 |
Технические данные установки РБК-5
|
|
|
|
Глубина бурения, м ………………………………………………. 600
Диаметр эксплуатационной колонны, мм……………………… 273
Грузоподъемность, макс., кН …………………………………… 320
Крутящий момент, макс., даН.м…………………………………1077
Вращательный способ с прямой промывкой жидкостью остается основным способом бурения гидрогеологических скважин, т.к. не имеет ограничений по глубинам и по диаметрам скважин. Используется серийный буровой инструмент. Основным недостатком является необходимость применения глинистого раствора при проходке рыхлых отложений и, следовательно, снижение качества гидрогеологического опробования.
Для бурения глубоких эксплуатационных скважин применяются бурильные трубы диаметром 60,3; 63,5; 73 мм с шарошечными или лопастными долотами нефтяного сортамента. Расширение интервала продуктивного горизонта выполняется специальными расширителями.
Разработаны расширители нескольких типоразмеров (ВСЕГИНГЕО):
- гидравлические РГ-130/400, 190/500, 269/620, 315/700 (цифры в дроби обозначают, в мм, диаметры скважины и создаваемой каверны);
- механические – РМ-131/400, 190/500, 214/580, 269/620, 315/700;
- эксцентриковый РЭ-190 для пилот-скважины диаметром 190, 214, 269 и 315 мм и диаметром каверны до 1200 м.
Буровой снаряд для ударного бурения (рис.) состоит из долота, ударной штанги, раздвижной штанги (яссы) и канатного замка.
Долота делятся на плоские, двутавровые, округляющие, крестовые и пирамидальные (рис.). Тип долота определяется характером проходимых пород.
Плоское долото с клинообразным лезвием – для мягких пород; в стволе скважины могут оставаться выступы, мешающие спуску обсадных труб.
Двутавровое долото – для вязких пород; по концам лезвия имеются борта, образующие двутавровое сечение; форма скважины – близкая к кругу.
|
|
|
Округляющее долото – для твердых пород; боковые стороны долота защищают лезвие от износа.
Крестовое долото – для твердых трещиноватых пород и валунно-галечных отложений; расположение лопастей препятствует заклиниванию его в трещинах.
Пирамидальное долото – для бурения в валунно-галечных отложениях и сдвигания валунов в сторону. Основные технические данные долот приведены в табл..
Ударная штанга (табл.) предназначена для увеличения массы инструмента и сохранения вертикального направления бурового инструмента.
Для удаления с забоя разрушенной породы и при проходке пластов водонасыщенного песка используется желоночный снаряд в следующем составе: желонка, раздвижная штанга (яссы) и канатный замок. Иногда добавляют короткую ударную штангу. Одностворчатая желонка с плоским клапаном – основной универсальный тип этого инструмента (табл., рис.).
Желонка с полусферическим клапаном и копьем (см.табл., рис.) применяется для забора разжиженной массы и при проходке песков. Полусферический клапан обеспечивает плотное закрытие желонки, а копье – предварительное рыхление породы.
Поршневая желонка используется при бурении обводненных песков и плывунов, а также при разведке россыпных месторождений. Её устройство видно на рис.. При постановке желонки на забой поршень при открытом клапане опускается до башмака. При подъеме желонки поршень перемещается в верхнее положение при закрытом клапане. При этом выше поршня в желонке образуется разряжение и вода со шламом, приподнимая плоский клапан, входит в желонку. Для освобождения желонки поршень переводят в верхнее положение выше окон в стенке желонки.
Забивной стакан применяется при необходимости отбора керна при ударно-канатном бурении в мягких породах. Стакан изготавливается из обсадных труб требуемого диаметра. Нижняя часть стакана имеет рабочее кольцо с упрочненной режущей кромкой и скосом, обычно, во внутрь стакана. Для удержания разрушенных и сыпучих пород наконечник снабжают паукообразным пластинчатым кернодержателем, а для водонасыщенных пород -–откидным клапаном. Продольные вырезы (окна) в корпусе стакана облегчают удаление породы. Ударный патрон состоит из наковальни, навинченной на корпус стакана и трубчатого корпуса, в котором перемещается ударная штанга. Ударная штанга имеет соединение с канатом. В процессе бурения ударная штанга поднимается и сбрасывается на наковальню, в результате чего и происходит углубка стакана в грунт.
|
|
|
Канатный замок – устройство для соединения каната с инструментом (рис.) обеспечивает благодаря наличию втулки поворот инструмента при его подъеме после удара о забой. Для этого используется канат прямой левой свивки, который при подъеме под действием веса инструмента растягивается и раскручивается, проворачивая инструмент вправо. В момент удара инструмента о забой под влиянием упругости ветвей канат сжимается и закручивается, проворачивая втулку в корпусе замка влево. Угол поворота долота после каждого удара тем больше, чем тяжелее буровой снаряд, чем тоньше и длиннее канат. Для желоночных и талевых канатов обычно выбирают канаты крестовой свивки. Параметры канатного замка приведены в табл.
Раздвижная штанга – рабочие ножницы (рис., табл.) состоит из двух звеньев, скользящих одно в другом. Рабочий ход звена составляет 250 мм, а аварийный - 500 мм. В момент удара долота о забой верхнее звено опускается и при подъеме ударяет по нижнему звену, облегчая отрыв долота от забоя и выбивание снаряда – в случае его прихвата в вязких и трещиноватых породах.
Расширитель (рис.) служит для расширения скважины за башмаком обсадной трубы с целью спуска обсадной колонны или для увеличения полости (зоны) водопритока и размещения обсыпки. Расширитель размещается между долотом и ударной штангой. Резцы раскрываются под действием пружины и срезают породу при сбрасывании снаряда.
Инструментальные ключи используют для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений в буровом инструменте. Учитывая ударные нагрузки, требуется затяжка резьб с усилием на рукоятке ключа не менее 30 кН; выпускаются ключи с размером зева: 84, 102, 128, 140, 152 и 200 мм; используется затяжная трещетка.
|
|
|
Аварийный инструмент (рис., табл.) предназначен для ликвидации осложнений при ударно-канатном бурении в связи с обрывом каната (ерши однорогий и вилкообразный) или в случае разъединения резьбовых соединений инструмента (ловитель).
Обсадные трубы и принадлежности к ним. Число типоразмеров обсадных труб при гидрогеологическом бурении определяется в основном степенью устойчивости стенок скважины и необходимостью изоляции отдельных водоносных горизонтов. При бурении поисковых и картированнных неглубоких скважин применяют обсадные трубы диаметром 108, 127 и 146 ниппельного соединения геологоразведочного стандарта по ГОСТ 6238.
Крепление глубоких разведочных и эксплуатационных (водозаборных) скважин выполняется трубами нефтяного сортамента с муфтовым соединением. Практикуется также безрезьбовое соединение труб на электросварке, выполняемое непосредственно на устье скважины, что значительно облегчает процесс обсадки ввиду гладкоствольности колонны; при извлечении выполняют отрезку труб.
При бурении скважин на минеральные и термальные воды получили распространение трубы из нержавеющей стали – бесшовные, коррозионностойкие, например, марки 10Х171113М2Т, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т.
Для повышения ресурса работы выполняют футеровку – покрытие внутренней поверхности слоем полиэтилена.
Сортамент нефтяных обсадных труб по ГОСТ 632 приведен в табл..
Основной тип резьбы обсадных труб имеет треугольный закругленный профиль с шагом 3,175 и конусностью 1:16; имеется короткая и удлиненная резьба (для диаметров 114-245 мм). Кроме того, предусмотрены резьбы с трапецеидальной резьбой ОТТМ (для диаметров труб 114-340 мм), а также трубы с раструбным безмуфтовым соединением ТБО "труба в трубу" (для диаметров 127-194 мм).
Длина труб составляет 9,5-13 м; допускается поставка труб (20%) длиной
8-9,5 м и (до 10%) 5-8 м.
При обсадке обычно используют трубы через диаметр или же выполняют обточку муфт, например, до диаметров 184, 236, 340, 390 и 440 мм.
|
|
|
Для крепления неглубоких скважин применяют также чугунные, асбоцементные и полимерные трубы.
Забивной башмак (табл.) предназначен для предохранения нижнего резьбового конца колонны обсадных труб от смятия.
Забивная головка (рис., табл.) служит для предохранения верхнего конца обсадных труб от смятия при их забивании в скважину. Имеются резьбовые головки для труб одного диаметра и многоступенчатые резьбовые – для труб нескольких смежных диаметров.
Забивной снаряд (рис.) предназначен для принудительного погружения колонны обсадных труб в скважину. Нижняя хвостовая часть груза служит для увеличения его массы и двигается в отверстии забивной головки. Массы снаряда – 950 кг.
Выбивной снаряд (рис.) применяется при извлечении обсадных труб ударами из неглубоких скважин. Выбивание выполняется резкими подъемами штанги с кольцом вверх с помощью лебедки станка.
В целях повышения удобства использования инструмента ВИТРом разработан облегченный инструмент из титанового сплава (хомуты, ключи, элеваторы).
Хомут (рис., табл.) применяется для спуска и подъема колонны обсадных труб с упором под муфту и для поддержания колонны на весу с захватом в любом месте трубы.
Элеватор корпусной предназначен для спуска и подъема колонны обсадных труб с упором под муфту. Используются элеваторы нефтяного сортамента типа КМ и ЭК с подвесом за штопоры (рис.). Их недостаток – излишняя масса, так как они рассчитаны на грузоподъемность нефтяных установок. Облегченные элеваторы для гидрогеологического бурения рассчитаны на грузоподъемность
200 кН.
Ключи (рис., табл.) трубные, цепные и шарнирные предназначены для ручного свинчивания и развинчивания.
Литература к главе 7
(«Технология»)
1. Алмазоcберегающая технология бурения. /Г.А.Блинов, В.И.Васильев, М.Г.Глазов, О.С.Головин, В.П.Липатников.-Л.: Недра, 1989.
2. Башкатов Д.Н., Панков А.В., Коломиец А.М. Прогрессивная технология бурения гидрогеологических скважин. – М., Недра, 1992.
3. Башлык С.М., Загибайло Г.Т. Бурение скважин. – М., Недра, 1990.
4. Бугаев В.Г., Киреев С.Г. и др. Комплект короткошнековых буров легкой серии. ЦНТН. Информационный листок № 272-92. – Красноярск, 1992.
5. Бурение горизонтальных разведочных скважин высокочастотными гидроударниками. /Башкатов Д.Н., Володченко В.К., Стексов В.М. и др. – В сб.: Технические средства для прогрессивных способов бурения. – М, ВПО «Союзгеотехника», 1983.
6. Буровой инструмент для геологоразведочных скважин: Справочник /Н.И.Корнилов, Н.Н.Бухарев, А.Т.Киселев и др. – М.: Недра, 1990.
|
|
|
7. Гидроударные забойные машины ГМ59, ГМ76. ГМ112, ГМ134, ГМ151. (Проспект). – М., СКБ «Геотехника», 1999.
8. Григорьев В.В. Бурение со съемными керноприемниками – М.: Недра, 1986.-197 с.
9. Григорьев В.В., Матвеев Ю.А. Колонковое бурение со съемными керноприемниками.- Разведка и охрана недр, 1996, № 9, с.14-16.
10. Ивановская Н.И. Эффективный инструмент для бескернового бурения. – Разведка и охрана недр, 1996, № 9, с.28-30.
11. И н с т р у к т и в н ы е у к а з а н и я по алмазному бурению геолгоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые / Сост.: В.И.Васильев, Г.А.Блинов, П.П.Пономарев и др.- Л.: ВИТР, 1983.
12. Кардыш В.Г., Киселев А.Т., Меламед Ю.А., Гидроударное бурение с использование шарошечных долот. – В сб.: Новые технические средства для бурения геологоразведочных скважин. – Л., НПО «Геотехника», 1989.
13. Кардыш В.Г. Применение кольцевых пневмоударных машин в комплексе со снарядами для бурения с обратной циркуляцией очистного агента. Техника, технология и организация геологоразведочных работ. Экспресс-информация № 3, М. ВИЭМС, 1993.
14. Каталог фирмы «Атлас Копко Крелиус» - Швеция, 1994.
15. Каталог фирмы «Кристенсен» - США, 1990.
16. Каталог фирмы «Лонгир» - США, 1990.
17. Кирсанов В.А., Орлов В.И., Сорокин В.Ф. Твердосплавный и алмазный породоразрушающий инструмент. – Разведка и охрана недр. 1996, № 9, с.25-28.
18. Киселев А.Т., Меламед Ю.А. Методическое пособие. Техника и технология гидроударного бурения. – Министерство геологии СССР. Учебно-методический кабинет. – М., 1988.
19. Меламед Ю.А. Гидроимпульсная технология: большие возможности и широкий спектр применения. – Разведка и охрана недр, 1993, № 6, с.17-19.
20. Меламед Ю.А., Ильина Н.В., Шалимов А.А. Вращательно-ударное бурение глубоких скважин высокочастотными гидроударными машинами. – В сб.: Совершенствование и разработка бурового инструмента для прогрессивных способов бурения. – Л., ВПО «Союзгеотехника», 1986, с.
21. М е т о д и ч е с к и е р е к о м е н д а ц и и по технологии высокооборотного алмазного бурения в монолитных и слаботрещиноватых горных породах. / В.И.Васильев, В.П.Липатников, В.Н.Зорин, И.С.Егоров. – Л.: ВИТР, 1987.
22. Методы, технология и организация буровых работ с использованием съемного инструмента. В.П.Онищин, Г.А.Блинов, В.Г.Вартыкян, Д.Н.Плавский. – Л.: Недра, 1990. – 268 с.
23. Разведочно-добычной комплекс для подводных россыпей (проспект). – М.: ЦНИГРИ, 1993.
24. Ребрик Б.М. Бурение инженерно-геологических скважин. – М.,
Недра, 1990.
25. Специальные работы при бурении и оборудовании скважины на воду. Башкатов Д.Н., Драхлис С.Л., Сафонов В.В.Ю Квашнин Г.П. – М., Недра. 1988.
26. Справочник инженера по бурению геолого-разведочных скважин. Под общей редакцией проф. Е.А.Козловского. В 2-х томах. – М., Недра, 1984.
27. Справочное руководство мастера геологоразведочного бурения. /Г.А.Блинов, В.И.Васильев, Ю.В.Бакланов и др. – Л., Недра. 1983.
28. Танов Е.И., Площадный В.Я. Шнековый буровой инструмент- М.,
Недра, 1985.
29. Технология бурения скважин большого диаметра установкой УБСР-2М-М., ЦНИГРИ, 1993.
· Оптимальные значения углубок в справочной таблице ООСБ, показанной на рис. уточнены экспериментальным путем в геолого-технических условиях, где проводилась апробация методики.
* По материалам к.т.н. В.П.Воронова и к.т.н. И.И.Николаева (ТулНИГП)
* Простое использование имеющихся серийных пневмоударников с подачей воздуха высокого давления не позволяет в полной мере реализовать все преимущества этой технологии. С этой целью создаются специальные пневмоударники
* см. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник – 4-е изд.-Л.: Машиностроение, 1989.
* Конструкция проф. Ф.А.Шамшева
* По материалам к.т.н. А.И.Рябинина и к.т.н. П.М.Степанова (ТулНИГП)
|
|
|
