИ 175-76 для призабойной калибровки скважины).

При гидроударном бурении снижается искривление скважин. Перспективы развития гидроударного бурения связаны с более широким внедрением вращательно-ударного (с применением алмазных и твердосплавных коронок), гидроударно-эжекторного способов и гидроударного бурения двойными снарядами, обеспечивающего высокий процент выхода керна в осложненных условиях, с совершенствованием технических средств и увеличением объемов гидроударного бурения сплошным забоем, гидроударное бурение направленных скважин, а также гидроударное бурение в сочетании с комплектами со съемными керноприемниками.

Рис.12. Схема расположения оборудования и инструмента при гидроударном бурении:1 - вышка; 2 - станок; 3 - насос; 4 - бурильные трубы; 5 - утяжеленные бурильные трубы; 6 - гидроударник; 7 - кернорватель; 8 - колонковая труба; 9 - закрытая шламовая труба; 10 - эжектор (при гидро-ударном эжекторном бурении); 11 - коронка (твердосплавная или алмазная)

Гидроударник - гидравлическая забойная буровая машина, которая приводится в действие энергией потока промывочной жидкости, нагнетаемой с поверхности насосом по колонне бурильных труб; используется для бурения в породах средней и высокой крепости. Гидроударники относятся к машинам прямого действия с клапанной системой распределения жидкости (рис.11). Включение гидроударника происходит в момент касания буровым снарядом забоя. Разгон ударника и удар его по наковальне, жестко связанной с породоразрушающим инструментом, осуществляется потоком промывочной жидкости, а возврат его в исходное положение - пружиной, сжатой при прямом ходе. В зависимости от крепости пород применяются твердосплавные или алмазные коронки. Длина гидроударника 1,28 - 2,5 м (для колонкового бурения), масса 25 - 50 кг, энергия единичного удара 8 - 70 Дж, частота 1100 - 3600 ударов/мин, перепад давления 0,5 - 3,0 МПа. Гидроударник устанавливается над колонковой трубой или долотом.

Совершенствование гидроударников производится приближением импульсного питания к объемному, сокращением утечек промывочной жидкости между клапаном и поршнем, созданием приспособлений для уменьшения потерь энергии в питающем трубопроводе.

В состав инструмента для гидроударного бурения входят собственно гидроударники, породоразрушающий инструмент, кернорватели, одинарные и двойные колонковые трубы, шламовые трубы и т. д.

За исключением гидроударника ГБМС-5М, созданного в Институте горного дела им. А. А. Скочинского, и некоторых других, все основные типы гидроударников разработаны в СКВ ВПО "Союзгеотехника".

В зависимости от области применения, выпускаемые в настоящее время гидроударники подразделяются на два основных типа: гидроударники нормального ряда (представителями, которых являются гидроударники Г-7 и Г-9) и высокочастотные гидроударники (представителями которых являются гидроударники ГВ-5 и ГВ-6).

гидроударник гв - 6

Рис.13. Гидроударник Гв - 6: 1 - корпус; 2 - клапан; 3 - цилиндр; 4 - боек; 5 - разъем шлицевой

Похожие статьи




Забойные механизмы и породоразрушающий инструмент, Гидроударники - Буровые установки

Предыдущая | Следующая