4.5. Особенности шнекового бурения

Главной положительной особенностью шнекового бурения является то, что в силу специфики работы шнековой колонны во многих случаях происходит непроизвольное закрепление стенок скважины, затираемой в них породой. Как указывалось, долото и, следовательно, диаметр скважины в призабойной зоне имеет размер на 5–20 мм больше диаметра шнека.

Частицы разрушенной породы, поднимаясь по шнекам, частично попадают в зазор между шнеками и стенками скважины и «втираются» в стенки вращающейся ребордой, как бы оштукатуривая стенки, что придает им достаточную устойчивость. Закрепление стенок происходит не только в глинистых породах, но и при бурении любых минимально связных пород и, что особенно важно при бурении в гравийно-галечных отложениях, где при транспортировке породы мелкая галька «забивается» ребордой шнеков между крупными гальками в стенках скважины, создавая тем самым высокую устойчивость стенок. Для всех других видов бурения проходка гравийно-галечных отложений представляет огромную трудность.

Другая особенность шнекового бурения отрицательная – возникновение вибраций шнековой колонны при недостаточной загруженности шнеков, поднимаемой породой, особенно с увеличением частоты вращения. Вибрация шнеков недопустима, так как она может привести к поломке соединений шнеков, а также к нарастающей разработке ствола скважины, в свою очередь увеличивающей вибрацию шнеков. Чтобы не допускать вибрацию, нельзя использовать шнеки с насосными соединениями, гнутые, с деформированной ребордой. В процессе бурения необходимо постоянно поддерживать заполненность шнеков породой путем регулирования скорости бурения. Если вибрация все же возникла, необходимо снизить частоту вращения и добиться заполнения шнеков породой.

Следующая особенность шнекового бурения тоже отрицательная – образование на шнеках «сальников» при бурении в вязких, липких породах. Порода налипает на отдельные участки шнека, а подаваемая снизу порода, натыкаясь на затор, не может транспортироваться, уплотняет и увеличивает затор – «сальник», размеры которого увеличиваются в ширину, становясь больше диаметра скважины за счет уплотнения стенок скважины. Такой сальник не только препятствует продолжению бурения, но и не позволяет извлечь инструмент на поверхность, т. е. происходит авария, ликвидировать которую при шнековом бурении довольно легко за счет применения левого вращения шнеков (если шнеки имеют не резьбовые соединения), при котором шнеки как бы выкручиваются из сальника. Для предотвращения образования сальников при бурении в вязких породах бурение необходимо вести на максимально возможной частоте вращения, чистить шнеки и при необходимости смазывать поверхность спирали шнеков, не допускать нарушения непрерывности спирали и смятия реборды шнеков. При реальной опасности сальникообразования рекомендуется в скважины подливать небольшое (3–5 л) количество воды.

Последняя особенность шнекового бурения связана с возможностью левого вращения шнеков. Кроме надежного и легкого извлечения шнеков при прихватах, сальниках, заклинке шнеков валуна левое вращение шнеков в сочетании с медленным подъемом колонны и подачей на шнеки выбуренной породы позволяет получить полный качественный ликвидационный тампонаж скважины, при котором всякая рушенная порода подается обратно и заполняет объем скважины.