Вопрос 1 (Бескерновое бурение, области приминение в геологоразведки)

Бескерновое бурение – это когда порода разрушается по всей площади забоя скважины, в отличие от колонкового (кернового) бурения, когда порода разрушается по кольцевой площади и в центре забоя остается неразрушенная порода, которая по мере углубки скважины образует столбик породы – керн. При бескерновом бурении керн не получается. Однако бескерновое бурение широко применяется при бурении геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые, занимая до 30% от всего объема бурения таких скважин.

Широкое применение бескернового бурения геологоразведочных скважин объясняется двумя причинами. Во-первых, за двумя исключениями, бескерновое бурение быстрее и дешевле чем колонковое, поскольку не требуется тратить время и средства на подъем керна, во-вторых,- и при бескерновом бурении получается, хотя и не такая полная и точная, но всеже достаточная для приблизительной оценки разреза, геологическая информация за счет сбора частиц разрушенной породы (шлама).

Бескерновое бурение применяется практически в любых породах (исключения породы Х11 категории), но приемы разрушения мягких и скальных пород принципиально различаются. В мягких породах вращающийся инструмент легко внедряется и срезает слой породы, т.е. разрушение породы происходит ее резаньем. В скальных породах порода лучше разрушается при ударных нагрузках за счет скалывания и дробления. Таким образом, в бескерновом бурении выделяется два варианта: бурение резаньем в мягких породах лопастными долотами или пикобурами и дробяще-скалывающее воздействие в скальных породах шарошечными долотами

Вопрос-2 (выбор вида и типа долот, маркировка долот геологоразведочного бурения)

Выбор долота.

Для бурения мягких и полускальных пород выпускались серийные заводские лопастные долота типов М и МС, имеющие одно, два или три лопасти диаметрами от 93 до 151 мм.

Из заводских долот целесообразно использовать долота МС при бурении разрезов с прослойками слабых скальных пород 1V – V категорий.

Проходка на долото (пикобур) и, следовательно, проходка за рейс в мягких породах достигает 300 – 400 метров. Глубина интервалов бескернового бурения лопастными долотами обычно до 500 метров, но иногда достигает 1200 метров

Бескерновое бурение шарошечными долотами.

Шарошечные долота получили свое название от названия их главного элемента – «шарошка», представляющего собой металлический конус с выфрезерованными на его поверхности зубьями или армированный твердосплавными зубками или штырями, свободно вращающийся на специальной опоре, закрепленной на лапе долота. Само долото состоит из резьбовой части и корпуса с лапами, на опорах которых закреплены со свободным вращением шарошки.

Конкретно для каждой группы пород разработаны соответствующие типы шарошечных долот, обозначаемые буквами М. С. Т. К и ОК, а также промежуточные подтипы МС, СТ, ТК, обозначающие породы – мягкие, средние, твердые, крепкие, очень крепкие и промежуточные мягкие-средние, средние-твердые, твердые-крепкие. Вооружение шарошек (элементы, разрушающие породу) может быть представлено фрезерованными стальными зубьями с наплавленным на них порошковым твердым сплавом, либо твердосплавными «зубками, зачеканенными в специальные сверления в теле шарошки, тогда в шифр долота добавляется буква «З», либо твердосплавными штырями с полукруглой рабочей частью, такие штыри устанавливаются в шарашках долот К и ОК и такие долота называются «штыревые».

Дол.

М

МЗ

МС

МСЗ

С

СЗ

СТ

Т

ТЗ

ТК

ТКЗ

К

ОК

Порода

1 - 111

111 - V

111 - V1

V - V111

1Х – Х1

В шифре долота вначале обозначается число шарошек римской цифрой (11 или 111). Затем в шифре указывается диаметр долота, после него устройство опор шарошек - опоры качения (шариковые или роликовые подшипники) обозначаются буквой «В», опоры скольжения – буква «А», комбинированные опоры обозначают буквой «Н». По устройству системы промывки в долоте различают центральную промывку, обозначаемую буквой «Ц» и боковую или гидромониторную промывку, обозначаемую буквой «Г». Современные долота часто имеют герметичные маслонаполненные опоры и в этом случае добавляется буква «У». Примерный шифр шарошечного долота может выглядеть так: 11.112. МЗ-ГВУ или 111.59. К-ЦА.

Правильный выбор долота имеет очень важное значение для эффективности бурения, т.е. получения максимальной скорости при минимальном износе довольно дорогого долота. После выбора типа долота применительно к породам определяют долото по числу шарошек – две или три

Двухшарошечные долота имеют меньшую площадь контакта и, следовательно, дают большую скорость углубки при меньшей осевой нагрузке, они имеют более крупные и более прочные опоры. С другой стороны двухшарошечные долота менее устойчивы на забое и допускают большее искривление скважины, они имеют меньшее вооружение на боковой поверхности шарошек, что приводит к более быстрому износу долота по наружному диаметру и конушению скважины. Трехшарошечные долота имеют больше вооружения, как на забое, так и по боковой поверхности, что обуславливает их повышенную износостойкость, нос при этом у них более слабые опоры, Они более устойчивы на забое.