- •Глава I понятие о сважине и ее конструкции
- •1.1 Понятие о скважине
- •1.2 Понятие о конструкции скважины
- •1.3 Выбор конструкции скважины
- •1.4 Способы бурения
- •1.6 Выбор способа бурения
- •Глава 2. Технологический инструмент
- •2.1 Общие сведения о твердосплавном бурении
- •2.2. Типы компоновок бурильной колонны для твердосплавного бурения
- •2.3. Выбор бурильной колонны
- •2.4. Способы повышения надежности и стойкости бурильной колонны
- •2. 5. Эксплуатация бурильной колонны
- •Глава 3. Забойный снаряд твердосплавного бурения
- •3.1. Одинарный колонковый снаряд с прямой циркуляцией промывочной жидкости
- •3. 2. Одинарный эжекторный снаряд с обратной циркуляцией
- •3. 3. Забойный снаряд безнасосного бурения
- •3.4. Эрлифтные снаряды
- •3. 5. Двойные колонковые снаряды (дкс)
- •3. 6. Буровой снаряд для бурения с гидротранспортом керна
- •3.7. Выбор буровых снарядов твердосплавного бурения
- •Глава 4. Аварии с буровым снарядом.
- •4.1. Способы предупреждения аврий, связанных с отказом технологического инструмента.
- •4.2. Способы предупреждения прихватов
- •4.3. Ликвидация аварий
- •4.4. Схема ликвидации (обрывов) технологического инструмента
- •4.5. Ликвидация прихватов.
- •4.6. Схема ликвидации обрыва с прихватом забойного снаряда
- •Глава 5. Геолого-технические условия бурения
- •5.1. Технологические процессы. Прочность минералов .
- •5.2. Прочностные свойства горных пород
- •5.3. Деформационные свойства горных пород
- •Глава 6. Породоразрушающий инструмент
- •6.1. Твердые сплавы
- •6.2. Геометрические параметры коронок
- •6.3. Износ резцов
- •6.4. Твердосплавные коронки
- •Глава 7. Технология твердосплавного бурения
- •7.1. Технологические режимы бурения
- •7.2. Разработка технологии твердосплавного бурения
- •7.3. Технология бурения снарядами с гидротранспортом керна
- •7.4. Регулирование параметров режимов бурения
- •7.5. Отработка коронок и долот
- •7.6. Оптимальные режимы твердосплавного бурения
- •7.7. Критерий оптимальности
- •7.8. Поиск оптимальных параметрова режимов бурения
- •7.9. Оптимальная длина рейса
- •Глава 8 алмазное бурение
- •8.1. Одинарный колонковый
- •8.2. Породоразрушающий инструмент
- •8.3 Двойной колонковый снаряд алмазного бурения
- •8.4 Снаряды со съемными керноприемниками
- •8.5. Выбор буровых снарядов алмазного бурения
- •Глава 9. Технология алмазного бурения
- •9.1. Технология бурения одинарными колонковыми снарядами
- •9.2. Технология бурения трещиноватых пород одинарными колонковыми снарядами
- •9.3. Технология бурения дкс
- •9.4. Технология бурения сск
- •9.5. Технология бурения алмазными долотами
- •9. 6. Отработка алмазных коронок
- •Глава 10 технология бурения установками atlas copco
- •10.1 Выбор конструкции скважины
- •10.2 Способы бурения
- •10.3 Буровые снаряды atlas copco
- •11. Технология бурения
- •11.1 Выбор очистных агентов
- •Выбор породоразрушающих инструментов и технологических режимов бурения.
- •Импрегнированные коронки.
- •Однослойные алмазные коронки.
- •Технология пневмоударного бурения с пневмотранспортом шлама (методом «обратная циркуляция») Буровые снаряды.
- •Параметры технологических режимов бурения.
- •Глава 12 технология бурения установками Boart Longyear lf 90
- •12.1 Промывочные жидкости
- •12.2 Выбор алмазных коронок
- •12.3 Параметры режимов бурения
- •Глава 13. Бескерновое бурение шарошечными долотами
- •13.1. Буровой снаряд. Буровые долота
- •13.2. Технология бурения
- •14.1. Бурение скважин с продувкой сжатым воздухом
- •14.2. Бурение скважин с применением газожидкостных смесей
- •Раздел IV ударно-вращательное бурение
- •Глава 15. Высокочастотное гидроударное бурение
- •15.1. Буровой снаряд
- •15.2. Технология бурения
- •Глава 16. Среднечастотное гидроударное бурение
- •16.1. Буровой снаряд
- •16.2. Технология бурения
- •16.3. Отработка коронок
- •17.1. Оборудование. Буровой снаряд.
- •17.2. Технология бурения
- •17.3 Технология бурения с пневмотранспортом выбуренной породы
- •1 7.4Технология бурения пневмоударниками с пневмотранспортом керна с очисткой забоя пеной
- •17.5. От работка коронок
- •Глава 18 бурение горизонтальных и восстающих скважин из подземных горных выработок
- •18. 1. Оборудование. Буровой снаряд.
- •18.2. Технология бурения.
- •Раздел V
- •Глава 19. Бурение мягких рыхлых горных пород
- •19.1. Осложнения при бурении.
- •19.2 Выбор способа бурения.
- •19.3. Технология бурения снарядами бескернового бурения.
- •19.4. Технология бурения одинарными колонковыми снарядами
- •19.5. Безнасосное бурение.
- •Глава 20. Бурение глинистых пород
- •20. 1. Глины и глиносодержащие горные породы
- •20. 2. Осложнения при бурении глинистых пород.
- •20.3. Мероприятия по встрече неустойчивых глинисмтых пород.
- •20.4. Технолдогия бурения глинистых пород
- •20.5. Технологические режимы бурения
- •Глава 21. Бурение микротрещиноватых глинистых пород
- •21.1. Микротрещиноватые горные породы. Осложнения
- •21.2. Технология твердых микротрещиноватых глинистых пород
- •21.3.Особенности перебуривания микротрещиноватых порд.
- •Глава 22. Особенности бурения соленосных отложений и полезных ископаемых
- •22.1.Соленосные горные породы. Осложнения
- •22.2. Технология бурения
- •22.3.Особенности бурения мягких полезных ископаемых
- •Глава 23. Бурение мерзлых пород
- •23.1.Мерзлые горные породы. Осложнения
- •23.2. Технология бурения
- •23.3. Оборудование устья скважин
- •24.1. Виды осложнений
- •24.2. Выбор конструкции скважины и способа бурения
- •24.3. Экономическая оценка выбора прогрессивных способов бурения
- •24.4. Очсистные агенты
- •24.5 Выбор специальной прмывочной жидкости
- •Раздел v1
- •26.1. Медленновращательное бурение
- •26.2. Медленновращательное бурение скважин большого диаметра. Винтобурение
- •Глава 27. Шнековое бурение
- •27.1. Оборудование. Буровой снаряд
- •27.2.Технология бурения
- •27.3 Опробование горных пород
- •Глава 28.Вибрационное бурение
- •28.1. Оборудование. Буровой снаряд
- •28.2 Выбор бурового снаряда и технологических режимов бурения
- •Глава 29. Ударно-канатное колонковое бурение бурение скважин методом задавливания
- •29.1 Оборудование. Буровой снаряд
- •29.2 Технология ударно-канатного бурения
- •29.3. Бурение скважин методом задавливания бурового снаряда
- •Глава 30. Ударно-канатное бескерновое бурение
- •30.1 Оборудование. Буровой снаряд
- •30.2 Технология ударно-канатного бескернового бурения
- •30.3 Определение естественного объема проб
- •30.4 Технология комбинированного ударно-канатного и
- •Библиографический список
- •Содержание
8.2. Породоразрушающий инструмент
В качестве породоразрушающего инструмента при алмазном бурении применяют алмазные коронки (рис. 7.2). Алмазная коронка представляет собой стальное кольцо с приваренной твердосплавной матрицей, армированной объемными и подрезными алмазами. Матрицу изготавливают из твердого сплава различной твердости. Нормальная матрица (3) твердостью 20-25 по шкале Роквелла предназначена для бурения в породах мало- и среднеабразивных. Твердая (4) с твердость 30-35 НРС - для бурения в породах среднеабразйвных и абразивных монолитных и трещиноватых.
Для армирования коронок используют естественные якутские алмазы типа борт: крупнозернистые кристаллы самого низкого качества. Кроме борта, существуют алмазы типа баллас - кристаллы радиальнолучистые с мелкозернистой оболочкой и карбонато-мелкозернистые алмазы. Для повышения качества алмазы дробят (трещиноватые алмазы), овализируют, полируют подвергают термической и азотной обработке, гранулируют (по крывают слоем тугоплавкого металла).
Все алмазы классифицируют в зависимости от качества в соответствии с ТУ 47-12-88(табл. 8.1).
В качестве объемных алмазов обычно используют необработанные или дробленные алмазы, в качестве подрезных - более качественные обработанные (овализированные, полированные) алмазы.
Объемные алмазы могут быть величиной от 3 зерен на карат (диаметром около 3,65 мм) до 120-600 зерен на карат (диаметром 0,9 -0,5мм), подрезные - от 8 до 60 зерен на карат (диаметром около 1,1мм)
Рис.7.2. Алмазные коронки: а- 01А3; б- 03ИБ; в-13А3; д-04А3; е-06А3; з-09А3; и-10А3; к- 13И3; 1-корпус; 2- вкладыш; 3-матрица; 4-объемные алмазы;5- подрезные алмазы;
Таблица 8.1
Характеристика алмазов |
Классификация по ТУ |
Индекс в коронке |
Место в коронке |
|
Группа |
Подгруппа качество |
|||
Целые кристаллы с небольшим искажением и наличием небольшого количества обломков |
XV |
а |
Г |
Объемные |
Целые кристаллы различной формы (изометрической, игольчатой, пластинчатой), их обломки, сростки кристаллов |
XV |
в |
Т |
Объемные
|
Овализованные |
XXXIV |
б |
К |
Подрезные |
Дробленые |
XXXV |
|
Д |
Объемные |
Полированные |
XXXVI |
|
П |
Подрезные объемные |
Вследствие ограниченного количества алмазного сырья и недостаточно высокой динамической прочности природных алмазов в настоящие время ведется большая работа по разработке искусственных (синтетических) алмазов. Уже получен целый ряд различных сортов искусственных алмазов. Наибольший интерес из них представляют синтетические монокристаллы: АСО (алмазы синтетические обычные), АСР (повышенной прочности), АСВ (высокой прочности), АСК (кристаллические), АСС (сортированные), поликристаллы: АСПК(АРК-4) (алмазы синтетические поликристаллические), СВСП(АРС-З) и сверхтвердый материал -славутич (твердый сплав+алмазы зернистостью 160-800 зерен на карат). Синтетические алмазы в последнее время находят всё большее применение.
Качество коронок определяют по их индексации, указанной на каждой коронке: например, индекс 01 A3 Д60 КЗО означает, что коронка первой модификации (01), однослойная (А) с нормальной матрицей (3), с дроблеными основными алмазами 60 зерен на карат (Д60) и овализованными подрезными алмазами, зернистостью 30 зерен на карат.
Для краткости марку коронки определяют первыми четырьмя знаками (01АЗ). Синтетические алмазы на коронке отмечают индексом СВ, (например 01АЗСВ), гранулированные - добавлением буквы Г(например 02И4Г).
Все алмазные коронки для колонкового снаряда можно разделить на пять групп (табл. 13.2): 1) зубчатые; 2) резцовые; 3) однослойные с заданным выпуском (выходом) алмазов; 4) однослойные без заданного выпуска алмазов; 5) импрегнированные.
Зубчатые коронки 16АЗСВ применяют для бурения малоабразивных пород средней твердости (У-УП категории буримости), когда глубина внедрения резца может значительно превышать выход алмаза из матрицы. Коронка представляет собой ко-роночное кольцо, к выступам торцовой части которой припаивают зубки. Зубки имеют форму усеченного конуса, большое основание является режущей кромкой. Передний угол резца γ =-15 град, задний α=10 град. Зубки изготавливают из твердого сплава, насыщенного (по объёму выступающей части) синтетическими алмазами (СВСП), зернистостью 150-400 шт./кар, они армированы объёмными полированными и подрезными овализованными алмазами, зернистостью 8-10 и 12-20 шт./кар. Количество зубков в коронке 16-34 шт.
К коронкам резцового типа относят коронки КС и КСК01КС-93С, 02КС-93С, 02КС-112С.
В каждом секторе коронок КС устанавливают 2-3 основных резца размером 1-2 шт./кар, из синтетических алмазов СВСП: По боковым поверхностям секторов размещены более мелкие подрезные алмазы, размером 8-12шт./кар. Коронки универсальны, их применяют для бурения как средних, так и твердых пород (V -IX категории).
Коронки КСК близки по конструкции коронкам КС, их армируют резцами из синтетических алмазов марки АСПК, они имеют более твердую матрицу. Режущие элементы из цилиндрических алмазов, диаметром 4,5мм;
их количество составляет 20-24 шт. на коронку. Выпускают 4, 6, 8 секторные коронки диаметром 59-93мм.
Эти коронки также универсальны и предназначены для бурения горных пород различной твердости и абразивности с частой перемежаемостью пород.
В однослойных коронках алмазы укладывают только по по-верхности матрицы. Коронки с заданным выпуском алмазов КАТ,04АЗ, 07АЗ, А4ДП предназначены для бурения крупно-средне- и мелкозернистых твердых пород (8-10 категории бури-мости). Коронки армируют природными и синтетическими алмазами зернистостью от 10-60 шт./кар.
Выпуск алмазов из матрицы составляет 20-30% от размера зерна. Коронки на боковой поверхности имеют ребра, армированные подрезными алмазами, что способствует более эффективному разрушению горной породы и выносу достаточно крупного шлама из-под торца коронки.
Однослойные коронки без заданного выпуска алмазов КСАП, 01АЗ, 01АЗСВ, 01АЗГ, 01А4, 01А4 СВ, 01А4Г 14АЗ АКС предназначены также для бурения твердых пород, но преимущественно мелкозернистых . Для армирования коронок используют природные синтетические (СВСП) объёмные алмазы зернистостью от 20-30 до 40-60 шт./кар и подрезные алмазы зернистостью от 10-20 до 40-60 шт./кар.
Выпуск алмазов из матриц составляет 5-10% от величины алмаза.
В импрегнированных коронках алмазы равномерно распределяются по всему объёму матрицы. Высота алмазосодержащего слоя - 4 -5мм.
Импрегнированные коронки 02ИЗГ, 02ИЗСВ, 02И4Г, 03И5, КИТ, И4ДП, ИКС предназначены для бурения крепких пород Х-ХII категории буримости любой абразивности и трещиноватости.
Для армирования коронок используют объемные алмазы зернистостью 120-140 шт./кар и подрезные алмазы зернистостью от 30-40 шт./кар до 60-90 шт./кар. Выпуск алмазов из матрицы составляет 0,04-0,07 мм. Импрегнированные коронки ИСМ АН СССР типа БС(0,1;0,2;0,3;0,4;0,5;0,6;0,7) армируют синтетическими алмазами АСС, они имеют подрезные штабики из славутича.
Для бескернового бурения монолитных малоабразивных пород VII-IX категории буримости (однослойные) применяют долота 08 АЗ-46, 09 АЗ-59, АДН-22 для бурения абразивных
сильно трещиноватых породVII-X категории буримости- долота
08 ИЗ-46,ИДН-12.