7.5.4. Вращательно-ударный способ бурения

Вращательно-ударный способ применяется при бурении скважин в породах IV-XII категорий по буримости для интенсификации вращательного бурения.

Порода, как и при вращательном бурении, разрушается за счет окружных и осевых нагрузок на резец, но с наложением высокочастотных ударных импульсов от гидроударника. Благодаря этому происходит дополнительное разупрочнение породы и создание в ней усталостных напряжений. Высокочастотные гидроударники ГМ (Г-59В и Г-76В) применяются при алмазном и твердосплавном бурении с использованием обычных коронок и колонковых труб. Наибольшая эффективность достигается при бурении в хрупких и трещиноватых породах (известняки, доломиты), в очень твердых породах (яшма, кварциты) и вызывающих заполирование алмазных коронок (песчаники, роговики); менее эффективно бурение в вязких, пластичных породах (аргиллиты, алевролиты).

Колонковый набор включает стандартные алмазную или твердосплавную коронки, кернорватель, колонковую трубу, высокочастотный гидроударник с делителем потока и отражателем ударных волн.

Делители потока ДП-73 и ЗР-59 располагаются между гидроударником и колонковой трубой и предназначены для направления на забой после гидроударника жидкости в количестве, необходимом для нормальной отработки алмазных коронок.

Характеристика делителей потока жидкости

Тип	ДП-73	ЗР-59
Наружный диаметр, мм	73	54
Расход жидкости для работы гидроударника, л/мин	100-150	50-100
Расход жидкости, поступающей на забой при различных регулировках, л/мин	25-35	20-40
	43-57	40-60
	57-73	-
	70-90	-
Перепад давления, МПа	0,1-0,4	0,4
Длина, мм	380	365
Масса, кг	10	5

Корпус делителя имеет радиальные сливные окна, которые открываются под воздействием напора жидкости на подпружиненный клапан-поршень.

Отражатели ударных волн в компоновке с модернизированными гидроударниками типа ГМ (СКБ «Геотехника») позволили значительно повысить эффективность бурения. За счет использования отраженных гидроударных волн в волноводе над гидроударником обеспечивается работа машины в стационарном режиме при уменьшении расхода жидкости. Снижение потерь давления в нагнетательной линии позволяет вести бурение на большую глубину. Возрастает частота и энергия ударов. Повышается общий КПД гидравлической системы «насос-колонна бурильных труб – гидроударник - затрубное пространство». Сравнительная характеристика гидроударных машин типа МГ с отражателями и без них приведена в табл. .

Применение высокочастотных гидроударников с серийными эжекторными наборами позволило за счет наложения вибрации значительно снизить вероятность подклинивания керна, а следовательно, прижога коронки при сохранении кондиционного выхода керна в сложных геолого-технических условиях.

Гидроударный реверсивно-эжекторный снаряд ГРЭС-59 предназначен для повышения выхода керна при бурении сильнотрещиноватых и раздробленных пород VIII-X категорий по буримости гидроударными машинами (рис. ).

Снаряд состоит из алмазной коронки, кернорвателя, колонковой трубы, закрытой шламовой трубы, эжектора и гидроударника. Наложение на колонковую трубу высокочастотных продольных ударов (вибрации) и обратное направление потока жидкости способствует уменьшению числа подклиниваний керна. Предусмотрена возможность направления жидкости помимо эжектора непосредственно в колонковую трубу за счет среза шпильки повышенными осевым давлением и окружным усилием с последующим поворотом снаряда на 90⁰. Имеется возможность начать бурение с промытой керноприемной трубой, а также изменять направление потока в процессе бурения и при заклинивании керна в конце рейса. В целях уменьшения вероятности прижога алмазной коронки предложен для снаряда ГРЭС-59 эжекторный узел с сигнализатором обратной циркуляции СОЦ-59, который перекрывает общий поток жидкости при уменьшении или прекращении процесса эжекции.

Техническая характеристика эжекторного снаряда ГРЭС-59

Диаметр, мм:

• буровых коронок ……………………………………….. 59

• корпуса снаряда ……………………….……………… 55

Промывочная жидкость …………………………………….. глинистый раствор

Расход жидкости, л/мин ……………………………………. 50-100

Коэффициент эжекции …………………………………….. 0,65-0,8

Длина общая, мм ……………………………………………. 7500

Масса, кг ………………………………………………………. 65