§ 4. Технологические режимы бескернового бурения

При бескерновом бурении скважин применяют шарошечные и алмазные долота небольшого диаметра.

Бурение шарошечными долотами типа С, Т, К и ОК диаметром 76, 59 и 46 мм осуществляют с частотой вращения 100—300 об/мин, осевой нагрузкой 2—5 кН на 1 см диаметра долота и расходом промывочной жидкости 40—60 л/мин. При бурении в породах более твердых рекомендуется снижать частоту вращения и повышать осевую нагрузку. В трещиноватых породах осевую нагрузку и частоту вращения необходимо снижать до минимальных значений.

Ниже приведены рекомендуемые режимы бурения алмазными однослойными долотами.

Диаметр долота, мм 36 46 59

Осевая нагрузка, кН 1,5—5,0 2,0—6,0 1,2—6,0

Частота вращения, об/мин 1000—1500 680—1000 480—700

Объемный расход промывочной жидкости, л/мин 6—10 17—18 28—50

§ 5. Технология отработки породоразрушающих инструментов

Отработка ПРИ при бурении горизонтальных и восходящих скважин, которая осуществляется с соблюдением общих правил и рекомендаций, характеризуется и некоторой спецификой, заключающейся в следующем.

1. Продукты разрушения не скапливаются на забое таких скважин, с чем связано повышение эффективности работы алмазного

инструмента. Однако отсутствие шлама на забое при бурении в слабоабразивных породах может привести к быстрой потере работоспособности алмазного ПРИ из-за ухудшения условий обнажения (самозатачивания) алмазных резцов.

2. При работе в пологонаклонных скважинах происходит интенсивный износ ПРИ по боковой поверхности и подработка лежачей стенки ствола скважины, что приводит к уменьшению диаметра и ее выполаживанию.

3. При бурении восходящих скважин может происходить разрыв потока промывочной жидкости в связи с отсутствием подпора в канале движения обратного потока, а также уменьшение количества циркулирующего очистного агента в призабойной части скважины из-за потерь в соединениях БТ.

4. Большие затраты времени на СПО в связи с необходимостью отсоединять каждую трубу. При небольшой длине БТ на это затрачивается много времени, в связи с чем в таких условиях большое значение приобретает продолжительность рейса.

5. Уменьшение случаев подклинивания керна и возможность его транспортирования потоком очистного агента.

6. Изменение условий бурения в сторону ухудшения при изменении угла наклона восходящей скважины вследствие выполажи- вания и перехода через горизонт в положение нисходящей. С этим связано обычно ухудшение технико-экономических показателей сооружения скважин.

При выборе алмазного ПРИ кроме обычных рекомендаций следует учитывать забойные условия — шламовый режим в восходящих скважинах, отличающийся тем, что шлам на забое не накапливается. Это ослабляет износ матрицы и обнажение зерен алмазов, в связи с чем происходит более интенсивная потеря работоспособности алмазного ПРИ. Поэтому при его выборе для одних и тех же пород в случае бурения восходящих скважин матрица ПРИ должна быть более мягкой (нормальной), чем для бурения нисходящих скважин. При бурении в слабоабразивных породах следует прибегать к предварительной и повторной заточке ПРИ путем искусственного обнажения алмазов, например электрохимическим методом, что увеличивает углубку скважины за рейс в 2—3 раза. При бурении в твердых трещиноватых породах рационально применять эмульсионную промывочную жидкость и средства борьбы с вибрацией бурового снаряда.

С целью сохранения благоприятных условий бурения восходящих скважин необходимо вести борьбу с их выполаживанием, используя известные методы направленного бурения или подбирать рациональную технологию бурения и компоновку бурового снаряда для каждого интервала искривляющейся скважины: восходящего, горизонтального и нисходящего.

Известно, что при бурении на повышенной частоте вращения механическая скорость может увеличиваться, а углубка за рейс и на ПРИ при критических значениях частоты вращения не растет, а в ряде случаев может и снижаться. Так, например, в некоторых работах отмечается, что при увеличении частоты вращения со 150 до 377 об/мин механическая скорость возросла в 1,5, а углубка за рейс — в 2 раза. При бурении же с частотой вращения 470— 699 об/мин углубка за рейс не увеличивалась. В связи с этим для получения максимальной производительности труда рекомендуется осуществлять бурение с определенными значениями частоты вращения в зависимости от глубины скважин (для станка ЗИФ-650М):

Глубина скважины, м 0—100 100—150 150—250 250—300

Частота вращения,

об/мин 4С0-576 254-340 1SS-254 118-1S8

Применение эмульсионной промывочной жидкости и антивибрационных смазок способствует увеличению механической скорости бурения, углубке за рейс и на ПРИ, а также снижению мощности, расходуемой на процесс бурения и СПО. С учетом ограничения возможностей форсирования параметров режима вращательного способа бурения горизонтальных й восходящих скважин резервом повышения его эффективности является применение ударно-вращательного способа бурения с использованием гидроударных машин типа ГВ-6 или пневмоударников. Это позволяет реализовать дополнительную энергию, затрачиваемую на разрушение породы, что приводит к повышению механической скорости бурения, величины углубки за рейс и на один ПРИ в 1,5—2 раза. Бурение с использованием гидроударника ГВ-6 и насоса НБ-120/40 при расходе промывочной жидкости 50—80 л/мин осуществлялось достаточно успешно при глубине скважин до 350 м.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ

ТЕХНИКА II ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ПОРОД ИЛИ ПРОБ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН