Колонковый набор.
При бурении обычными снарядами к нижнему концу бурильной колонны присоединяется, при колонковом бурении, - колонковый набор, (рис. 10).
Колонковый набор включает от трех до семи – восьми элементов в разных вариантах. Три основные части колонкового набора (меньше не может быть) от забоя к трубам – буровая коронка, колонковая труба и переходник с колонковой трубы на бурильные трубы. Буровая коронка является породоразрушающим инструментом –«ПРИ». Коронка представляет собой стальное короночное кольцо, оснащенное резцами и резьбой для присоединения к колонковой трубе. В зависимости от материала резцов, коронки могут быть «твердосплавные», «алмазные» и с резцами из сверхтвердых материалов. Подробно устройство и принципы работы коронок будут рассмотрены в конце раздела.
,
Рис. 10.
а. Набор минимум: 1 – коронка, 2.- колонковая труба, 3 – переходник;
б. Набор со шламовой трубой: 3 - тройной переходник 4 – шламовая труба;
в. Набор максимум: 3 – корпус кернорвателя, 4 – кернорвательное кольцо 5 – алмазный
расширитель, 6 – Нижняя часть комбинированного переходника, 7 – верхняя часть комби-
нированного переходника, 8 – латунная шайба, 9 – шаровой обратный клапан
.
1.4.1. Колонковая труба.
Выше коронки в минимальном колонковом наборе идет колонковая труба. Колонковые трубы гладкоствольные цельнотянутые из качественной стали (Ст. 45 или 36Г2С) с внутренней «ленточной» резьбой (одноупорная, цилиндрическая, трапециидальная, шаг 4мм., высота профиля 0,75 мм.) Длинны колонковых труб обычно кратные 1,5 м., но могут быть и произвольными, т.к. резьба на трубах может нарезаться в местных мехмастерских. Обычно максимальная длина колонковых труб – 6 м., но если нужно, можно соединять с помощью ниппелей две и даже три трубы и тогда длина колонковой может достигать 8 – 12 метров. Поскольку колонковая труба выполняет две очень важные функции – размещение получаемого в процессе бурения столбика породы – керна и обеспечение заданного направления оси скважины она должна быть повышенного качества (кривизна не более 0,7 – 1,0 мм./м., не иметь вмятин). Параметры колонковых труб: стандартные по ГОСТ 6238-77 и по зарубежным стандартам, приведены в табл.5.
Таблица 5
Диаметр скважины (коронки) в мм. |
Наружный диаметр колонковой трубы, мм. |
Толщина стенки, мм. |
|
Диаметр труб по стандарту DCDMA, мм. |
Диаметр труб по европейскому стандарту, мм. |
26 |
25 |
3 |
|
|
|
36 |
33,5 |
3 |
|
36,5 |
|
46 |
44 |
3,5 |
|
46 |
44,2 |
59 |
57 |
4 (4,5) |
|
57,9 |
54,3 |
76 |
73 |
4 (5,0) |
|
73,8 |
74,3 |
93 |
89 |
4,5 (5,0) |
|
95,2 |
84,3 - 98 |
112 |
108 |
4,5 (5,0) |
|
114,3 |
113 |
132 |
127 |
5 |
|
137 |
128 |
151 |
146 |
5 |
|
|
143 |
1.4.2. Переходник.
В простом колонковом наборе переходник служит для соединения колонковой трубы с бурильными трубами. Такой переходник имеет наружный диаметр такой же, как и у колонковой трубы и две резьбы – наружную ленточную (колонковую) резьбу и внутреннюю резьбу для бурильных труб. Внутренняя резьба может быть разной в зависимости от типа и размера бурильных труб (ниппельная или замковая резьба и размер резьбы в зависимости от диаметра бурильных труб). Переходники для труб ниппельного соединения обозначаются П0, переходники для муфтово-замковых труб обозначаются П1. Переходники с ниппельной резьбой применяются, как правило, с колонковыми трубами малого диаметра, когда разница между диаметрами колонковой и бурильной труб незначительна; верхний торец переходника в этом случае гладкий конический (рис 11а). Переходники с замковой резьбой, когда диаметр колонковой трубы значительно больше диаметра бурильной трубы, имеют верхний конический торец с фрезерной насечкой (на производстве такие переходники называют «фрезерные») (рис.11б). Фрезерная насечка нужна для «выбуривания колонкового набора в случае его завала кусочками породы, выпавшими из стенок скважины или осевшим шламом.
В некоторых случаях бурения переходники могут выполнять дополнительные функции.
При бурении скважин малого диаметра в твердых породах для центрирования скважины, уменьшения возможности возникновения вибрации применяют переходник-центратор, который имеет наружный диаметр близкий к диаметру скважины и пазы для прохода промывочной жидкости. Наружная поверхность переходника армируется твердосплавными штырями или наплавкой (рис 11г).
В тех же условиях для предотвращения излива промывочной жидкости из верхнего конца бурильных труб при их быстром спуске в скважину (коронка идет вплотную к стенкам скважины и создает «поршневой эффект») может применяться клапанный переходник. Поскольку условия применения одни и те же часто объединяют переходник-центратор и он же клапанный переходник (снаружи – центратор, внутри – клапанный). Переходник – центратор он же клапанный может совмещать еще и третью функцию – отсоединительного переходника (об этом рассказано дальше, смотри рис.15а).
-
Рис. 11.
г
Как указывалось ранее, кроме трех основных частей колонкового набора в его состав могут входить еще ряд элементов. Что бы рассмотреть еще один вид переходников - тройных, забегая вперед, рассмотрим применение в колонковом наборе шламовой трубы (шламовые трубы в современном геологоразведочном колонковом бурении применяются крайне редко, раньше они были обязательны при дробовом бурении, сейчас применяются там, где резко ограничен расход промывочной жидкости и при «безнасосном бурении»). Бывают открытые и закрытые шламовые трубы. Открытая шламовая труба представляет собой трубу того же диаметра, что и колонковая труба, верхний конец которой без резьбы, имеет косой срез и слегка завальцован внутрь. На нижнем конце шламовой трубы нарезается ленточная резьба, такая же, как на колонковой, но левая. (смотри рис. 10 б) Такая же левая резьба нарезается на верхней части наружной поверхности переходника. Поскольку у переходника теперь три резьбы (для колонковой трубы, для бурильной трубы и для шламовой трубы) такой переходник называется тройной и обозначается П3 (рис.11в).