Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Бурение скважин

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Система GEOBOR S

Для отбора керна при бурении в самых сложных горно-геологических условиях компанией Atlas Copco разработана система GEOBOR S, которая позволяет бурить скважины диаметром 146-150 мм и отбирать керн диаметром 102 мм. Область применения системы - рыхлые породы, горные породы малой и средней твердости. При этом колонковый набор может быть оснащен спускаемым на тросе через колонну бурильных труб инструментом различного типа и назначения, выбор которого производится с учетом буримых пород. В зависимости от инструмента предложено к использованию 7 методов бурения. В основу системы GEOBOR S положен принцип бурения со съемным керноприемником.

Поскольку в процессе бурения имеется возможность менять и использовать различные по конструкции керноприемники и грунтоносы, возможна оперативная реализация отбора как твердых монолитных горных пород, пластичных пород средней твердости, рыхлых и сыпучих пород, осуществлять гидроиспытания в скважине и бурить без отбора керна.

При реализации методов 1-3 керноотборник GEOBOR S пригоден для работы с промывкой водой, глинистым раствором, а также при продувке и предназначен для отбора ненарушенных образцов керна. Керноотборник представляет собой тройную колонковую трубу с вкладной керноприемной гильзой (табл. 8.6, рис. 8.3). Третья (внутренняя) труба выполнена из пластика, что значительно уменьшает трение при входе керна в пробоотборник. Пластиковая труба также позволяет извлекать керн из снаряда без нарушения его структуры и применяется для транспортирования керна.

ОЕОВСЖ 8 целесообразно использовать при бурении скважин глубиной более 15 м. В мелких скважинах отбор образцов следует производить колонковыми керноотборниками типа Тб-Э.

ОЕОВСЖ. Б представляет собой тросовый пробоотборник, который извлекается из скважины лебедкой без подъема бурильной колонны, которая выполняет роль обсадной. Это позволяет бурить скважины в любых по состоянию устойчивости осадочных породах.

ОЕОВСЖ Э позволяет бурить скважины глубиной до 200 м. Если используется дополнительная обсадная колонна для крепления верхнего интервала ствола с внутренним диметром 155 мм, то глубина бурения может быть удвоена при условии достаточной мощности привода бурового станка.

Замена бурового инструмента, установленного на колонне труб возможна только при подъеме из скважины всего снаряда, что требует осуществлять выбор инструмента таким образом, что бы его ресурса хватало для проходки всего ствола скважины до заданной глубины.

Отбор проб системой ОЕОВОЯ Э может осуществляться во всех направлениях, например, при бурении горизонтальных или восстающих скважин. При этом керноприемник и ловитель доставляют в скважину промывочной жидкостью, нагнетаемой буровым насосом.

Для бурения системой вЕОВОЯ Б могут применяться буровые установки, отвечающие следующим требованиям:

Схема направляющей коронки с фронтальным отводом промывки (стрелками показано направление потока жидкости)

Рис. 8.6. Схема направляющей коронки с фронтальным отводом промывки (стрелками показано направление потока жидкости)

  • - при глубине бурения 35 м рекомендуемый крутящий момент 1570 Н м;
  • - при глубине бурения 100 м крутящий момент 4410 Нм;
  • - при глубине бурения 200 м крутящий момент 8830 Нм;
  • - частота вращения рекомендуется в пределах 25-300 мин'1, предпочтительно с плавной бесступенчатой регулировкой;
  • - максимальное тяговое усилие извлечения снаряда из скважины должно составлять 60-80 кН, рабочее 40-50 кН;
  • - вышка и лебедка должны обеспечивать возможность перемещения керноприемника длиной 2,5 ми 1,5 или буровые штанги длиной 3,0 м;

шланго держатель должен обеспечивать возможность работы с трубами диаметром 150 мм;

- промывочный насос должен иметь производительность 120-200 л/мин и развивать давление до 5 МПа.

В зависимости от вида грунта ОЕОВСЖ 8 может быть оборудован различным инструментом, размещаемым на внутренней, фиксируемой в наружной колонне, съемной трубе. При этом при реализации всех методов колонна бурильных остается одинаковой, а варьируются (в зависимости от метода) конструкции буровой коронки, грунтоноса и внутренней съемной трубы.

Метод 1

Метод рекомендуется при бурении осадочных горных пород, а также связанных грунтов. При исполнении метода могут использоваться:

  • - стандартные буровые коронки с центральной промывкой;
  • - буровые коронки с фронтальным отводом промывки;
  • - направляющие буровые коронки с фронтальным отводом промывки.

Названные коронки могут оснащаться резцами типа 01АРАХ (рис. 2.17,

2.18 и 2.19), алмазными вставками и призматическими резцами с температурной компенсацией и др.

Буровые коронки с фронтальным отводом жидкости оснащены промывочными канавками, проходящими сквозь фронтальную часть коронки и матрицу (рис. 2.17, 2.18, в и 2.19), поэтому при бурении этой коронкой контакт между керном и промывочной жидкостью будет минимальным.

Направляющие буровые коронки с фронтальным отводом жидкости используются преимущественно при проведении буровых работ в рыхлых или мягких осадочных породах и частично в твердых. Вследствие специальной конструкции направляющей коронки контакт промывочной жидкости с керном практически исключен (рис. 8.6).

Метод 2

Метод предназначен для бурения почвогрунтов, слабо сцементированных выветрелых и очень мягких грунтов, а также солей и др.

Коронка для бурения снарядом СЕОВСЖ Б (метод 2)

Рис. 8.7. Коронка для бурения снарядом СЕОВСЖ Б (метод 2)

В этом случае используется двухсекционная буровая коронка (рис. 8.7) с вооружением в виде твердосплавных вставок: одна ее часть является направляющей коронкой (установлена на внутренней керноприемной трубе), а другая расширительной коронкой (установлена на наружной трубе снаряда). Промывочный агент подается между этими частями коронки, не взаимодействуя, таким образом, с керном. Длина направляющих коронок может быть 60 или 110 мм.

При реализации методов 1 и 2 керн выбуривается за счет режущего действия вращающейся буровой коронки, а затем перемещается в невращающиися грунтонос и далее во внутреннюю пластиковую трубу. После отбора пробы внутренняя керноприемная труба с керном поднимается на поверхность.

Метод 3

Метод используется при отборе проб в мелкозернистых и рыхлых несвязных грунтах, например, песках.

При исполнении метода 3 корпус грунтоноса выдвигается из буровой коронки, и керн напрямую штампуется и попадает вовнутрь грунтоноса и внутреннюю пластиковую трубу, т. е. отбор керна производится опережающим

штампованием в отличие от методов 1 и 2.

Буровые коронки, используемые в методе 3, также выполняют функции направляющей (установлена на внутренней керноприемной трубе) и расширительной (установлена на наружной трубе снаряда). При этом расширительная коронка применяется такая же, что и в методе 2, а направляющая коронка имеет иную конструкция, которая обеспечивает возможность длинному грунтоносу выдвигаться за пределы этой коронки для штампования керна.

Метод 4

Метод применяется для бурения рыхлых, несвязных грунтов, песков пробоотборником Mazier.

/

Инструмент, для реализации метода состоит из втягиваемого пробоотборника. В этом случае корпус грунтоноса также, как и у инструмента, для исполнения метода 3, выдвигается за пределы буровой коронки, но вследствие того, что внутренная труба подпружинена, выступающая часть выдвигается на расстояние 0-50 мм, в зависимости от степени твердости грунта.

/

1

Схема снаряда GEOBOR-S для бурения по методу 4

Рис. 8.8. Схема снаряда GEOBOR-S для бурения по методу 4

На рис. 8.8 показана схема снаряда GEOBOR S, оснащенного для реализации метода 4. Снаряд, в соответствии со схемой на рис.6.7 включает коронку 1, корпус грунтоноса 2, корпус кернорвателя 3, наружную трубу 4, внутреннюю стальную трубу 5 грунтоноса, пластиковую разъемную трубу 6, пружину 7, подшипниковый узел 8 и фиксатор керноприемной трубы 9.

Отбор керна производится штампованием подпружиненным невращающимся грунтоносом. Метод 5

При реализации метода используется пробоотборник типа Shelby, принцип работы которого основан на вдавливании тонкостенной трубы-грунтоноса 1 в мягкий и рыхлый грунт (рис. 8.9). Зажимные фиксаторы 9 (показаны на рис. 8.8) могут передавать осевое усилие при штамповании до 70 кН. Грунтонос выступает за пределы коронки на расстояние /г = 762 или 915 мм и позволяет отбирать образцы диаметром до 95 мм. Изменение диаметра пробы осуществляется заменой выступающего грунтоноса.

Рис.8.9.

Наконечник снаряда СЕОВСЖ-8 для бурения в соответствии с методом 5:

  • 1 - коронка;
  • 2 - грунтонос;
  • 3 - шарик;
  • 4 - переходник

Рис.8.10.

Наконечник снаряда для бурения без отбора керна:

  • 1 - коронка;
  • 2 - долото;
  • 3 - переходник;
  • 4 - уплотнение

Для отбора пробы весь снаряд (после установки съемной внутренней трубы с грунтоносом) поднимается на расстояние порядка 1 м над забоем и грунтонос вдавливается в породу, перемещаясь вместе с колонной бурильных труб. Отбор пробы проводят без промывки или продувки. После отбора пробы грунтонос поднимают на поверхность лебедкой с помощью овершота.

Метод 6

Используемый снаряд позволяет бурить без отбора керна или пробы. В этом случае внутренняя съемная труба с переходником 3 оснащается долотом 2 (рис. 8.10).

Зазор между внутренней и наружной трубой, при установке внутренней трубы, герметизируется кольцевыми уплотнениями 4, что обеспечивает прохождение потока промывочной жидкости через долото.

Метод 7

Позволяет устанавливать внутренний съемный снаряд для проведения гидроиспытаний при отборе керна, например, при бурении опорных скважин под основания плотин.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>