Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Сооружение скважин с применением ударного способа бурения

11.05.2019


Ударное бурение скважин — разрушение пород инструментами ударного действия. Этот процесс сопровождается удалением разрушаемой породы из скважины, а также закреплением стенок скважины в случае бурения по неустойчивым породам. Все операции, связанные с бурением, выполняют с помощью механизмов, приводимых в действие двигателем, поэтому такой процесс сооружения скважин получил название ударного механического бурения. Буровой снаряд при этом может спускаться в скважину на канате, тогда мы имеем дело с ударно-канатным бурением, или на бурильных трубах — штангах — ударно-штанговое бурение.

При осуществлении ударно-канатного способа бурения удаление продуктов разрушения производят специальным снарядом — желонкой, спускаемой в скважину на канате после подъема ударного снаряда.

Из всех известных разновидностей ударного способа бурения скважин в настоящее время наиболее широкое применение находит ударно-канатное. Общая схема современной установки для ударно-канатного бурения скважин приведена на рис. IV. На общей раме 23 смонтированы все механизмы станка: главный или трансмиссионный вал 17, инструментальный барабан 16, желоночный барабан 22, ударный вал 18 с кривошипно-шатунным механизмом 19, 20, 21, оттяжная рама 14 с направляющим 15 и оттяжным 13 роликами и мачта 12, которая снабжена инструментальным 7 и желоночным 10 роликами. Ролики 7 и 10 огибаются соответственно инструментальным 6 и желоночным 9 канатами. Для снижения динамических нагрузок на мачту и улучшения динамики движения бурового снаряда при нанесении ударов по забою под инструментальным роликом встраивают амортизирующее устройство 11 пружинного типа.

Буровой инструмент, подвешенный на инструментальном канате 6, состоит из долота 1, ударной штанги 2, раздвижной штанги 3, 4 (или ножниц) и канатного замка 5. К желоночному канату 9 присоединена желонка 8, служащая для очистки скважины от разрушенной породы.

Перед началом бурения в специально отрытом шурфе 25 устанавливается направляющая обсадная труба 24, которая раскрепляется брусьями 26, 27, а ходовая часть станка — распорными колодками 28 и брусом 29. Буровой снаряд спускают в скважину с помощью инструментальной лебедки при разматывании каната 6 на нужную длину. После спуска бурового снаряда включают ударный механизм. Посредством кривошипно-шатунного устройства приводят в движение оттяжную раму 14 с оттяжным роликом 13. При движении оттяжного ролика вниз буровой снаряд приподнимается в скважине над забоем на высоту S, а при обратном движении ролика — падает. Долото наносит удар по забою, разрушая породу. После каждого удара буровой снаряд должен поворачиваться вокруг своей оси на некоторый угол, чем достигается равномерная обработка всего забоя и получение скважины достаточно правильной цилиндрической формы. По мере углубки скважины канат 6 постепенно стравливается с инструментального барабана.

В процессе бурения разрушаемая порода (шлам) удаляется с забоя жидкостью, так как переходит во взвешенное состояние благодаря движениям бурового снаряда. По мере накопления разрушенной породы плотность зашламованной жидкости увеличивается, а скорость падения бурового снаряда уменьшается. Это приводит к снижению эффективности ударов долота, в связи с чем прекращают бурение и, включив инструментальный барабан, поднимают буровой инструмент на поверхность, а в скважину с помощью желоночной лебедки 22 спускают желонку 8. Желонка, представляющая собой трубу с клапаном в нижнем конце, заполняется буровым шламом путем повторных сбрасываний на забой с некоторой высоты. С помощью такой желонки осуществляется и углубка скважины в рыхлых, несвязных породах. Для закрепления стенок скважины в последнем случае применяют обсадные трубы, которые опускают в скважину обычно с принуждением — под действием ударов, с расхаживанием или с вращением. Для облегчения спуска обсадных труб иногда используют расширители.

При ударно-канатном способе сооружения скважин осуществляют бурение скважин большого диаметра в сложных геологотехнических условиях с одновременным креплением ствола обсадными трубами; отбирают шламовые пробы или образцы достаточно мягких пород.

Ударно-канатный способ сооружения скважин в настоящее время применяется: при разведке некоторых видов полезных ископаемых с равномерным распространением полезных компонентов и россыпных месторождений; при разведке и эксплуатации подземных вод (гидрогеологические скважины); при инженерно-геологических исследованиях; при сооружении технических скважин вспомогательного назначения (для целей водопонижения или водоотлива, для вентиляции, спуска крепежного или закладочного материала, прокладки кабелей и трубопроводов), и, наконец, особенно широко при проведении взрывных работ на открытых разработках полезных ископаемых.

Рассматриваемый способ бурения имеет целый ряд недостатков, основными из которых являются: низкая производительность, сложность конструкции скважин при бурении в малоустойчивых породах из-за большого числа спускаемых колонн обсадных труб (большая металлоемкость), сложность ликвидации аварий.

Ударно-канатным способом в настоящее время сооружают скважины глубиной до 500 м с начальным диаметром до 500 мм для добычи подземных вод и до 300 м при разведке россыпных месторождений с начальным диаметром до 225 мм.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: