Меню Рубрики

Установка вращательного бурения это

Ударно-вращательное бурение

Ударно-вращательный способ бурения является одним из самых быстрых и эффективных методов проходки скважин на сегодняшний день. Его суть проста: на породоразрушающий инструмент одновременно подаются вращательные и ударные импульсы. Последние генерирует специальный погружной пневмоударный механизм или, проще говоря, пневмоударник.

Современный пневмоударник способен передавать в забой от 1000 до 2000 ударов в минуту. Если нужна большая производительность, можно задействовать гидроударный механизм. Он работает от энергии жидкости и способен генерировать от 1100 до 3500 ударов в минуту. Правда и обслуживать такую систему несколько сложнее.

История развития данного вида бурения в России тянется с начала прошлого века. Ещё в 1905 году инженер по фамилии Вольский впервые опробовал данный метод при бурении скважин на Кавказе. В 1930 году Комаров В. Н. усовершенствовал предложенный Вольским метод и пробурил несколько глубоких скважин на твёрдые ископаемые, залегающие в подземных пластах Урала. Полномасштабные исследовательские и экспериментальные работы по бурению ударно-вращательным методом были проведены в 1937 году советским профессором Эпштейном. С тех пор мощность гидро- и пневмоударников с каждым годом росла, а вместе с ней увеличивалась и скорость прохождения твёрдых слоёв грунта. На сегодняшней день мы имеем технологию, обеспечивающую прирост в скорости в два, а то и два с половиной раза относительно темпа вращательного бурения (при этом сфера применения ударно-вращательного способа бурения остаётся фактически той же). Вместе с тем улучшаются условия труда, что немаловажно для круглогодичного осуществления работ.

Существует большое разнообразие вибрационных, гидравлических и пневматических систем, применяемых при бурении. И каждая из этих систем хороша в своей области. Так, пневмоударник отлично справляется с обустройством взрывных скважин. Полуавтоматические пневмоударные станки позволяют внедрять системы поточной добычи твёрдых ископаемых. Если же предстоит иметь дело с твёрдыми породами 6-12 категории буримости, высокопроизводительные погружные пневмоударники представляются лучшим вариантом из всех возможных. Этот буровой инструмент ощутимо снижает кольматацию водных пластов, позволяя осуществлять их надёжное опломбирование.

Коронка буровая и её особенности

Ударно-вращательный метод бурения накладывает определённые требования на применяемый буровой инструмент и в особенности на буровую коронку. Учитывая тот факт, что разрушение пород выполняется за счёт совокупного действия осевого усилия и непрерывных ударных импульсов, передаче обеих этих сил на забой уделяется особое внимание.

Оптимальной производительности можно достичь лишь при условии, что все рабочие лезвия породоразрушающего инструмента сориентированы в нужном направлении. Их углы должны быть тщательно рассчитаны, чтобы один буровой инструмент мог передавать и вращательную, и ударную нагрузку. К настоящему моменту инженерами было проведено множество исследований в данной области. В ходе них было выявлено, что для горных пород различных категорий буримости подходят различные сочетания статических и динамических сил, подаваемых в разном соотношении. Разумеется, под это соотношение должна быть подобрана и геометрия рабочих лезвий породоразрушающего бурового инструмента. Так, например, если угол сминания породы будет слишком высоким, проходка за счёт осевого усилия может оказаться затруднительной, а инструмент будет быстро истираться.

Буровая установка

Как уже было отмечено выше, первая буровая установка, объединяющая в себе силы вращательного и ударного характера, была спроектирована и построена в Советском Союзе. Машина представляла собой совокупность кулачкового ударного механизма, редуктора и электродвигателя средней мощности. Все эти компоненты были смонтированы на небольшой площадке, способной двигаться назад-вперёд в направляющих салазках. Сами же салазки были закреплены на распорной колонке. Рабочее буровое оборудование являло собой длинную трубу, на которой была закреплена кольцевая воронка, армированная пластинами-резцами. Заострение имело форму клина с передним углом -20° и задним 30°. Несмотря на множественные недоработки, эффективность ударно-вращательного бурения была подтверждена экспериментальным путём. Уже в послевоенный период буровые установки ударно-вращательного типа начали разрабатываться сразу несколькими крупными компаниями ФРГ («Salzgitter», «Nyusse und Grefer» и «HAUSHERR»).

Современная вращательно-ударная буровая установка подчиняется тому же принципу, что и прототип 1934 года. Она состоит из ударного, вращательного и подающего механизмов, смонтированных на установочно-транспортной площадке. При этом управление всеми механизмами буровой установки осуществляется с единственного пульта.

Ударно-вращательные механизмы

В классической буровой установке, предназначенной для ударно-вращательного бурения, смонтировано сразу два механизма для разных типов нагрузок. Как правило, они компонуются в один корпус, но иногда производитель прибегает к раздельному расположению. Но это не единственное отличие ударно-вращательного оборудования от стандартных буровых установок. Ещё одной характерной чертой является наличие погружного пневмоударника, опускающегося в скважину вместе с буровой коронкой.

В отличие от вращательно-подающих установок, прибегающих к пневматике, гидравлике и электричеству, современное ударно-вращательное буровое оборудование совершает полезное действие в основном за счёт пневматической энергии. Как раз это и формирует основное преимущество такой установки, а именно — её способность передавать энергию удара на породоразрушающий инструмент, независимо от скорости его вращения и глубины забуривания в грунт.

Погружной пневмоударник

Данный элемент буровой установки аналогичен по своему устройству и принципу действия обыкновенному перфоратору. При этом он производит проходку без какого-либо встроенного поворотного механизма, вращаясь вместе с буровой колонной. Работают пневмоударники на гидро-воздушной смеси, распределение которой регулируется золотниками и кольцевыми клапанами. При этом весь сбрасываемый пневмоударником отработанный воздух отводится в нижнюю часть разрабатываемой скважины, способствуя очищению забоя от раздробленной породы.

При выборе пневмоударника обращайте внимание на его маркировку. Модели с индексом «П» сконструированы для производства работ на открытой местности. Буровой инструмент с маркировкой «ПП» предназначен для подземных работ.

Штанга и буровое долото

Корпус бурового долота испытывает большие нагрузки. Чтобы он был способен выдерживать их на протяжении длительного периода времени, его отливают из легированной конструкционной стали марки 40ХН. Что касается штанг, на которые монтируется породоразрушающий инструмент, то их также изготавливают из прочной стали марок 35 ГС и 36 Г2С.

Заключение

Как видим, ударно-вращательное бурение — самостоятельный вид производства буровых работ, отличающийся особым методом дробления горных пород. Но, несмотря на все перечисленные в статье преимущества данного метода, он всё ещё нуждается в усовершенствовании. Особенно это касается ситуаций, когда необходимо применять ударно-вращательное бурение в сложных гидрогеологических условиях.

На сегодняшний день накоплено множество материалов по бурению ударно-вращательным методом. Однако полученный за все эти годы опыт очень разнороден и часто не отражает всех нюансов сооружения инженерно-технических и эксплуатационных скважин. В связи с этим выбрать правильное буровое оборудование без инженеров-технологов зачастую бывает сложно.

источник

Классификация и разновидности буровых станков

Буровые станки (БС) — самоходное либо стационарное оборудование, используемое для разработки скважин в нефтедобывающей промышленности, строительстве и водоснабжении. Существует 4 основных параметра, характеризирующих буровые станки — диаметр и глубина скважин, а также направленность (вертикальное/горизонтальное) и скорость бурения.

В данной статье представлены установки для бурения скважин. Мы рассмотрим их разновидности, устройство и технические характеристики, а приведем обзор наиболее распространенных моделей оборудования.

Читайте также:  Установка карбюратора к131а на уаз

1 Какое применяют оборудование для бурения скважин?

Основной характеристикой, в соответствии с которой классифицируется оборудование для разработки скважин, является принцип работы. Выделяют 5 основных способов бурения:

  • вращательное;
  • шнековое;
  • ударное;
  • шарошечное;
  • ударно-вращательное.

Рассмотрим каждый из способов, а также применяемое для его реализации оборудование, более подробно.
к меню ↑

1.1 Станки вращательного (шнекового) бурения

Вращательное бурение осуществляется посредством разработки грунтовых масс вращающейся коронкой, которая с усилием подается вдоль оси скважины. Коронка состоит из нескольких режущих кромок — «перьев», которые контактируя с грунтом скалывают его, тем самым углубляясь вниз. Преимуществом данного способа является высокая скорость, недостатком — возможность применения лишь в почве средней и малой твердости. При работе в твердых грунтах коронка не срезает, а стирает почву, что приводит к ускоренному износу резцов. Существуют специальные алмазные колонки, однако ввиду высокой стоимости такого оборудования их применение распространено крайне слабой.

Рассмотрим устройство станка вращательного бурения на примере распространенной модели СБР-160, который способен разрабатывать скважины диаметром 160-200 мм на глубину до 25 м. Схема данной машины представлена на изображении.

Все самоходные машины вращательного бурения базируются на транспортной базе — гусеничной либо колесной. Модель СБР-160 обустроена на основе экскаватора Э-652А, в ней каждая из гусениц оснащена индивидуальным приводом, что значительно увеличивает проходимость машины.

Рабочий узел агрегата состоит из мачты, шнека и вращателя. Мачта представляет собой направляющую конструкцию, в которой смонтирован механизм подачи буровой колонны (шнека). Сам шнек может быть непрерывным либо секционным- пригодным к наращиванию.

Вращатель бурового станка — устройство, приводящее буровую колонну в действие. В СБР-160 вращатель состоит из асинхронного двигателя, патрона, муфты, редуктора и гидроцилиндра, посредством которого производится переключение скоростей. Технические характеристики данной модели предусматривают 4 скорости бурения — 250, 160, 125 и 80 об/мин.

Также в отечественной промышленности распространены следующие станки вращательного бурения:

  • УРБ-2А — монтируется на шасси Урал-4320, ЗИЛ-131 либо АМАЗ-43114. Буровые станки серии УРБ-2А приводятся в действие непосредственно от двигателя базового транспорта, они комплектуются насосом типа НБ-50, компрессором для подачи бурового раствора КВ-10 либо 4ВУ1-5 (зависит от модели) и генератором БГ-16. Грузоподъемность штатной лебедки составляет 700 кг. Технические характеристики: диаметр бурения — до 190 мм, глубина — до 100 м;
  • Атлас Копко DM-45 и DM-50 — агрегаты на гусеничном ходу, разрабатывают скважины диаметром 150-230 мм на глубину до 53 метров, способны развивать гидравлическое усилие на забой до 200 кН.
  • СБР-160А и СБР-160Б — гусеничные станки, предназначенные для бурения горных пород с коэффициентом крепости 1-6. Диаметры бурения — 160, 180 и 200 мм. Модели отличаются между собой технической производительностью, у СБР-160А она составляет 60 м/ч, у СБР-160Б — 30 м/ч.

Среди оборудования от зарубежных производителей выделим станки вращательного бурения Sandvik, произведенные одноименным шведским концерном. В ассортименте компании представлены агрегаты для разработки скважин глубиной 27-45 м и диаметром до 311 мм.
к меню ↑

1.2 Шнековое бурение скважин станками типа ЛБУ 50 (видео)

2 Станки ударного бурения

Установки для ударного бурения разрабатывают скважину посредством кратковременного воздействия на дно скважины специального инструмента, совершающего возвратно-поступательные движения. В зависимости от принципа работы все буровые станки данного типа делятся на 3 разновидности:

  1. Станки ударно-канатного бурения.

Их устройство не предполагает наличия осевого усилия при подаче рабочего инструмента — боек падает на дно скважины под своем весом. Такое оборудование имеет достаточно низкую производительность, но при этом она крайне эффективна при разработке хрупких горных пород.

Рабочий инструмент таких станков имеет вес 1-3 тонны, он подвешивается на лебедке и поднимается посредством кривошипно-шатунного механизма на высоту 1-2 метров над забоем. В процессе разработки на дно скважины заливается вода, размягчающая породу. Разрушенный грунт периодически удаляется с помощью желонки.

Установки для ударно-канатного бурения бывают как крупногабаритные на гусеничном (БС-3) либо колесном ходу (БЖ-6), так и компактные (сборного типа) для разработки скважин на воду. Общим недостатком всех агрегатов является низкая производительность, так как скорость свободного падения рабочего инструмента непосредственно зависит от силы земного притяжения и количество ударов невозможно увеличить выше отметки 50-60 шт/мин.

  1. Станки шарошечного бурения.

В таких агрегатах рабочим инструментом выступает шарошечное долото, осуществляющее дробяще-скалывающую разработку породы. Буровой колонне, на которой закреплено долото, сообщается не только возвратно-поступательное движение с большим усилием по отношению к дну забоя, но и вращательное движение.

Такие установки используются для бурения всех типов грунтов — от мягких до особо твердых (включая горные породы), они способы разрабатывать скважины диаметром 72-400 мм. Среди отечественного оборудования выделим станок СБШ-200 (глубина — 30 м, диаметр 190-243 мм) и станок СБШ-250 (глубина — 40 м, диаметр — 214-270 мм). При разработке карьеров чаще всего используется буровой станок БТС 150 на базе гусеничного трактора Т-10М.

  1. Станки ударно-вращательного бурения

Установки ударно-вращательного бурения отличаются от ударно-канатных и шарошечных агрегатов тем, что при разработке скважины их рабочий инструмент вращается не только в перерывах между ударами, а непрерывно. При этом забой углубляется за вхождения коронки в грунт в момент удара, а вращение обеспечивает очистку дна скважины от выработанной породы.

Основными признаками оборудования данного типа являются низкий крутящий момент и осевое усилие, при большой ударной нагрузке. Ударно-вращательное бурение демонстрирует максимальную производительность при работе на особо твердых и абразивных породах.

Среди техники отечественного производства наиболее распространенными установки серии СБУ-125, способные разрабатывать вертикальные и наклонные скважины диаметром до 125 мм на глубину до 22 метров. Все модели СБУ-125 обустроены на базе гусеничной углепогрузочной машины УП-3.
к меню ↑

2.1 Станки колонкового бурения

Установки колонкового бурения чаще всего применяются при исследовательских и строительных работах. Основным их отличием от шнекового и ударного оборудования является то, что выработка грунта осуществляется не по всему периметру скважины, и лишь по радиусу колонкового снаряда, который представляет собой круглую трубу с наваренными на торец твердосплавными режущими зубьями.

При работе внутренняя полость колонкового снаряда заполняется вырезанным грунтом, после чего снаряд поднимается на поверхность и его содержимое извлекается. Такое принцип работы позволяет получать цельную породу, необходимую для проведения геодезических испытаний.

Также по колонковому принципу действуют все агрегаты для бурения отверстий в монолитных конструкциях из железобетона. Их рабочий инструмент оснащен специальными алмазными резцами, эффективно вскрывающими материал повышенной твердости.

Среди распространенного оборудования для разработки геологоразведочных скважин выделим станок СКБ-4100 (диаметр до 46 мм, глубина до 700 м) и Атлас Копко С5 (50 мм, до 1000 м).

Читайте также:  Установка агат для лучевой терапии

источник

Ударно-вращательное бурение

Производительность твердосплавного и алмазного бурения значительно повышается при одновременном воздействии на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки, крутящего момента и ударных импульсов, создаваемых специальными забойными машинами, которые приводятся в действие энергией потока промывочной жидкости (гидроударники) или сжатого воздуха (пневмоударники).

Гидроударное бурение

Гидроударники применяют для бурения пород V-XII категорий по буримости. Гидроударник включается в снаряд между колонной бурильных труб и колонковым набором. С поверхности через бурильные трубы передается вращение и закачивается промывочная жидкость. На породоразрушающий инструмент создается постоянная нагрузка в соответствии с физико-механическими свойствами буримых пород. По принципу работы гидроударники делятся на три группы: машины прямого, двойного и обратного действия. Наиболее распространены гидроударные машины: Г-59В, Г-76У, Г-76В, ГРЭС-59.
В гидроударниках прямого действия поршень-ударник перемещается вниз и наносит удар по наковальне под действием промывочной жидкости, а в первоначальное положение возвращается под действием пружины сжатия. В высокочастотном гидроударнике прямого действия жидкость распределяется плавающим клапаном.

Для повышения выхода керна при бурении размываемых пород в комплект гидроударных машин включается эжектор. Срыв и удержание керна осуществляются кернорвателем, вмонтированным в нижнюю часть колонковой трубы. При гидроударном бурении применяют коронки, армированные четырьмя или шестью крупными резцами из твердого сплава, устойчивого к ударным нагрузкам.

Производительность гидроударного бурения твердыми сплавами превышает производительность вращательного бурения алмазами в ряде случаев в 1,5 раза.
Практический опыт показал целесообразность применения алмазного бурения в породах высоких категорий буримости с использованием высокочастотных гидроударников.
Снаряд при алмазном бурении ударно-вращательным способом состоит из алмазной однослойной коронки, кернорвателя, колонковой трубы длиной 5-8 м с удлиненной резьбой, износостойкого переходника с колонковой трубы на гидроударник, гидроударника, износостойкого переходника, колонны бурильных труб.
При бурении сильнотрещиноватых пород одинарный колонковый набор заменяется эжекторным или двойным колонковым снарядом с целью повышения выхода керна.

Гидроударное бурение твердосплавными коронками

При подготовке к бурению гидроударными машинами особое внимание следует уделить монтажу нагнетательной магистрали насоса. Нагнетательная магистраль при гидроударном бурении должна выдерживать повышенное давление, а также иметь приспособление для гашения волны гидроудара. В качестве напорного шланга рекомендуется применять рукав высокого давления с внутренним диаметром 38 мм. При бурении гидроударными машинами используют сальники-вертлюги с большими проходными отверстиями и надёжным сальниковым уплотнением.
Смонтированную магистраль опрессовывают на полуторное давление; на насосе устанавливают предохранительный клапан, рассчитанный на рабочее давление плюс 10-15%. В процессе работы напорной магистрали необходимо периодически подтягивать все болтовые соединения.
Перед спуском бурового снаряда в скважину необходимо:

  1. гидроударник отрегулировать по указаниям, приведенным в технической характеристике;
  2. калибровочным кольцом тщательно проверить диаметр коронки, при бурении соблюдать строгую очередность в отработке коронок до полного износа, пуская в работу сначала коронки с большим диаметром. Диаметр вновь опускаемой коронки не должен превышать диаметра коронки, бывшей в работе, более чем на 0,2 мм в породах до VIII категории по буримости и 0,1 мм в породах IX категории. В породах более высоких категорий диаметр вновь опускаемой коронки должен быть равен диаметру поднятой из скважины коронки, в противном случае зауженный интервал скважины разбуривают (расширяют);
  3. тщательно проверить кольцо кернорвателя, обращая внимание на износ и цельность кольца, его наружный и внутренний диаметры, заход в коронку, износ наплавленного металла.

Спускать колонковый набор необходимо осторожно, предупреждая удары твёрдого сплава об обсадные трубы и уступы в скважине.
До забоя следует доходить медленно с промывкой и вращением. При этом расход промывочной жидкости 120-150 л/мин, осевая нагрузка на коронку 2-3 кН, частота вращения коронки 60-71 об/мИн.
После постановки снаряда на забой на пониженном режиме бурят 10-15 см, а затем задают рациональный технологический режим в соответствии с физико-механическими свойствами пород.

Технология гидроударного бурения твердосплавным породообразующим инструментом

Эффективность гидроударного бурения, в том числе с применением твёрдых сплавов, определяется следующими основными параметрами: частотой и энергией ударов гидроударной машины, частотой вращения бурового снаряда, осевой нагрузкой на породоразрушающий инструмент.
При гидроударном бурении изменились функции промывочной жидкости. Наряду с выносом шлама, охлаждением резцов, поддерживанием устойчивости стенок скважины, промывочная жидкость выполняет ещё одну, очень важную роль, являясь приводом забойной ударной машины. С увеличением расхода промывочной жидкости резко возрастает энергия единичного удара, в результате чего обеспечивается более интенсивное разрушение породы.
Осевая нагрузка при гидроударном бурении пород относительно слабых и средней твёрдости выполняет практически те же функции, что и при вращательном способе бурения, обеспечивая наряду с ударными импульсами заглубление резцов в забое и поддерживая непрерывность процесса резания породы в периоды между ударами.
В более твёрдых породах, разрушение которых при гидроударном бурении осуществляется преимущественно ударным сколом, осевая нагрузка способствует сохранению в процессе бурения постоянного контакта резца с породой, благодаря чему улучшаются условия передачи ударных импульсов и обеспечивается стабильная работа гидроударной машины.

В относительно слабых и малоабразивных породах увеличение осевой нагрузки даёт рост скорости углубления (однако всё же меньший, чем при бурении вращательным способом); в твердых абразивных породах с увеличением осевой нагрузки интенсивно растёт износ породоразрушающего инструмента и, следовательно, резко снижается углубление за рейс. Практически в твёрдых породах рекомендуется уменьшать осевую нагрузку до минимальной величины, зависящей от усилий подачи конкретной конструкции гидроударника.
Ударно-вращательное бурение осуществляется двумя типами гидроударных машин; Г76 с повышенной энергией удара и высокочастотными гидроударниками Г76В и Г59В. Для бурения в породах V-X категорий по буримости рекомендуется восемь типов (специальных) твердосплавных коронок различных типов.

Технология гидроударного бурения алмазным породоразрушающим инструментом

Специальными исследованиями и опытом производственных организаций установлена высокая эффективность применения высокочастотных гидроударных машин (Г76В и Г59В) с твердосплавными и алмазными серийными коронками. При гидроударно-алмазном бурении рекомендуется следующая длина колонковых труб:
Категория пород по буримости — до VIII IX-X XI-XII Длина колонковых труб, м — 6-10 3-6 2-3
Физическая природа процесса, протекающего при гидроударно-алмазном бурении, следующая.
При наложении на алмазную коронку вертикальных ударных импульсов выступающие под торцом коронки участки алмазов внедряются в породу, в результате чего создаются условия всестороннего объёмного сжатия алмазов. При этом прочность алмазов растёт.
При гидроударно-алмазном бурении практически не возникает ззполировки алмазов, подклинок керна в колонковом снаряде в течение всего рейса.

В породах средней твердости наибольшую эффективность дают коронки с крупными алмазами с мягкой или нормальной матрицей. С увеличением твёрдости пород, а также в трещиноватых породах целесообразно применять коронки с твёрдой или очень твёрдой матрицей -импрегнированные коронки.
На забой необходимо подавать пониженное количество жидкости в соответствии с требованиями алмазного бурения: при диаметре 76 мм — 25-80 л/мин, при диаметре 59 мм — 20-60 л/мин.
Уменьшение количества поступающей на забой промывочной жидкости достигается сверлением в корпусе кернорвателя отверстия диаметром 6-8 мм или применением специального делителя потока.

Читайте также:  Установка компас на linux mint

Для перекрепления патронов буровой снаряд необходимо приподнять от забоя лебёдкой станка до прекращения работы гидроударника, насос при этом продолжает работать. Подъём снаряда от забоя должен быть не более 30-40 мм, так как при большем подъёме возможен срыв керна коническим кернорвателем.
При перекреплении патронов оставлять снаряд на забое нельзя, так как резцы невращающейся коронки под действием гидроударника углубятся на некоторую величину, и при возобновлении вращения могут быть сломаны или произойдёт обрыв снаряда.

Для срыва керна включают вращение снаряда и поднимают его на 0,5 м от забоя. Керн срывается специальными пружинами кернорвателя, монтируемыми в расточке нижнего конца колонковой трубы. Для проверки взятия керна, не включая насос, опускают снаряд, не доводя его до забоя на 10-20 см. Если снаряд спускается, не задерживаясь, то керн взят. Если обнаружится, что керн не взят, то необходимо на пониженном режиме дойти по керну до забоя, углубиться на 10-20 см и повторить срыв керна.

Запрещается накапливать шлам в скважине свыше 1 м, в противном случае надо проводить чистку призабойной зоны снарядом со шламовой трубой или специальную промывку скважины.
При обвалах доходят до забоя обычно буровым снарядом с твердосплавной коронкой.
При подходе к забою с гидроударником на пониженных режимах давление на манометре насоса должно быть 1,0 — 1,5 МПа. При падении давления ниже 1,0 МПа необходимо проверить насос, а при его исправности сменить манжеты гидроударника.
Если гидроударник прекратил работу (перестал стучать), а режим бурения в это время не менялся и углубка идёт нормально, это значит, что коронка вошла в мягкую породу. Если же гидроударник перестал стучать при прежнем режиме бурения, а углубка не наблюдается, то надо сменить гидроударник.
При бурении в сильнотрещиноватых и твёрдых породах возможны поломки твердосплавных резцов породоразрушающего инструмента. В этом случае скважину необходимо очистить от кусков твёрдого сплава, для чего опускают специальную ловушку или приспособление для забурки на забое кармана малого диаметра. Кусочки твердого сплава собираются в этом кармане. Опускают алмазную коронку, бурят ею 300-400 мм и извлекают керн, внутри которого находится карман с твердосплавными резцами.

Гидроударно-эжекторное бурение

Гидроударно-эжекторное бурение основано на сочетании одновременного использования гидроударных забойных буровых машин и эжекторных снарядов. При этом способе бурения в результате воздействия ударных импульсов резко сокращаются случаи подклинок керна и прижога породоразрушающего инструмента, вместе с тем увеличивается длина рейса и выход керна.

Рациональные режимы гидроударно-эжекторного бурения практически не отличаются от принятых в определенных горнотехнических условиях при обычном гидроударном бурении с прямой промывкой скважины. Однако есть некоторые особенности и различия.
При гидроударно-эжекторном бурении установка инструмента на забой осуществляется медленно с вращением и подачей промывочной жидкости во избежание зашламования снаряда. Перед началом бурения скважину следует тщательно промыть, в дальнейшем шлам удаляется эжекторными снарядами.
В интенсивно трещиноватых и раздробленных породах следует бурить при минимальной частоте вращения снаряда, чтобы избежать микроподклинок, а при бурении пластичных и вязких пород следует увеличивать частоту вращения, осевую нагрузку снижать до минимума (1,0 — 3,0 кН) и чаще расхаживать снаряд для предупреждения образования пробок.

В случае прекращения подачи в скважину промывочной жидкости необходимо поднять буровой снаряд, так как резко возрастает опасность преждевременного заклинивания керна и прижога породоразрушающего инструмента.

Пневмоударное бурение.

Пневмоударники успешно применяются при бурении разведочных скважин с поверхности, при бурении из подземных выработок, при проходке взрывных и другого назначения скважин в породах VII-XII категорий по буримости. Наиболее целесообразно использование пневмоударников для бурения твердых необ-водненных пород, толщ многолетней мерзлоты, в высокогорных и пустынных районах, а также в условиях поглощения промывочной жидкости. Пневмоударники могут применяться с различными буровыми установками колонкового бурения, например, МБУ-1, УРБ-2А-2 и др. Для бурения геологоразведочных скважин в настоящее время используются пневмоударники типа ПН диаметром 16, 93, 112 и 132 мм, коронки твердосплавные, одинарные колонковые трубы — ТП, двойные колонковые трубы ТДП. Для бурения без отбора керна применяются долота ДП.
Для смягчения ударных импульсов, доходящих при небольших глубинах скважины до бурового станка, над пневмоударником устанавливается упругая муфта. Конструкции пневмоударников обеспечивают использование сжатого воздуха в широком диапазоне давлений (от 0,6 до 2,5 МПа); максимальную ударную мощность для каждого диапазона применяемого давления воздуха; возможность бурения более глубоких и обводнённых скважин; возможность бурения с низкой частотой (1000-1200 мин) и высокой энергией удара (для твёрдых пород) или высокой частотой (1800-2000 мин) и сниженной энергией удара (для пород средней твёрдости и трещиноватых).

Основная часть энергии сжатого воздуха погружных пневмоударников расходуется на привод ударного механизма. Оставшаяся часть идёт на продувку забоя скважины для выноса выбуренной породы на поверхность.
В процессе бурения нередко крупные частицы шлама не выносятся на поверхность. Для их улавливания рекомендуется включать в буровой снаряд шламовую трубу.

При пневмоударном бурении основными параметрами технологического режима бурения являются: осевая нагрузка, частота вращения бурового снаряда, частота ударов пневмоударника, которая определяется как функция давления подаваемого в скважину сжатого воздуха и его расхода в единицу времени.
Величина давления воздуха в процессе бурения должна сохраняться постоянной или изменяться незначительно. Резкое повышение давления в нагнетательной линии с одновременным прекращением выноса пыли говорит о нарушении циркуляции воздуха, Это может быть вызвано полным заполнением керном колонковой трубы, образованием ледяных пробок в бурильных трубах либо шламового сальника в стволе скважины. В этом случае необходимо вместе с воздухом подавать в скважину 0,5-2% раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ) в количестве 2-5 литров в минуту, либо прекращать бурение и принимать другие меры по восстановлению циркуляции воздушного потока. Расход воздуха определяет степень очистки забоя и скважины в целом от шлама и интенсивность охлаждения породоразрушаюшего инструмента.

Минимальная скорость восходящей воздушной струи, обеспечивающей эффективную очистку скважины, составляет 15-25 м/с, при размере выбуренных частиц породы до 8 мм необходимая скорость потока возрастает в два раза. В мягких породах часто происходит зашламовывание каналов породоразрушающего инструмента, в связи с чем необходимо осевую нагрузку снижать до минимально возможной.

Частота вращения снаряда зависит от физико-механических свойств буримых пород и частоты ударов пневмоударника. Путь пробега резца коронки по забою скважины между ударами в твёрдых абразивных породах должен составлять менее 2 мм, в породах средней твёрдости и абразивности 7,5-8 мм, а в малоабразивных средней твёрдости -12-13 мм. При возрастании степени трещиноватости пород частоту вращения необходимо увеличивать в 1,5-1,7 раза.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector