§ 5. Колонковые долота

Колонковые долота предназначены для бурения скважин с от­бором образцов породы — кернов. Разбуривание забоя осуществля­ется по кольцу, остающийся в центре скважины целик породы—керн

43

входит в керноприемное устройство долота, отрывается от забоя и извлекается на поверхность.

Колонковое долото состоит из следующих основных частей:

1. бурильной головки, служащей для обуривания керна и явля­ ющейся собственно долотом (применяются бурильные головки ло­ пастного типа — для мягких пород; шарошечные — для твердых пород и алмазные — для пород всех категорий);

2. кернодержателя, предназначенного для отрыва и удержания керна при его подъеме;

3) колонковой трубы, принимающей и сохраняющей керн; >4) клапана для выхода жидкости из колонковой трубы;

¹'5) корпуса, передающего вращение и вертикальную нагрузку бурильной головке и служащего трубопроводом для подачи промы­вочной жидкости на забой.

Рис. 1-21. Колонковое долото с несъемной грунтоноской для роторного бурения.

По способу извлечения с забоя применяются долота с несъемной колонковой трубой — грунтоноской (рис. 1-21) и колонковые до­лота со съемной грунтоноской (рис. 1-22).

В зависимости от способа бурения применяются различные конструкции колонковых долот: для роторного бурения — колонко­вые долота с керпоприемной трубой, смонтированной в корпусе на подшипнике; для турбинного бурения — колонковые долота со съемной грунтоноской, скрепленной с невращающимся корпусом турбобура (рис. 1-23). Турбобур в сочетании с колонковым долотом называют турбодолотом. Основное отличие турбодолота от колонко­вого долота, применяемого для роторного бурения, заключается в том, что бурильная головка присоединяется к вращающемуся пустотелому валу ротора турбодолота, внутри которого размещается грунтоноска.

Грунтоноска соединяется и висит на невращающемся корпусе турбобура. Поэтому между корпусом и грунтоноской не устанавли­вается подшипник, как в колонковых долотах, применяемых для ро­торною бурения.

Пустотелый вал турбодолота выполняет роль корпуса, внутрь которого вставляется грунтоноска с кернодсржателем. Керноприем-

44

нал труба прижимается к своему седлу за счет перепада давления в верхней и нижней частях трубобура.

Для извлечения грунтоноски из колонкового долота внутрь колонны бурильных труб на тросе с лебедки спускается ловитель, которым захватывается за верхнюю головку грунтоноска и при подъеме срывается с седла. Затем ловитель тросом извлекается вместе с грунтоноской и находящимся в ней керном на поверхность, а в скважину свободно бросается новая грунтоноска.

Съемная грунтоноска для роторных колонковых долот отличается от съемных грунтоносок турбодолот наличием подвеспого подшип-

Рис. 1-22. Колонковое долото со съемной грунтоноской для ротор­ного бурения.

ника. Так как съемная грунтоноска проходит внутри бурильных труб, то диаметр извлекаемого керна значительно меньше, чем в колон­ковых долотах без съемных грунтоносок. Длина извлекаемого керна в долотах со съемными грунтоносками меньше (обычно 2—3 .к), чем в долотах с несъемными грунтоносками, где длина достигает 15 — 25 м\ соответственно время извлечения съемных грунтоносок, особен­но с больших глубин, значительно меньше, чем колонковых долот с несъемными грунтоносками.

Выбор того или иного типа колонковых долот обусловлен техно­логическими условиями бурения и проходкой на долото.

В зависимости от буримых пород и условии бурения в колонко­вых долотах применяют различные типы бурильных головок.

Четырехшарешенные бурильные головки с коническими ша­рошками по конструкции аналогичны шарошечным долотам для сплошного бурения, но имеют отверстие в середине.

45

Рис. 1-23. Колонковое турбодолото.

1 — турбобур колонковый; 2 — верхняя опора грунтоноски; 3 — грунтоноска;

кернодсржатепь.

Щестишарошечная бурильная головка с шарошками, снабженными твердосплавными зубцами, применяется для бурения в креп­ких породах. Три шарошки калибруют скважину по диаметру, а три обуривают керн.

Алмазная бурильная головка также по конструкции аналогична алмазным долотам для сплошного бурения, но имеет в средней части •отверстие для прохода керна (рис. 1-24).

Аналогично изготовляются бурильные ло­пастные и истирающе-скалывающего типа бу­рильные головки.

Эти бурильные колонковые головки имеют то преимущество перед шарошечными, что при одном и том же диаметре скважины может быть получен керн значительно большего диа­метра.

Рис. 1-24. Бурильная

алмазная головка

АКУ-4М.

Наилучшую сохранность и цельность керна обеспечивают алмазные и истирающе-скалыва-ющие долота, имеющие наиболее низко рас­положенную керноприемную часть. Четырехша-рошечные бурильные головки с коническими шарошками имеют высокое расположение кер-ноприемной части и не обеспечивают хорошей сохранности керна при бурении.

Однако они широко применяются в тех слу­чаях, когда получение керна -не является целью

бурения, так как эти головки обеспечивают высокую скорость меха­нического бурения и проходку на долото.

Многошарошечные бурильные головки имеют более низко рас­положенную керноприемную часть, а поэтому и обеспечивают луч­шую сохранность керна, чем четырехшарошечные с коническими шарошками.