Вращательное (шнековое) бурение скважин

Вращательное бурение вертикальных и наклонных скважин диаметром 110—160 мм резцами с удалением продуктов разру­шения шнеками применяется в породах с f ≤ 6.

Легкие станки шнекового бурения (СБР-125) представляют собой трубчатую ходовую раму с направляющими для вращателя, состоящего из электродвигателя и редуктора, к внешнему торцу которого укреплен буровой став, состоящий из штанг-шнеков. Передвижение станка осуществляется шагающим механизмом, осевое усилие на резец — массой вращателя и буровым ставом. Направляющие вращателя при бурении могут устанавливаться в вертикальное или наклонное положение с углом наклона до 60°. Благодаря небольшой массе вращателя эти станки успешно бурят скважины в слабых породах с f ≤ 3.

Рис. 2.8. Станок вращательного бурения СБР-160:

1 — кабина машиниста; 2 — штанга-шнек; 3 — вращатель;

4 — мачта; 5 — машинное отде­ление; 6 и 7 — гусеничный

ход и его рама

Тяжелые станки оборудованы гусеничным ходовым

механизмом (рис. 2.8 ).

Все оборудование установлено на раме. Они позволяют бу­рить

вертикальные и наклонные скважины в средних по крепо­сти

породах с f ≤ 4-6, так как большая масса вращателя обе­спечивает

большое осевое усилие на забой. Ведутся работы по соз­данию

станков с механизацией наиболее трудоемкой операции при

бурении — сборке и разборке бу­рового става. Техническая харак-­

теристика некоторых станков при­ведена ниже.

.

Сменная производительность легких станков при бурении по углю достигает 100 м. В более крепких породах с f ≥ 3 из-за недостаточного осевого усилия производительность станков резко снижается, и их использование становится экономически нецеле­сообразным. При использовании станков СБР-160 их сменная производительность уменьшается с 200 до 30 м с увеличением коэффициента крепости пород с 2 до 6, а себестоимость бурения 1 м скважины увеличивается от 0,2 до 3 руб. Особенно низкие показатели получаются в абразивных породах повышенной кре­пости.

Буровой инструмент для вращательного бурения состоит из набора штанг и резцов. Штанга представляет собой трубу 1 с приваренной к ней спиралью 2 из полосовой стали, армирован­ной по наружной кромке наплавкой твердого сплава (рис, 2.9, а)

Для разрушения пород наиболее широко применяют резцы с за­кругленными лезвиями, армированные цилиндрическими встав­ками твердого сплава (рис. 2.9, б), а также резцы, армированные пластинками твердого сплава (рис. 2.9, в). Новочеркасским, Куз­басским и Иркутским политехническими институтами разрабо­таны долота со съемными резцами (рис. 2.9, г, д). Эти резцы обеспечивают увеличение скорости бурения в 1,5—3 раза по поро­дам с / == 4-1-6 и снижение себестоимости бурения скважины в 2 раза.

Стойкость резца уменьшается с 500 до 20 м с увеличением кре­пости и абразивности пород. Наибольшую стойкость имеют резцы со сменными режущими элементами.

Рациональный режим бурения выбирается с учетом типа при­меняемых резцов и на основе результатов экспериментов по оп­ределению производительности станка и себестоимости бурения.

Одним из серьезных недостатков бурения является значитель­ная потеря глубины скважины (до 15 %) из-за неполного удале­ния шнеками разрушенной породы. Предложена шнекопневмати-

ческая технология очистки забоя, при которой по трубам шнека в скважину подается сжатый воздух (2—5 м³/мин), резко повы­шающий эффективность очистки скважины (до 95 % и более) и снижающий крутящий момент для вращения става шнеков,