Техника разведки лабораторный практикум

Керноотборные снаряды делятся на две группы: снаряды для роторного бурения и снаряды на базе (или основе) гидравлических забойных двигателей.

Рассмотрим более подробно конструктивные особенности наиболее часто используемых керноотборных снарядов.

4.2. Керноотборные снаряды для роторного бурения

вращается. Снаряд состоит из корпуса 3, верхнего и нижнего переводников, керноприемника 4, ком-

плекта кернорвателей и кернодержателя 5, узла подвески с вин-

21

том и гайкой 1, обратного клапана с седлом и шариком, узла подшипника 2.

Для отбора керна роторным способом в трудноотбираемых породах II–IV категориях ВНИИБТ разработаны снаряды «Кембрий» и «Силур». Эти снаряды, повторяя в основном конструктивную схему снаряда «Недра», отличаются от последнего увеличенным (до 100 мм)

диаметром керна при уменьшенном наружном диаметре корпуса до диаметра замков бурильных труб, используемых при бурении скважин соответствующегодиаметра.

Внутренние элементы керноприемных устройств серии «Кембрий», «Силур» и «Недра», имеющие одинаковыйдиаметр керна, взаимозаменяемы.

Керноотборные снаряды «Кембрий» и «Силур» выпускаются двух типоразмеров: СКУ–122/67 и СКУ1– 172/100 («Кембрий»), а также СКУ–

144/52 и СКУ–146/80 («Силур»).

Для отбора керна в больших интервалах лабораторией керноотборного инструмента ВНИИБТ разработана конструкция керноотборного снаряда магазинного типа (МАГ), конструкция которого показана на рис. 4.3.

Снаряд состоит из корпуса 3, магазина 2, керноводной трубы 4, кернолома и кернорвателя 5, бурголовки 9.

Для организации обратной промывки и отвода части промывочной жидкости из внутренней полости керноотборного снаряда в корпусе на уровне магазина выполнены дренажные отверстия.

22

При бурении керн, достигая кернолома 5, периодически ломается на отрезки длиной 200–300 мм и обратным потоком жидкости транспортируется в магазин 2, а шлам через отверстия выносится в затрубное пространство.

Снаряд МАГ имеет два типоразмера: МАГ-172/40 и МАГ-

195/60.

Кроме рассмотренных отечественных конструкций керноотборных снарядов, в практике бурения с отбором керна роторным способом в разное время использовались и продолжают использоваться и другие конструкции. К их числу принадлежит, например, двойной колонковый набор «Уфимец» – ДКНУ. Этот снаряд имеет 4 модификации (ДКНУ2-145/57, ДКНУ2-161/67, ДКНУ2-190/72 и ДКНУ2-214/94), изготавливается в одно- и двухсекционном исполнении. Конструкция ДКНУ сходна с конструкцией снаряда «Недра».

Внастоящее время в практику бурения внедряются керноотборные снаряды с изолирующей керноприемной трубой, позволяющие сохранить естественную флюидонасыщенность керна. У отечественных снарядов типа КИС керноприемная труба заполнена маслом. У снарядов типа ДКЭ керноприемная труба выполнена из резиновых жгутов, которые плотно облегают керн.

У керноотборного снаряда фирмы «Кристан сен» внутри металлической невращающейся керноприемной трубы имеется эластичный рукав, который натягивается на входящий в него керн.

Описанные снаряды позволяют отбирать и сохранять керн

вхорошем состоянии из рыхлых, сыпучих, трещиноватых и несцементированных горных пород.

Втабл. 4.1. приведена характеристика наиболее часто используемых отечественных керноотборных снарядов для роторного бурения.

23

Окончание табл. 4 . 1

25

секцию керноотборного снаряда для роторного способа бурения – «Недра», «Кембрий» и др.

Таким образом, можно констатировать наличие значительного разнообразия керноотборных снарядов для роторного способа бурения и снарядов на базе гидравлических забойных двигателей применительно к различным горно-геологическим условиям отбора керна. При этом следует отметить, что гамма керноотборных снарядов для роторного способа бурения существенно шире, чем для бурения с использованием ГЗД.

4.4. Бурильные головки

Бурильная головка помимо разрушения породы на забое должна формировать столбик гонной породы – керн. Бурильные головки характеризуются коэффициентом керноотбора (Кко), представляющим собой отношение диаметра образующегося керна к диаметру ствола скважины.

27

Выпускаемые бурильные головки подразделяются:

–на бурильные головки с малым диаметром керна (Кко =

=0,2 – 0,3);

–бурильные головки со средним диаметром керна (Кко =

=0,3 – 0,45);

–бурильные головки с большим диаметром керна (Кко =

=0,45 – 0,55).

Рис. 4.4. Области применения бурильных головок

Применяемые бурильные головки должны соответствовать типу горной породы (рис. 4.4), схема кодирования бурильных головок приведена на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Схема кодирования бурильных головок

28

На рис. 4.6 представлены шарошечные бурильные головки.

Рис. 4.6. Шарошечныебурильныеголовки: а– трехшарошечная режуще-дробящего действия типа СЗ; б– восьмишарошечная дробящего действия типаТКЗ; 1 – муфта сприсоединительнойрезьбой; 2 – корпус; 3 – шарошка; 4 – подшипник; 5 – промывочные отверстия

Для обрыва и удержания керна при подъеме керноотборного снаряда на поверхность в конструкции снаряда предусмотрены специальные устройства, которые называются кернорвателями и кернодержателями.

По конструкции они подразделяются на три типа:

–рычажные (лепестковые) – для мягких и сыпучих пород;

–цанговые для прочных горных пород;

–резиновые кернодержатели.

На рис. 4.7 представлены конструкции рычажного и цангового типа.

29