- •Глава 7. Технологии проходки скважин при различных способах бурения. Специальные технические средства для их реализации
- •Буровой инструмент
- •Список подрисуночных подписей к главе 7
- •Глава 7. Технологии проходки скважин при различных способах бурения. Специальные технические средства для их реализации
- •7.1.1. Основы взаимодействия алмазной коронки и горной породы
- •7.1.2. Разработка режима высокооборотного алмазного бурения
- •7.2. Бурение комплексами со съемными керноприемниками
- •7.2.1. Техническая характеристика и состав комплексов сск и ксск
- •7.2.2. Технологический инструмент сск и ксск
- •7.2.3. Спуско-подъемный и вспомогательный инструмент
- •7.2.4. Режим бурения комплексами сск и ксск
- •7.2.5. Применение съемных керноприемников за рубежом
- •7.5. Бурение гидроударными машинами
- •7.5.1. Технические средства для гидроударного бурения
- •7.5.2. Ударно-вращательный способ бурения
- •7.5.3. Рекомендации по режиму ударно-вращательного бурения
- •7.5.4. Вращательно-ударный способ бурения
- •7.5.5. Рекомендации по режиму вращательно-ударного бурения
- •7.5.6. Вибрационно-вращательное бурение гидродинамическим вибратором
- •7.5.7. Рекомендации по обустройству буровой при гидроударном бурении .
- •7.6. Бурение скважин пневмоударными машинами
- •7.6.1. Геологоразведочные пневмоударники и инструмент к ним
- •7.6.2. Особенности технологии пневмоударного бурения
- •7.7.1. Технические характеристики и состав комплексов
- •7.7.2. Особенности буровых установок комплексов кгк
- •7.7.3. Средства для отбора керна и шлама в комплексах кгк
- •7.7.4.Буровой инструмент
- •7.7.5. Технология бурения скважин с непрерывным транспортом выбуренной породы по двойной колонне бурильных труб
- •7.8. Бурение скважин в условиях поглощения промывочной жидкости
- •7.8.1. Способы бурения поглощающих скважин
- •7.8.2. Бурение поглощающих скважин с пониженным и уменьшенным расходом промывочной жидкости
- •Техническая характеристика расходомера ТулНигп Предел измерений, л/мин ……………………………………………….. 0-160
- •Габариты (без присоединительных узлов), мм …………………… 635х100х70
- •Техническая характеристика распределителя потока д1 Диапазон регулирования подачи промывочной жидкости, л/мин ….. 0-160
- •7.8.3. Бурение поглощающих скважин с местной циркуляцией промывочной жидкости
- •7.8.4. Оценка методов и рекомендации по бурению поглощающих скважин с местной циркуляцией промывочной жидкости
- •7.9.1. Области применения гжс
- •7.9.2. Способы и технические средства получения и нагнетания газожидкостных смесей, средства дозированной подачи пенообразователей и разрушения гжс
- •Техническая характеристика пеноразрушителя пэ
- •7.9.3. Схемы расположения и монтаж оборудования для бурения с гжс
- •7.9.4. Свойства и рецептуры газожидкостных смесей Основные представления о пав-пенообразователях
- •Пены, их свойства и методы исследования пенообразующих растворов
- •Рецептуры пен, их выбор и особенности приготовления рабочего раствора пав
- •7.9.5. Технология бурения скважин с очисткой забоя гжс Контрольно-измерительные приборы
- •Особенности оснащения бурильной колонны
- •7.10. Шнековое бурение
- •7.10.1. Буровой инструмент
- •Разрушенной породы о металл (fш) ……………………………. 0,3-0,5
- •Режим бурения пород I-III категории по буримости
- •Режим бурения пород IV-VI категорий по буримости
- •Аварии при шнековом бурении
- •7.11. Бурение на россыпных месторождениях
- •7.11.1. Оборудование и инструмент
- •7.12. Бурение гидрогеологических скважин
- •7.12.1 . Способы и технологии проходки гидрогеологических скважин
- •7.12.2. Оборудование и инструмент для гидрогеологического бурения
7.5.5. Рекомендации по режиму вращательно-ударного бурения
При вращательно-ударном бурении в качестве критериев оптимизации принимаются средняя механическая скорость при проходке пород, не вызывающих падение последней в течение рейса, и отношение начальной механической скорости бурения V0 к ее декременту (К=V0/) при проходке пород с интенсивным падением механической скорости в течение рейса. Величина К характеризует производительность бурения. Физический смысл К следующий: начальная механическая скорость характеризует интенсивность процесса разрушения породы, а декремент скорости - интенсивность воздействия породы и выбуренного шлама на коронку.
В качестве управляемых факторов, по которым оптимизируется процесс вращательно-ударного бурения, принимаются осевая нагрузка, частота вращения снаряда и расход очистного агента. На первом этапе процесс бурения следует оптимизировать по расходу очистного агента, так как этот параметр в меньшей степени взаимосвязан с другими и непосредственно влияет на энергетические показатели гидроударной машины. Таким образом, оптимизация процесса вращательно-ударного бурения сводится к определению математических моделей связи между критерием оптимизации (VM или К), осевой нагрузкой и частотой вращения снаряда при постоянных значениях расхода очистного агента, энергии и частоты ударов. По максимальному значению критерия выбирается рациональный режим бурения.
На основании фактических данных по бурению вращательно-ударным способом разработаны технологические рекомендации, в которых выделено четыре группы пород :
упруго-пластичные (область твердосплавного бурения);
упруго-хрупкие, не вызывающие заполирования алмазов;
упруго-хрупкие, вызывающие заполирование алмазов (область алмазного бурения);
трещиноватые.
Упруго-пластичные породы (область твердосплавного бурения)
В табл. приведены рекомендации по рациональным типам коронок при вращательно-ударном бурении в породах этой группы.
Анализ связи механической скорости с осевой нагрузкой и частотой вращения показывает:
дальнейшее увеличение механической скорости бурения возможно за счет высоких осевых нагрузок и частот вращения снаряда;
наибольшее влияние на механическую скорость бурения оказывает изменение частоты вращения снаряда;
линейный характер связи свидетельствует о имеющихся резервах повышения механической скорости.
Упруго-хрупкие породы, не вызывающие заполирования алмазов
(область алмазного бурения)
В табл. приведены рекомендации по рациональным типам алмазных коронок при вращательно-ударном бурении.
Наиболее высокие показатели механической скорости обеспечивают однослойные алмазные коронки с нормальной матрицей и наиболее крупными алмазами. В монолитных породах наибольший ресурс имеет коронка 01А3Д10К10, в трещиноватых - 14А3. Анализ связи механической скорости бурения с осевой нагрузкой и частотой вращения снаряда для песчаников и роговиков показывает, что область максимальных значений параметров оптимизации не достигнута и находится за пределами изучаемого пространства, следовательно, в каждом конкретном случае надо выбирать максимально возможные значения осевой нагрузки и частоты вращения.
Породы, вызывающие заполирование алмазов
Наибольшее влияние на процесс заполирования алмазов имеет частота вращения коронки. В табл. приведены показатели вращательно-ударного бурения гранита (при различной частоте вращения снаряда, осевой нагрузке 15 кН, расходе очистного агента 40 л/мин на забой и 150 л/мин на гидроударник), в том числе показатели механической скорости V0, ее декремента и их отношение (критерий оптимизации). Из таблицы видно, что при наложении на алмазную коронку ударных импульсов интенсифицируется процесс разрушения породы V0, то есть снижается процесс заполирования алмазов. Оптимальной частотой вращения снаряда при применении гидроударников в породах, вызывающих заполирование алмазов, является 625 мин-1.
Трещиноватые породы
При бурении трещиноватых пород получен наибольший рост показателей вращательно-ударного бурения по сравнению с вращательным главным образом потому, что наложение ударных импульсов уменьшает подклинивание керна. Сравнительные показатели вращательно-ударного и вращательного способов бурения в трещиноватых песчаниках при осевой нагрузке 10 кН и частоте вращения снаряда 238 мин-1 приведены в табл. . Общие рекомендации по режимам вращательно-ударного бурения приведены в табл. .