Технология бурения скважин

Принципиально отличающимися по своей физической природе разрушения горных пород: механическими, физическими и химическими - может осуществляться технология бурения скважин. В основном применяют механическое бурение, которое, в зависимости от способа воздействия на разрушаемую породу, подразделяется на вращательное, ударное и ударно-вращательное.

Наиболее распространено вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент получает вращение от специального механизма - шпинделя вращателя или ротора - через колонну бурильных труб или от забойного двигателя (гидравлического или электрического). В связи с этим различают бурение шпиндельное, роторное, забойными двигателями - турбобурами и электробурами.

При бурении указанными способами породы любой твердости можно разрушать по всей площади забоя или по кольцу с образованием в центре скважины ненарушенного столбика породы - керна. Первый способ технологии бурения скважин, называемый бескерновым. Он широко применяется при бурении эксплуатационных технических скважин. Второй способ нами не используется, называется он колонковым и применяется при поисках и разведке месторождение полезных ископаемых.

В зависимости от способа подъема керна из забоя скважин на поверхность различают колонковое бурение со съемным керноприемниками и гидротранспортом керна. В первом случае керн поднимается в керноприемнпке на стальном тонком канате внутри гладкоствольной колонны бурильных труб. Во втором транспортируется во внутренней трубе двойной колонны труб потоком промывочной жидкости. Вращательное бурение в технологии бурения скважин ведется с промывкой или продувкой.

При бурении неглубоких скважин в мягких породах применяют вращательное шнековое и медленно вращательное бурение буровыми ложками и спиральными бурами без промывки. Ударные процессы используют при разведке рассыпных месторождений, бурении гидрогеологических и различного назначения технических скважин большого диаметра в породах любой твердости (в крепких породах оно малопроизводительно).

Сущность этой технологии бурения скважин заключается в том, что тяжелый ударный снаряд с долотом периодически сбрасывается на канате, с небольшой высоты на забой, дробя и скалывая при этом породу. После каждого удара снаряд поворачивается на некоторый угол за счет раскручивания каната. Удаление разрушенной породы проводится желонками.

При ударно-в ращательной технологии бурения скважин, по вращающемуся под постоянной осевой нагрузкой породоразрушающему инструменту любого типа наносятся частые удары. Крепкие породы при этом разрушаются более эффективно. Для бурения ударно-вращательным способом применяют специальные забойные механизмы: гидроударники, пневмоударники, магнитострикторы и забойные вибраторы.

Вибрационный способ применяют при бурении неглубоких скважин в мягких породах. Из физических способов разрушения пород при бурении практически применяются термический, термомеханический электротермический и гидравлический. В основном мы применяем только перечисленные технологии бурения скважин. Другие способы разрушения пород практически не применяются.

Технология бурения скважин заключается в соблюдении основных операций и использовании спецоборудования. Буровыми ложками и спиральными бурами бурят при пониженных частотах вращения инструмента (от 7 до 80 об/мин). Необходимая осевая нагрузка на буровую ложку или спиральный бур принимается 1-10 кН в зависимости от твердости породы и диаметра породоразрушающего инструмента. Осевая нагрузка создается рычагом, штурвалом, гидроцилиндрами или другими механизмами подачи. Величина углубки за рейс находится в пределах 0,3-0,8 м и зависит от длины породоразрушающего инструмента. В процессе бурения инструмент периодически приподнимают на 10- 15 см над забоем во избежание его заклинивания. При необходимости в скважину подливается небольшое количество воды.

При забивном бурении без отрыва снаряда от забоя основными технологическими параметрами считаются масса ударного патрона, частота ударов, высота подъема штанги ударного патрона и углубка за рейс. Масса ударного патрона принимается в зависимости от диаметра стакана и твердости породы и обычно составляет 150-300 кг. Величина подъема штанги ударного патрона определяется его конструкцией и составляет 0,6-1 м. Рекомендуемая частота ударов 20-25 в мин. Углубка за рейс ограничивается длиной забивного стакана и не превышает 0,5-0,8 м. Однако целесообразно рейсовую углубку уменьшать до 0,2-0,4 м во избежание прихвата породоразрушающего инструмента на забое.

В водонасыщенных и сыпучих породах бурение ведется желонками с одновременным или опережающим креплением скважины трубами. Частота ударов желонки о забой составляет 20-30 в мин, а высота ее подъема 0,25-0,45 м. Желонки рекомендуется утяжелять ударными штангами массой 50-100 кг. Не допускается выход желонки из-под башмака обсадных труб более чем на половину ее длины (0,5-1 м) во избежание ее прихвата при обрушении стенок.

Обсадные трубы могут свободно опускаться под действием собственного веса. Однако в большинстве случаев необходимо их принудительное погружение вибромеханизмами забивкой, задавливанием, расхаживанием или вращением. Рейсовая скорость бурения без отрыва снаряда от забоя на глубине 50 м в 2-3 раз выше, чем при бурении с отрывом от забоя. В этом заключается основная технология бурения скважин.

О компании Новости Наш адрес Наши свидетельства Напишите нам Ваши коммерческие предложения