Особенности технологии бескернового бурения
1. Первая главная особенность бескернового бурения любыми долотами заключается в том, что площадь забоя разрушаемой породы в 2–3 раза больше, чем при колонковом бурении коронками. Отсюда два отличия: - объем разрушенной породы в единицу времени в 2-3 раза больше и, второе, осевая нагрузка на долото при бурении в скальных породах должна быть тоже в 2-3 раза больше чем при бурении коронками, из чего следует:
а). При бескерновом бурении в мягких породах пикобурами или лопастными долотами главным параметром режима бурения становится расход промывочной жидкости.
б). Для обеспечения оптимальной осевой нагрузки на долото, особенно при бурении шарошечными долотами, и во избежание при этом нежелательного искривления скважины, в бескерновом бурении, как правило, над долотом устанавливают колонну утяжеленных бурильных труб – УБТ. При этом длину колонны УБТ выбирают таким образом, чтобы ее вес был примерно на 25% больше величины осевой нагрузки, т.е. Lубт.= 1,25 ·Fос. /qубт., где qубт. – вес 1 пог. мУБТ. Это делается для того, чтобы нулевое сечение (где нагрузка сжатия переходит в нагрузку растяжения - самое опасное место колонны) не приходилось на стык УБТ с обычными бурильными трубами во избежание поломки труб.
При невозможности применить УБТ, например, бурение долотами диаметром 46 и 59 мм. Над долотом надо устанавливать направляющий «фонарь» из колонковой трубы и двух переходников-центраторов.
2. Вторая особенность уже упомянутая опасность нежелательного искривления скважины – кроме УБТ желателен постоянный инклинометрический контроль направления ствола скважины и ограничение осевой нагрузки.
3.Слабым местом шарошечных долот являются опоры шарошек. Возможность их повышенного износа или даже разрушения ограничивает возможности увеличения осевой нагрузки на долото и частоты вращения.
4. Особое внимание следует уделять износу долота по наружному диаметру особенно при бурении двухшарошечными долотами в твердых абразивных породах во избежание конушения скважины.
Износ и отработка долот бескернового бурения.
1. Лопастные долота и пикобуры – их износ это практически полный износ твердосплавных резцов в лезвиях долота, что проявляется резким падением скорости углубки, ростом крутящего момента. Износ по наружному диаметру не особо опасен (поскольку породы мягкие), но не должен превышать –3 мм.
2 Шарошечные долота – поскольку шарошечные долота инструмент сложный и дорогой их износу уделяется больше внимания:
а). Во-первых, и при конструировании и при отработке долот главное значение имеет принцип «равностойкости», т.е. износ и вооружения и опор долота должен быть одновременным. В противном случае будут потрачены лишние средства или на вооружение или на опоры.
б). Шарошечное долото считается полностью отработанным когда:
- износ вооружения (зубьев, зубков, штырей) составляет 70 - 80%,
- износ по наружному диаметру достигает (но не превышает) – 3 мм.
- износ опор, определяемый по их люфту (осевому перемещению шарошки на опоре) составляет 4 – 7 мм. в зависимости от диаметра долота.
Признаки полного износа шарошечных долот снижение до двух раз механической скорости бурения и не восстановление ее при увеличении осевой нагрузки, рост крутящего момента, возникновение вибрации и рывков. Износ по наружному диаметру и, соответственно, уменьшение диаметра скважины, при наличии УБТ или направляющего «фонаря», может проявляться по росту давления в нагнетательной линии насоса за счет уменьшения сечения кольцевого пространства для прохода промывочной жидкости.
Технология колонкового бурения
Колонковое бурение, когда порода разрушается по кольцевому забою, и в центре забоя остается столбик неразрушенной породы – керн. Различают ряд разновидностей колонкового бурения, отличающихся как применяемым буровым инструментом, так и технологией бурения. Особенности технологии зависят, прежде всего, от применяемого породоразрушающего инструмента, вида снаряда, применения или отсутствия забойных машин и специальных колонковых наборов. При бурении простыми снарядами технологические параметры и особенности технологии бурения зависят от вида материала резцов: - твердый сплав – твердосплавное бурение (точнее бурение коронками с резцами из твердого сплава); алмазы природные и синтетические – алмазное бурение(точнее бурение коронками с мелкоалмазными резцами); бурение резцами из сверхтвердых материалов – бурение с СТМ (спеки мелких природных или синтетических алмазов, резцы из нитратов бора, композиционные алмазотвердосплавные пластины – АТП и другие).
При бурении специальными снарядами (ССК, КГК), снарядами, включающими забойные машины (гидро и пневмо ударники, забойные двигатели) или специальные колонковые наборы (для повышения выхода керна), основные принципы технологии исходят из типа породоразрушающего инструмента, а наличие забойных машин или специальных колонковых наборов обуславливает специфические особенности технологии.