Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Бурение скважин с обратной циркуляцией жидкости и гидротранспортом керна

09.05.2019


Обратная схема циркуляции промывочной жидкости (ПЖ) при бурении с гидротранспортом керна обеспечивает непрерывный вынос керна на поверхность. При этом используется двойная колонна труб. Внутренняя труба служит для транспортирования керна потоком жидкости, а наружная выполняет роль бурильных труб.

Такой вид бурения позволяет повысить выход керна до 100% в мягких малоустойчивых породах, исключить осложнения, связанные с обрушением стенок скважины, вызываемое циркуляцией промывочной жидкости или ее поглощением, а также существенно повысить производительность труда за счет сокращения СПО и монтажно-демонтажных работ. В отдельных случаях скорость сооружения скважин достигает 18 тыс. м/ст.-мес и более.

Бурение с гидротранспортом керна осуществляется с помощью специальных комплексов КГК, в состав которых входит буровая установка УРБ-2А-2ГК на базе автомобиля высокой проходимости, циркуляционная система и емкость БП-149, керноприемная система БП-150, смонтированные на автоприцепе, и комплекты буровых инструментов КБИ-5М или КБИ-6. Применяют в практике два типа комплексов: КГК-100 и КГК-300, некоторые данные из характеристики которых приведены ниже.
Бурение скважин с обратной циркуляцией жидкости и гидротранспортом керна

Такие комплексы успешно применяют при бурении геологопоисковых и разведочных скважин в мягких породах V-IV категории по буримости с включением пропластков пород VI-VIII категорий по буримости. Глубина скважин, пробуренных КГК-100 практически достигает 190 м. При бурении скважин используют твердосплавные коронки (ГК-2, КГ-84С; КГ-84МС; КГ-93МС), а также толстостенные коронки с алмазным вооружением типа В9П или В9С.

Параметры режима бурения зависят от геолого-технических условий — свойств пород, применяемых технических средств бурения и технологических схем.

При бурении твердосплавными коронками осевая нагрузка может изменяться от 4,5—5 до 15—18 кН, частота вращения — от 140—170 до 325 об/мин. Расход промывочной жидкости подбирают из расчета скорости восходящего потока не менее 0,6 м/с (табл. 13.3).

При бурении алмазными коронками типа В9П или В9С диаметром 82 мм рекомендуются: частота вращения — 225—325 об/мин; осевая нагрузка — до 2 кН; расход промывочной жидкости — 180 л/мин.

В некоторых случаях бурение осуществляют без отбора керна, для чего по внутренней колонне труб на забой спускают дополнительный ПРИ, который устанавливается внутри коронки без подъема БС на поверхность. Осевая нагрузка при этом должна быть увеличена на 10—20%.

Технология бурения с гидротранспортом керна определяется спецификой способа бурения и геолого-техническими свойствами горных пород. Характерной чертой этого процесса является увеличение крутящего момента по мере углубки скважины в мягких породах глинистого состава. Это связано с образованием сальников на бурильных трубах из слипающихся частиц шлама попадающего в затрубное пространство с забоя. Во избежание осложнений технологией бурения предусматривается периодическое расхаживание снаряда. Интервалы между расхаживаниями и высота подъема снаряда зависят от характера разбуриваемых пород — чем они более липкие, тем короче интервалы.

При бурении с гидротранспортом керна используют несколько технологических схем циркуляции промывочной жидкости: обычная схема с обратной промывкой и комбинированная (рис. 13.4). В первом случае (рис. 13.4,а) промывочная жидкость поступает к забою по межтрубному зазору и, практически минуя рабочую часть коронки I, поднимается по внутренней колонне труб 3. По второй и третьей схемам промывочная жидкость также подается по межтрубному зазору, а в призабойной части либо делится на два потока (рис. 13.4,6), либо проходит в затрубное пространство и, омывая забой и рабочую часть коронки, поступает во внутреннюю колонну труб (рис. 13.4,в). Для того, чтобы промывочная жидкость не поднималась по зазору между стенкой скважины и БТ 2, на трубах устанавливают пакерующее устройство б или этот зазор заполняют глинистым раствором повышенной плотности. В последнем случае раствор способствует закреплению стенок скважины при бурении по весьма неустойчивым породам.

В качестве промывочной жидкости может быть использована техническая вода или глинистый раствор с целью предохранения керна от разрушающего действия потока, увеличения выносной и удерживающей способности жидкости (в момент прекращения циркуляции).

Для обеспечения процесса подъема керна 5, последний должен делиться на кусочки небольшой длины. С этой целью в керноприемной трубе устанавливаются керноломы в виде выступов-клиньев 4 или шариков. Кернолом отклоняет продвигающийся по колонковой трубе керн, который при этом сламывается и подхватывается восходящим потоком жидкости.

Серьезные трудности возникают при бурении с ГК по валунно-галечниковым отложениям, толщам (более 15 м) сильно обводненных песков и при встрече пропластков или коренных пород большой твердости (свыше VlIl-IX категорий по буримости).

Высокую эффективность бурения с ГК достигают при условии непрерывности процесса углубки скважины до проектной глубины. В случае перерывов в бурении буровой снаряд может находиться в скважине до 10—14 ч без осложнений. При извлечении снаряда стенки скважины в интервале неустойчивых пород могут обрушиться.

При вынужденных перерывах в бурении (при наращивании труб) необходимо осуществлять промывку скважины до полного удаления керна и шлама из скважины. В случае необходимости точной привязки керна к разрезу следует прерывать процесс углубки для выноса керна с забоя. Точность привязки при этом составляет ±0,1 м.

При бурении возникают осложнения, связанные с заклиниванием керна в коронке, в колонне труб, сальнике или сливном шланге. Это сопровождается повышением давления в нагнетательной линии насоса и снижением механической скорости бурения вплоть до полного прекращения углубки.

Заклинивание керна в коронке ликвидируют повышением усилия подачи бурового снаряда или его расхаживанием и гидравлическими ударами жидкости, возникающими при быстром перекрытии нагнетательной линии с помощью вентиля.

Заклинивание керна в колонне БТ может быть ликвидировано изменением направления циркуляции жидкости на прямую при поднятом снаряде на высоту 0,5—1 м. Иногда при этом используют деревянную пробку длиной 0,7—0,9 м и диаметром 38—40 мм, вставляемую в колонну труб. При подаче жидкости пробка, движущаяся вниз с определенной скоростью, наносит удары по керну и выбивает его из труб. Поднимается пробка обратным потоком жидкости.

При нормальном течении процесса бурения давление в нагнетательной линии возрастает равномерно от 0,5 до 2,5—3 МПа по мере увеличения глубины скважины (0—100 м).

Для получения ненарушенного керна прибегают к бурению задавливанием снаряда (без вращения) с одновременной промывкой. Для срыва керна при этом периодически включают вращение снаряда (через 0,15—0,3 м углубки).

Для выполнения работ в зимних условиях буровая установка УРБ-2А-2ГК Может быть смонтирована на санях в отапливаемом щитовом буровом здании.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: