Бурение скважин на воду

Реагенты для глинистых растворов, реагенты понижающие водоотдачу, реагенты повышающие вязкость раствора. Промывка скважины.   Периодическую промывку скважин начали применять со второй половины... далее
Алмазные долота предназначены для бурения геологоразве­дочных и взрывных скважин сплошным забоем. Проходка геолого­разведочных скважин сплошным забоем осуществляется в тех случаях, когда назначение... далее
В комплект породоразрушающего инструмента при разве­дочном бурении скважин алмазным способом входят алмазные корон­ки и расширители. Алмазная коронка при бурении выполняет роль породоразру­шающего... далее
Обсадные трубы применяются для закрепления неустойчивых стенок скважины, восстановления циркуляции промывочной жидкости и разъединения пластов горных пород. Свинченные с помощью резьбовых соединений... далее
Все буровые установки имеют однотипное, но разное по своим характеристикам буровое и энергетическое оборудование. Буровое оборудование (механизмы) подразделяется на оборудование для спуска и... далее

Поиск по Бурению-про ↓

Связь ↓

По всем вопросам пишите в обратную связь
BURENIE-PRO.RU » Способы бурения » Алмазное бурение: монтаж и подготовка

Алмазное бурение: монтаж и подготовка

При алмазном бурении необходимо проектировать скважины возможно меньшего диаметра и простой конструкции с минимальным количеством колонн обсадных труб, с тем чтобы снизить расход материалов и энергии, вес инструмента и оборудования и т. д, что в конечном счете приведет к уменьшению общих затрат на про­ходку скважины.

При разведочном бурении алмазами на большинство твердых полезных ископаемых рекомендуется принимать конечный диаметр бурения — 36, 46, и 59 мм. При разведке угольных месторождений конечным диаметром бурения может быть принят диаметр 76 мм.

При бурении опорных геологических скважин на большие глу­бины (3000—7500 м) в различных районах страны (например Печенга, Донбасс, Алтай, Урал и т. д.) предусматривается заканчи­вать их диаметром 76 и 93 мм.

Все скважины делятся на две группы:

а) скважины, от начала до конца пройденные только алмазными корон­ками; б) скважины комбинированного бурения, где верхние интер­валы пройдены твердыми сплавами (Т), дробью (Д) или шарошеч­ными долотами.

Монтаж алмазного бурового оборудования

1. Для проходки скважин алмазными коронками применяются специализированные буровые станки типа БСК-2М-100, СБА-500, СБА-800 или буровые станки для геологоразведочного бурения типа ЗИФ-ЗООМ, ЗИФ-650А и ЗИФ-1200А, а также самоходные буро­вые установки.

2. В процессе алмазного бурения на оптимальных режимах буровое оборудование, и особенно буровой станок, испытывает значительные вибрации. Для предупреждения вибраций буровое оборудование должно монтироваться и жестко крепиться на прочном и устойчивом фундаменте, имеющем достаточную массу.

3. Вид фундамента, его размеры и глубина заложения выбира­ются в зависимости от типа применяемого агрегата, проектной глубины скважины, а также от свойств и состояния грунта. Удельные нагрузки на грунт не должны превышать допустимые для данных условий:

Допустимое уд. давление, кг/см2

Пластичная глина ............................................................................. 1—2.5

Твердая глина................................................................................... 3—6.0

Пластичный суглинок ........................................................................ 1—2.5

Твердый суглинок.............................................................................. 2.5—4.0

Сухой песок........................................................................................2—3

Влажный песок ..................................................................................1.5—2.5

Гравий.................................................................................................5—6

Щебень ..............................................................................................4—6

Пластичный мергель ...........................................................................3—5

4. Для алмазного бурения скважин глубиной до 100—150 м буровое оборудование монтируется на передвижных или стационар­ных фундаментах либо применяются передвижные буровые установки.

Передвижные фундаменты, перевозка которых осуществляется без разборки, выполняются в виде салазок из швеллерных балок или толстостенных обсадных труб. Применяются также фундаменты- салазки из деревянных брусьев.

При бурении скважин на выходах коренных пород насос и дви­гатель можно закрепить с помощью анкерных болтов, зацементи­рованных или расклиненных в шпурах (глубиной 0,7 —1,0 м).

12. Для хранения алмазных коронок и расширителей на буровой должны быть сделаны специальные стеллажи с ячейками, а также ящики-сейфы.

13. При бурении глубоких скважин для очистки глинистого раствора от выбуренной породы монтируется желобная система с уклоном желобов 1 : 100. Желоба должны быть снабжены перего­родками. Слив из желоба в приемную емкость следует располагать в стороне от приемного шланга насоса.

Для очистки глинистого раствора от шлама рекомендуются сепараторы типа ОГХ.

14. При бурении с обратной промывкой необходимо оборудовать устье скважины. Кондуктор в этом случае цементируется, на него устанавливается превентер, к которому присоединяется шланг от насоса.

Подготовка к алмазному бурению

1. Перед началом бурения буровая бригада должна быть, озна­комлена с геолого-техническим нарядом и проинструктирована по технологии проходки скважины.

При инструктаже особое внимание следует уделить рекоменда­циям по применению алмазного бурового инструмента, методике проходки зон, где могут встретиться осложнения (поглощение промывочной жидкости, обвалы пород, закарстованность, напорные поды, газопроявления и т. д.), мероприятиям по обеспечению кон­диционного выхода керна, а также применению оптимальных режи­мов проходки скважины.

2. На буровой должен быть в наличии полный комплект необ­ходимых для алмазного бурения принадлежностей и инструмента, в том числе: алмазные коронки и расширители необходимых типо­размеров, подобранные в соответствии с характером буримых пород и рассортированные по диаметрам; измерительный инструмент (штангенциркуль, микрометр, калибры-пробки и калибры-втулки), трубные и короночные ключи необходимых типоразмеров, ниппели-стабилизаторы и переходники, кернорватели с набором пружин, аварийный инструмент (метчики, торцевые фрезы, ловушки для металлических частиц, керноподъемники, промывочные снаряды, комплект левого аварийного инструмента и труб), колонковые и шламовые трубы, твердосплавные коронки для вспомогательных работ и т. д.

Должны быть доставлены на вышку антивибрационная смазка или эмульсия, либо емкости и материалы для их приготовления и приспособления для нанесения смазки на колонну бурильных труб.

Для заточки алмазных коронок, которые затупились или зашлифовались при бурении, необходимо подготовить набор абразивных кругов различной зернистости.

3. В процессе подготовительных работ необходимо тщательно осмотреть и собрать буровой снаряд. Колонковые и бурильные трубы должны быть прямолинейными, без вмятин, следов глубокой коррозии, заусениц, трещин и других видимых дефектов. Резьбовые соединения бурильных и колонковых труб, переходников, ниппелей, муфтово-замковых соединений, алмазных коронок и расширителей должны быть исправными, чистыми, смазанными консистентными смазками. На буровой следует иметь 2 комплекта колонкового инструмента необходимого диаметра, что позволит во время работы одного набора своевременно подготовлять второй — сменить алмаз­ную коронку или расширитель, извлечь керн, проверить исправность трубы и ее резьбы.

4. Забуриванию скважины алмазной коронкой должна пред­шествовать подготовка кольцевого забоя твердосплавной корон- коп с малым выпуском резцов и последующая тщательная очистка :и»боя от металлических частиц.

5. Отбуривание от башмака обсадной колонны и проходка цементной пробки производятся обычным способом снарядом с твер­досплавной коронкой или шарошечным долотом на всю толщину пробки с углублением в коренные породы на 0,5—1 м.

Для отбурки из-под башмака обсадной колонны в очень крепких породах в виде исключения можно использовать бывшие в употреб­лении импрегнированные алмазные коронки.

Алмазное бурение: монтаж и подготовка

Рис. 10. Специальная коническая фреза. Рис. 11. Твердосплавный фрезер.

6. Переходить на алмазное бурение можно в том случае, когда забой скважины находится в плотных, устойчивых породах, а неу­стойчивые участки ствола скважины надежно закреплены обсад­ными трубами.

7. Уступ скважины, образовавшийся в месте перехода на алмаз­ное бурение, особенно в крепких породах, необходимо тщательно расфрезеровать специальной конической фрезой (рис. 10).

8. Особенно тщательно следует очистить скважину, если она до перехода на алмазное бурение проходилась дробью. Необходимо помнить, что наличие в скважине даже отдельных дробинок приво­дит к авариям с алмазной коронкой — обрыву матриц или отдельных ее секторов, полному выходу из строя алмазной коронки и т. п. Поэтому переходить на алмазное бурение в скважинах, ранее бурив­шихся дробью, допускается в исключительных случаях, когда довести скважину до проектной глубины другими способами не представляется возможным.

При переходе с дробового бурения на алмазное в монолитных слаботрещиноватых породах необходимо предварительно удалить дробь со стенок скважины с помощью щетки-ерша, который опу­скается в скважину на бурильных трубах при медленном вращении.

Особую сложность представляет переход с дробового бурения на алмазное в трещиноватых породах, так как самая тщательная очистка скважины не устраняет дробь, оставшуюся в трещинах ствола, откуда она периодически поступает на забой. В этом случае необходимо полностью закрепить скважину обсадными трубами и зацементировать их.

9. Перед спуском в скважину алмазной коронки необходимо тщательно выровнять забой, гладко зачистить его. Операцию по вы­равниванию забоя обычно совмещают с промывкой забоя скважины.

10. После выравнивания и тщательной промывки забоя в сква­жину спускается забурочный снаряд с алмазной коронкой. Для забуривания скважины используется бывшая в работе импрегнированная алмазная коронка.

Чтобы предупредить резкое искривление скважины, забуривать необходимо строго по центру пройденного ствола. Для этого соби­рают снаряд из алмазной коронки и короткой (0,5—1 м) колонковой трубы — «забурника», который соединяется конусным ступенчатым переходником с длинной (4—6 м) направляющей трубой большего диаметра, соответствующего диаметру скважины.

11. В состав колонкового снаряда для алмазного бурения вхо­дят (снизу вверх):

а) алмазная коронка;

б) кернорватель (корпус рвателя с рвательной пружиной);

в) алмазный калибровочный расширитель; в новых конструк­циях совмещаются расширитель и корпус рвателя — в корпусе расширителя устанавливается рвательная пружина;

г) одинарная или двойная колонковая труба; для удлинения колонкового набора несколько колонковых труб могут соединяться между собой;

д) переходник; в колонковых наборах могут быть установлены переходники следующих конструкций: обычные двухрезьбовые, фрезерные, износостойкие (армированные), водосливные и с обратным клапаном, комбинированные.

е) труба шламовая закрытого или открытого типа (устанавли­вается при необходимости);

ж) ниппель соединительный;

з) труба бурильная.

При бурении глубоких скважин алмазными коронками диаметром 76—93 мм могут применяться утяжеленные бурильные трубы (УБТ), которые устанавливаются над переходниками, а в случаях при­менения шламовой трубы закрытого типа — над последней.

12. Составные элементы колонкового сна­ряда для алмазного бурения надо подбирать в соответствии с конструкцией скважины и характеристикой буримых пород в расчете на эксплуатацию их при оптимальных режимах бурения.

13. Перед очередным рейсом необходимо вы­брать наиболее эффективный тип алмазной ко­ронки для буримых пород, а также подобрать коронку по размерам так, чтобы она свободно проходила в стволе скважины до забоя.

14. Для предотвращения одностороннего износа алмазного породоразрушающего инструмента рекомендуется использовать регу­лировочные кольца, с помощью которых перед каждым рейсом можно повернуть алмазный инструмент на некоторый угол относительно колонковой трубы. Наличие регулировочных колец-прокладок толщиной в 1, 2 или 3 мм позволяет поворачивать алмаз­ный инструмент относительно колонковой трубы на 90, 180 и 270°.

15. Шламовые трубы включаются в состав снаряда при проходке скважин в сложных геологических условиях для улавливания тяже­лого и крупного шлама и для очистки скважины от металлических частиц (буровой дроби, кусочков твердого сплава и др.) (рис. 14).

При алмазном бурении коронками диаметром 36—93 мм реко­мендуется применять шламовые трубы щелевого (закрытого) типа.

16. Для предотвращения вибраций и повышенного износа буро­вого снаряда и алмазного породоразрушающего инструмента все со­ставные элементы снаряда должны быть концентричными, прямо­линейными и соосными.

Кривизна колонковых и бурильных труб не должна превышать 1 мм на 1 м длины. Проверять кривизну труб можно с помощью прямолинейного отрезка швеллера и штангенциркуля. Спуск в скважину искривленных колонковых и бурильных труб катего­рически воспрещается.

17. Спуск снаряда в скважину необходимо производить плавно и осторожно, чтобы не повредить алмазный инструмент.

На участках ствола скважины с возможными препятствиями скорость спуска снаряда должна снижаться во избежание резких ударов алмазного инструмента о препятствие.

В случае резкого удара алмазным инструментом о препятствие или забой, а также при падении снаряда его следует поднять, тща­тельно осмотреть и при повреждениях произвести необходимые замены.

18. На зауженных интервалах ствола скважины спуск снаряда с новой алмазной коронкой или калибровочным расширителем следует производить с вращением на малых оборотах шпинделя, при ограниченной подаче и с интенсивной промывкой. Скорость разбурки зауженного участка скважины не должна превышать более чем в 2—3 раза оптимальную скорость бурения алмазной коронкой в этих же породах. Большая скорость разбурки скважины может привести к преждевременному износу наружных подрезных алмазов коронки или алмазов расширителя, а также к заклинке снаряда в стволе.

19. Если при спуске снаряд с алмазным инструментом стал на вывал крепких пород или куски керна, застрявшие в скважине, снаряд необходимо поднять на поверхность. Запрещается пробивать вывал или куски керна ударами снаряда с алмазным инструментом, а также разбуривать их алмазной коронкой, так как это приводит к сколу алмазов или обрыву матрицы коронки. Ликвидацию вывала следует производить твердосплавной коронкой или шарошечным долотом путем проталкивания кусков породы или керна до забоя, обуривания, заклинки и подъема их либо их дробления.

20. При дохождении до забоя не рекомендуется применять осевую нагрузку на снаряд более 200—300 кг. Преждевременная остановка снаряда при дохождении до забоя может указывать на заклинку керна в коронке. В зтом случае повышение нагрузки на алмазную- коронку может привести к ее повреждению. Продавливать куски керна в алмазную коронку при дохождении до забоя категорически воспрещается.

21. В случае, если призабойная часть скважины заужена и при спуске новая алмазная коронка не доходит до забоя, необходимо разбурить этот участок скважины алмазной коронкой. Разбуривать следует на малых оборотах шпинделя станка при интенсивной про­мывке и с малой подачей снаряда.

22. После постановки снаряда на забой в течение 15—20 мин следует бурить на первой скорости вращения шпинделя станка при небольшой нагрузке на снаряд (300—400 кГ). Затем, после проходки 20—30 см, следует, постепенно повышая скорость вращения и осе­вую нагрузку, довести параметры режимов бурения до оптималь­ных, предусмотренных в геолого-техническом наряде.

  • Всего просмотров: 13639 / +0