0. Способы бурения

Способы бурения скважин классифицируются по характеру воздействия на горные породы: механическое, термическое, фи­зико-химическое, электрическое и т. д. Однако промышленное применение находят только способы бурения, обеспечивающие механическое разрушение горной породы. Другие же способы бурения пока еще не вышли из стадии экспериментальной раз­работки.

Способы бурения скважин, связанные с механическим воз­действием на горную породу, осуществляются либо с использо­ванием мускульной силы человека (ручное бурение), либо с применением двигателей (механическое бурение).

Ручное бурение применяют в основном при инженерно-геологических исследованиях и при решении проблем водо­снабжения, когда бурят скважины небольшого диаметра (100— 200 мм) на незначительную глубину (до 20—30 м).

Наиболее распространены два вида механического бурения с использованием энергии двигателей — ударное и враща­тельное.

Из всех разновидностей ударного бурения применяется только ударно-канатное.

0. Породоразрушающий инструмент.

Для повышения износостойкости зубцы и тыльная часть шарошек армируются зернистым твердым сплавом вольфрама.

Алмазные долота применяются при бурении неабразивных и малоабразивных пород средней твердости и твердых, а также при бурении нижних интервалов глубоких скважин, где их высокая стоимость компенсируется долговечностью и, снижением затрат времени на спускоподъемные операции. Выпускаются алмазные долота двух типов: спиральные — для турбинного бурения (рис.1.3 а) и радиальные — для роторного бурения.

Рис. 1.3 Алмазное долото для сплошного бурения

1 — алмазная несущая головка; 2 — корпус; 3 — резьба; 4 — контактный сектор; 5 — канал для направления жидкости.

Наряду с долотами, армированными естественными алма­зами, при бурении глубоких скважин в последние годы получали применение долота, армированные сверхтвердыми сплавами.

Хорошие результаты, особенно при бурении с забойными дви­гателями в породах средней твердости, дают долота, армирован­ные зернистым твердым сплавом и зубцами, выполненными из твердого сплава «славутич» (рис. 31). Промывочная жидкость в таких долотах подается к забою скважины по шести промы­вочным отверстиям, обеспечивая хорошую очистку забоя от вы­буренной породы и охлаждение контактных секторов.

Опыт проходки глубоких нефтяных и газовых скважин пока­зал, что одним алмазным долотом можно пробурить до 240—-300 м при непрерывном бурении в течение 150—200 ч. Таким об­разом, одним алмазным долотом можно заменить 15—20 шаро­шечных долот.

В процессе бурения разведочной, а иногда и эксплуатацион­ной скважины периодически отбираются породы в виде нетрону­тых целиков (кернов) для составления стратиграфического разреза, изучения литологической характеристики пройденных пород, выявления содержания нефти или газа в порах пород и т. д. Для извлечения на поверхность керна применяют колонковые долота. Состоит такое долото из бурильной головки 1 и колонкового набора, присоединяемого к корпусу бурильной головки с помощью резьбы (рис. 1.4)

В зависимости от свойств породы, в которой осуществляете бурение с отбором керна, применяют бурильные головки шарошечные, алмазные и твердосплавные. Шарошки в бурильной головке смонтированы так, чтобы порода в центре забоя скважины при бурении не разрушалась, что создает возможность образования керна 2. Существуют четырех-, шести- и даже восьми шарошечные бурильные головки, предназначенные для бурения с отбором керна в различных породах. Расположение пород разрушающих элементов в алмазных и твердосплавных бурильных головках также позволяет осуществлять разрушение горне породы только по периферии забоя скважины.

а б

Рис. 1.4 а - долото, армированное сверхтвердым сплавом «Славутич»; б - схема устройства ко­лонкового долота:

1 - бурильная головка; 2 - керн; 3 - грунтоноса; 4 - кор­пус колонкового набора; 5 - шаровой клапан

Образующаяся колонка породы поступает при углублении скважин в колонковый набор, состоящий из корпуса 4 и колонковой трубы.