Лекция 4

Тема: Удаление продуктов разрушения при бурении.

Цель: ознакомиться со способами удаления продуктов разрушения при бурении.

Вид занятия: лекция

Тип: традиционная (поточная)

План

1. Описание способов удаления продуктов бурения из скважин

2. Механический способ.

3. Гидравлический способ.

4. Пневматический способ. Осложнения при бурении скважин.

Способы удаления продуктов разрушения.

Процесс разрушения горных пород при бурении скважин обязательно сопровождается удалением продуктов разрушения. В противном случае накапливающийся в скважине материал будет переизмельчаться, что повлечет за собой дополнительный износ породоразрушающего инструмента, снижение скорости создания скважины, расход лишней энергии и в конечном итоге – возникновение аварии.

Шлам можно удалять с помощью самого бурового инструмента или потоком циркулирующего в скважине очистного агента (жидкость, газ, воздух). В соответствии с этим различают следующие основные способы удаления продуктов разрушения: механический, гидравлический, пневматический и комбинированные.

При механическом способе продукты разрушения удаляются с помощью бурового инструмента при его подъеме на поверхность после углубки скважины или специального инструмента (винтового транспортера-шнека) при его вращении одновременно с углубкой. Кроме того, продукты разрушения могут залавливаться в стенки скважины без подъема на поверхность.

Гидравлический способ осуществляется с помощью потока промывочной жидкости, циркулирующей в скважине с определенной скоростью.

Пневматический способ заключается в выносе продуктов разрушения из скважины потоком сжатого воздуха или газов.

Комбинированные способы осуществляются с использованием двух или трех перечисленных выше способов одновременно или последовательно. Например, в процессе ударного бурения при наличии в скважине жидкости разрушаемая порода удаляется с забоя потоком жидкости и переходит во взвешенное состояние, а затем удаляется из скважины в желонке механическим способом – подъемом с помощью лебедки на поверхность.

Такая же схема может осуществляться и при вращательном бурении с промывкой или продувкой, когда значительная часть продуктов разрушения собирается в специальных улавливающих устройствах и поднимается на поверхность механическим способом. Применение того или иного способа зависит от вида и технологической схемы бурения скважин, технических средств и геологических условий или свойств горных пород.

Механический способ удаления продуктов разрушения

При создании скважины с помощью бурения существует такое понятие, как рейс. Рейс – последовательность операций, которая включает в себя извлечение из скважины, замену и возвращение долота в скважину.

Механический способ удаления продуктов разрушения применяется при бурении неглубоких скважин в мягких рыхлых породах специальными забойными инструментами: буровыми ложками, змеевиками, желонками, стаканами. Углубка скважины за рейс в этом случае ограничена вместимостью инструмента и составляет всего 0,2-0,6 м. Весь выбуренный объем породы поднимается на поверхность вместе с породоразрушающим инструментом, что существенно снижает производительность труда при бурении.

Продукты разрушения в таких условиях могут удаляться специальными устройствами грейферного типа. Разрушаемая порода при этом захватывается подвижными лапами после сбрасывания грейфера с некоторой высоты. При подъеме грейфера лапы сходятся вместе, образуя емкость. Такой способ удаления продуктов разрушения используется при сооружении шурфов.

При бурении скважин задавливанием породоразрушающего инструмента разрушаемая порода перемещается на небольшое расстояние и уплотняется в стенках скважины.

При вращательном механическом способе бурения в мягких или рыхлых породах продукты разрушения успешно удаляются шнековым транспортером, условия работы которого определяются соответствующими расчетами.