- •Буровые станки и бурение скважин Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия для студентов геологических специальностей
- •Часть I твердосплавное бурение
- •Глава 1 понятие о скважине и ее конструкции
- •1.1. Понятия о скважине
- •1.2. Понятие о конструкции скважины
- •1.3 Выбор конструкции скважин
- •1.4 Способы бурения
- •1.5 Выбор способа бурения
- •Глава 2. Буровое оборудование
- •2.1. Отечественные буровые установки и буровые станки
- •Техническая характеристика сианков показана в табл. 2.1, 2.2.
- •2.2. Буровые насосы и компрессоры
- •2.4. Оборудование для приготовления и очистки промывочных жидкостей Установки для приготовления и очистки глинистых растворов.
- •Оборудование для транспортировки глинистого раствора.
- •Характеристика автоцистерны
- •Оборудование для очистки промывочных жидкостей
- •Глиностанции
- •Технические средства для приготовления и очистки полимерных промывочных жидкостей
- •Техническая характеристика установки ппр
- •Техническая характеристика установки опр
- •Техническая характеристика ультразвуковой установки для приготовления эмульсионных жидкостей
- •Техническая характеристика установки уэм-5
- •2.5. Оборудование для приготовления и нагнетания тампонажных растворов
- •2.5.1. Оборудование для приготовления тампонажных растворов
- •Растворосмесители и растворомешалки
- •Стационарные цементосмесительные установки
- •Самоходные цементосмесительные машины
- •2.5.2. Оборудование для нагнетания тампонажных растворов
- •Цементационные агрегаты
- •2.6. Современные и зарубежные буровые установки
- •Установки Christensen cs
- •Техническая характеристика установок roc
- •1. Бурение перфоратором
- •2. Бурение погружным пневмоударником
- •3. Система coprod ®
- •Глава 3. Технологический иструмент тведросплавного бурения
- •3.2. Забойный снаряд
- •3.2.1. Одинарный колонковый снаряд
- •3.2.2. Двойные колонковые снаряды
- •3.2.3. Буровой снаряд для бурения с гидротранспортом керна
- •3.2.4. Выбор буровых снарядов твердосплавного бурения
- •Глава 4. Аварии с буровым снарядом, их предупреждение и ликвидация
- •4.1. Способы предупреждения аварий, связанных с отказом инструмента
- •4.2. Способы предупреждения прихватов
- •4.3. Ликвидация аварий
- •4.4. Методы ликвидации прихватов
- •Глава 5. Физко-механические свойства пород
- •5.1 Технологические процессы. Прочность горных пород
- •5.2. Деформационные свойства пород
- •5.3. Оcновные технологические характеристики горных пород
- •Глава 6. Породоразрушающий инструмент
- •6.1 Твердые сплавы
- •6.2. Геометрические параметры резцов коронок
- •6.3. Износ резцов
- •6.4. Твердосплавные коронки
- •Глава 7. Технология твердосплавного бурения
- •7.1. Выбор промывочных жидкостей
- •7.2. Расчет технологических режимов бурения
- •7.3. Технология бурения снарядами с гидротранспортом керна
- •Часть II алмазное и другие способы бурния
- •Глава 8. Алмазное бурение
- •8.1. Одинарный колонковый снаряд
- •8.2. Породоразрушающий инструмент
- •8.3. Двойной колонковый снаряд алмазного бурения (дкс)
- •8.4. Снаряды со съемными керноприемниками
- •8.5. Выбор буровых снарядов алмазного бурения
- •8.6. Технология бурения одинарными колонковыми снарядами
- •8.7. Технология бурения снарядами со съемными
- •Глава 9. Бескерновое бурение
- •9.1 Буровой снаряд бескернового бурения
- •9.2. Шарошечные долота бескернового бурения
- •9.3. Технология бурения
- •Глава 10. Бурние с продувкой воздухом
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Буровое оборудование и инструмент
- •Глава 11. Технология бурения установками atlas copco
- •11.1. Выбор буровых снарядов Atlas Copco
- •11.2. Выбор технологических режимов при бурении вращательным способом установками Atlas Copco Выбор очистных агентов
- •Выбор породоразрушающих инструментов и технологических режимов бурения.
- •Импрегнированные коронки.
- •11.3. Технология пневмоударного бурения с пневмотранспортом шлама (методом «обратная циркуляция») Буровые снаряды
- •Параметры технологических режимов бурения
- •Глава 12. Технология бурения станками boart longyear lf 90
- •12.1. Буровой снаряд
- •12.2. Выбор типа коронок и расширителей
- •12.3. Параметры режима бурения
- •12.4. Промывочные жидкости
- •Глава 13. Искривление скважин
- •13.1. Параметры искривленных скважин
- •13.2. Причины и закономерности естественного искривления скважин
- •13.3. Приборы для замера параметров искривления скважин
- •13.4. Искусственное искривление скважин
- •13.5. Многозабойное бурение. Кернометрия
- •Глава 14. Бурение неглубоких скважин
- •14.1 Медленно-вращательное бурение
- •14.2. Медленно-вращательное бурение скважин большого диаметра. Винтобурение
- •14.3. Шнековое бурение
- •14.4. Вибрационное бурение
- •14.5. Пенетрационное бурение
- •Глава 15. Ударно-канатное бескерновое
- •15.1 Оборудование. Буровой снаряд
- •15.2. Технология ударно-канатного бескернового бурения
- •15.3. Технология опробования продуктивных пластов
- •15.4. Предупреждение и ликвидация аварий при ударно-канатном бурении
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
14.5. Пенетрационное бурение
При бурении мягких рыхлых горных пород без гальки и валунов взятие пробы можно производить при помощи различного рода стаканов, грунтоносов, желонок. Внедрение этих инструментов в горную породу производят забиванием забойного снаряда в результате сбрасывания его на канате с некоторой высоты («клюющий» способ), забиванием снаряда с помощью специального забойного ударника (ударно-забивной способ) или путем задавливания снаряда под действием большой осевой нагрузки (способ задавливания).
Ударно-колонковое бурение позволяет получать керн с ненарушенной структурой, не требует сложного оборудования и может быть использован не только при поисках и разведке россыпных месторождений, но и при инженерно-геологических исследованиях. Около 35 % всего объема буровых работ при инженерно-геологических изысканиях производят ударно-канатным колонковым способом. Это наиболее распространенный способ для бурения мягких горных пород, т.к. обладает рядом преимуществ по сравнению с вращательным колонковым бурением:
1) не требуются сложные буровые станки;
2) не требуется оборудование для промывки или продувки скважин;
3) не требуются затраты времени на спускоподъемные операции из-за отсутствия бурильной колонны;
4) не размываются стенки скважин и керн, вследствие чего устраняются различного рода осложнения, связанные с неустойчивостью стенок скважин, повышается выход керна;
5) снижаются затраты энергии и опасность возникновения аварий в результате прихвата снаряда или нарушения его целостности (по сравнению с вращательным - способом «всухую»);
6) наблюдается более высокая производительность.
Для бурения методом задавливания созданы самоходные буровые установки: СУШ-10 (самоходная установка глубинного поиска), СПК-1 и СПК-Т (станции пенетрационно-каротажные).
Установка СУГП-10 смонтирована на шасси самоходной артиллерийской установки СУ-76 с двигателем ГАЗ-51 мощностью 40 кВт. Для задавливания бурового снаряда служит гидроцилиндр двойного действия с полым штоком и двумя захватывающими патронами. В горную породу с помощью гидравлических домкратов залавливают гильзу со специальной геофизической аппаратурой. К концу гильзы подсоединен пробоотборник (стакан) для взятия образцов породы. С помощью такого комплекса осуществляют каротаж скважин и отбор проб при скоростном методе поисков. На кузове установки монтируют мачту, имеющую кассету с комплексом буровых труб (три свечи по две четырехметровых трубы). Внутри труб пропускают каротажный кабель. Усилие подачи гидроцилиндров достигает 100 кН, ход подачи составляет 500 мм, масса установки - 10 т, максимальная глубина бурения - 24 м, производительность установки при глубине 24 м доходит до 20 скважин в смену.
Для получения комплексной информации о физико-механических параметрах и литологии разреза рыхлых грунтов на глубину 25 м применяют установки СПК-1 и СПК-Т (табл. 14.3). Станция СПК-1 состоит из буровой установки СПКУ, базируемой на шасси автомобиля ЗИЛ-157 и лаборатории СПКЛ на шасси автомобиля ГАЗ-66.
Производительность установки СПКУ доходит до 150 м/см.
При задавливании бурового снаряда машину закрепляют винтовыми якорями.
Наращивание и укладку бурильных труб производят специальными манипуляторами. Привод буровой установки гидромеханический.
Талица 14.2
Показатель |
Тип установки |
|
СПК-1 |
СПК-Т |
|
Глубина скважины, м |
25 |
30 |
Максимальное усилие подачи, даН |
11800 |
19 000 |
Максимальное подъемное усилие, даН |
15 700 |
25 000 |
Диаметр бурильных труб, мм |
50 |
63,5 |
Диаметр бурового зонда, мм |
62 |
80 |
Максимальная скорость подачи, м/мин |
10 |
6 |
Ход подачи, мм |
1 000 |
1 000 |
Диапазон изменения сопротивления, даН |
0-200 |
0-1000 |
То же бокового трения, даН |
0-500 |
0-1 000 |
Масса установки, кг |
10 700 |
10 700 |
Предназначена установка для проведения инженерно-геологических и гидрогеологических исследований.
В качестве забойного снаряда так же, как и в установке СУГП-10, используют зонд с пробоотборником (стаканом). В зонде установлены датчики геофизической аппаратуры. Методом тензометрии и радиометрии станция позволяет непрерывно в процессе задавливания буров-зондов расчленять литологичекий разрез, проводить гамма-каротаж и нейтронный-гамма-каротаж, а также определять объемную массу грунтов, уровень грунтовых вод, влагосодержание, прочностные характеристики пород.
Ударно-канатный колонковый способ бурения имеет более высокие технико-экономические показатели бурения по сравнению с вращательным способом с более высокими их качественными характеристиками. Данный способ не требует сложного оборудования и инструмента. Технология бурения чрезвычайно проста, что позволяет широко использовать ударно-канатный колонковый способ при съемке, картировании, поисках и разведке нерудных полезных ископаемых, россыпных месторождений, инженерно-геологических исследованиях, то есть там, где требуется высокое качество опробования и керн с ненарушенной структурой.