 |
3.3. Алмазное бурение с использованием двойных колонковых труб
|
|
|
|
3. 3. Алмазное бурение с использованием двойных колонковых труб
Двойные колонковые трубы являются средством увеличения углубки за рейс и повышения выхода керна в трещиноватых раздробленных горных породах.
Двойная колонковая труба ТДН-0 предназначена для бурения в сильнотрещиноватых и разрушенных породах. Имеет подшипниковый узел открытого типа и керноприемное устройство со специальной алмазной коронкой (рис. 3. 28, табл. 3. 29).
Рис. 3. 28. Двойная колонковая труба типа ТДН-0
1 – наружная труба; 2 – внутренняя труба; 3 – износостойкий переходник; 4 – сигнализатор самозаклинивания керна; 5 – упорный подшипник; 6 – контргайка; 7 муфта; 8 – ствол; 9 – фильтр; 10 – алмазная коронка
Таблица 3. 29. Техническая характеристика двойных колонковых труб ТДН-0
| Характеристики | ТДН-0-59 | ТДН-0-76 | ТДН-0-93 |
| Диаметр бурения | |||
| Диаметр буровой коронки, мм: наружный внутренний | 34, 5 | ||
| Размеры наружной трубы, мм: диаметр наружный толщина стенки | 3, 75 | 3, 75 | 4, 0 |
| Размеры керноприемной трубы, мм: диаметр наружный толщина стенки | 3, 0 | 3, 75 | 3, 0 |
| Длина трубы, мм | |||
| Масса трубы, кг |
Подшипниковый узел состоит из верхнего износостойкого переходника 3, соединенного резьбами с наружной трубой 1 и стволом 8, на котором размещается сигнализатор самоподклинивания керна 4, упорный подшипник 5 и муфта 7. К муфте 7 на резьбе присоединяется внутренняя керноприемная труба 2, в нижней части соединенная с рвательным устройством. К наружной трубе через твердосплавный расширитель крепится специальная алмазная коронка 10, снабженная пакерным поясом, ниже которого располагаются выходы промывочных каналов из тела коронки. Промывочная жидкость по сверлению в переходнике 3 попадает в кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами и выходит в скважину выше забоя по промывочным каналам в теле алмазной коронки. Так как гидравлическое сопротивление на уровне пакерного пояска коронки и расширителя в скважине больше, чем на забое, основная часть промывочной жидкости устремляется через рвательное устройство в керноприемную трубу, обеспечивая обратную промывку. Из керноприемной трубы 2жидкость попадает в скважину по сверлению в переходнике.
|
|
|
При самозаклиниваниях керна на керноприемную трубу 2передается часть осевой нагрузки. При значениях осевой нагрузки 200-400 даН сигнализатор самозаклинивания 4 сжимается, перекрывая каналы для прохода жидкости в кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами. Повышение давления жидкости отмечается манометром на буровом насосе.
Двойная колонковая труба ТДН-2 (рис. 3. 29. ) состоит из подшипникового узла 2, к которому с помощью резьбового соединения крепится наружная труба 7. На стволе подшипникового узла закрепляется внутренняя керноприемная труба 6, имеющая возможность продольного перемещения для регулировки зазора между корпусом рвателя 10и алмазной коронкой. Регулирование зазора производится с помощью гайки 3. В стволе подшипникового узла имеются сверления для выхода жидкости из внутренней полости керноприемной трубы 6при выдавливании ее керном и шаровой клапан, удерживающий керн от падения при извлечении трубы из скважины. Специальная алмазная коронка присоединяется к наружной трубе 7 с помощью удлинителя. Верхняя часть трубы ТДН-2 фиксируется в скважине от поперечных перемещений износостойким переходником 1. Трубы ТДН-2 комплектуются специальными утолщенными алмазными коронками, что позволяет использовать при бурении глинистый раствор повышенной вязкости (до 40 с по СПВ-5). Увеличенная толщина матрицы позволяет повышать осевую нагрузку в 1, 2-1, 4 раза по сравнению с оптимальной для бурения одинарными колонковыми снарядами. Техническая характеристика двойных колонковых труб ТДН-2 приводится в табл. 3. 30.
|
|
|
Рис. 3. 29. Двойная колонковая труба типа ТДН-2
1 - износостойкий переходник; 2 - подшипниковый узел; 3 - регулировочная гайка; 4- шарик обратного клапана; 5 - втулка коническая; 6 - керноприемная труба; 7 - труба наружная; 8 - расширитель алмазный; 9 - кольцевая проточка; 10 - корпус рвателя; 11 – кернорвательное кольцо; 12 - коронка алмазная
Таблица 3. 30. Техническая характеристика двойных колонковых труб ТДН-2
|
Параметр | Диаметр снаряда, мм | |
| Диаметр коронки, мм: наружный внутренний Размеры труб, мм: наружной наружный внутренний внутренней наружный внутренний Длина, мм*: трубы керноприемной части Масса трубы, кг | 59, 0 38, 0 57, 0 50, 0 48, 0 44, 0 6055, 0 5500, 0 52, 0 | 76, 0 52, 0 75, 0 68, 0 65, 0 61, 0 6200, 0 5500, 0 59, 5 |
| * В зависимости от геолого-технических условий длина труб по заказам производственных организаций может изменяться. | ||
Промывочная жидкость поступает к забою скважины из бурового снаряда по каналу в подшипниковом узле 2 и кольцевому зазору между наружной трубы 7 и внутренней 6. Контакт керна с прямым потоком промывочной жидкости происходит ниже конической втулки 5 рвательного устройства.
Модернизированная двойная колонковая труба ТДН-0 (ТДН-2/0) имеет подшипниковый узел открытого типа и керноприемное устройство со специальной алмазной коронкой (рис. 3. 30, табл. 3. 31).
Рис. 3. 30. Модернизированная двойная колонковая труба типа ТДН-0 (ТДН-2/0)
1 - износостойкий переходник; 2 – наружная труба; 3 - гайка; 4 - корпус; 5, 8, 9 - втулки; 6 – подшипник; 7 - шарик; 10, 11 – шайбы; 12 - пробка; 13 - керноприемная труба; 14 - кольцо; 15 - наконечник; 16 – алмазный расширитель; 17 – корпус рвателя; 18 - кольцо рвательное; 19 – алмазная коронка
|
|
|
Межтрубный зазор рассчитан на пропуск густых промывочных жидкостей. Жидкость контактирует с керном только на коротком участке ниже кернорвательного кольца. Предусмотрено бурение как с прямой промывкой (при наличии резьбовой пробки в боковом канале верхнего переходника), так и с разделением потока под торцом коронки (без пробки в боковом канале) за счет увеличения гидравлического сопротивления в затрубном кольцевом зазоре. При этом часть потока направляется вместе с раздробленным керном в керноприемную трубу и выходит через боковой канал верхнего переходника.
Подшипниковый узел состоит из верхнего переходника 1, соединенного резьбами с наружной трубой 2и корпусом 4, в котором размещается сигнализатор самоподклинивания керна, упорный подшипник 6и соединительная муфта. К муфте на резьбе присоединяется внутренняя керноприемная труба13, в нижней части соединенная с рвательным устройством. К наружной трубе через алмазный или твердосплавный расширитель 16крепится специальная алмазная коронка 19, снабженная пакерным поясом.
Промывочная жидкость по сверлению в переходнике 1 попадает в колонковый зазор между наружной и внутренней трубами и выходит в скважину выше забоя по промывочным каналам в теле алмазной коронки. Так как гидравлическое сопротивление на уровне пакерного пояска коронки и расширителя в скважине больше, чем на забое, основная часть промывочной жидкости устремляется через рвательное устройство в керноприемную трубу, обеспечивая обратную промывку. Из керноприемной трубы 13жидкость попадает в скважину по сверлению в переходнике 1.
При самозаклиниваниях керна на керноприемную трубу 13передается часть осевой нагрузки. При значениях осевой нагрузки 200-400 даН и более сигнализатор самозаклинивания сжимается, перекрывая каналы для прохода жидкости в кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами. Повышение давления жидкости отмечается манометром на буровом насосе, что свидетельствует о возникновении самозаклинивания керна.
Таблица 3. 31. Техническая характеристика двойных колонковых труб ТНД – 2/0
|
|
|
| Характеристики | ТНД-2/0-59 | ТНД-2/0-76 | ТНД-2/0-93 |
| Диаметр алмазной коронки, мм: наружный/внутренний Тип алмазных коронок Тип алмазного расширителя Размеры наружной трубы, мм: наружный диаметр толщина стенки Размеры керноприемной трубы, мм: наружный диаметр толщина стенки Длина трубы, мм Масса трубы, кг | 59/34, 5 КДТО-59 РДТО-59 3, 75 3, 0 | 76/46 КДТО-76 РДТО-76 3, 75 3, 75 | 93/60 КДТО-93 РДТО-93 4, 0 3, 0 |
Рабочие параметры режимов бурения двойными колонковыми трубами подбираются в каждом конкретном случае в зависимости от геолого-технических условий бурения, типа применяемой трубы и конструкции коронки.
|
|
|
