Инструмент для колонкового бурения. Выбор породоразрушающего инструмента

В состав инструмента для колонкового бурения входят: породоразрушающие инструменты, колонковые трубы, переходники, шламовые трубы, бурильные трубы, сальники, вспомогательный инструмент и принадлежности.

Снаряд для колонкового бурения состоит из следующих элементов:

1. бурильные трубы;

2. переходник на колонковую трубу;

3. колонковая труба;

4. расширитель (при бурении алмазной коронкой);

5. коронка;

Между колонковой трубой и переходником находится центратор, который играет важную роль при подъеме керна на поверхность, а между бурильной трубой и переходником находится гидро - и пневмоударник.

Как уже было указано выше(ты об этом не говорил), в качестве породоразрушающего инструмента при колонковом бурении чаще всего используются твердосплавные или алмазные коронки. Рассмотрим использование твердосплавных и алмазных коронок, в качестве породоразрушающего инструмента, в отдельности.

Группы и область применения твердосплавных коронок.

Бурение твердосплавными коронками выполняется в рыхлых породах малой и средней твердостей, а также в твердых (V-VIIIи частичноIXкатегорий по буримости).

Различают 3 группы твердосплавных коронок:

• ребристые;

• резцовые;

• самозатачивающиеся;

В мягких и рыхлых породах I-IVкатегорий применяются ребристые коронки М1, М2,М5, М6, конструктивной особенностью которых является наличие ребер, приваренных к наружным боковым поверхностям короночного кольца. Наличие ребер обеспечивает увеличенный зазор между стенками скважины и колонковой трубой, что благоприятствует циркуляции промывочной жидкости и препятствует прихватам колонкового снаряда при вывалах неустойчивых пород со стенок скважины.

При бурении пород IV-VII категории применяются резцовые коронки СМ-3, СМ-4, СМ-5, СМ-6, СТ-2.(бурение этими коронками обуславливается трещиноватостью а не категорией)

А для бурения пород от VII до IX применяют самозатачивающиеся коронки СА-1, СА-4, СА-5, СА-6(опять же главный фактор абразивность). Для бурения пород средней твердости и твердых самозатачивающиеся коронки имеют игольчатые и подвесные резцы.

Типы и область применения алмазных коронок.

Алмазное бурение является одним из наиболее перспективных и высокопроизводительных способов проходки скважин в крепких и весьма крепких породах.

Различают 2 типа алмазных коронок:

• однослойные коронки;

• импрегнированные;

В однослойных коронках алмазы располагаются только на рабочей поверхности – по торцу и внешней и внутренней калибрующим поверхностям. Это такие коронки как 01А3Д20К20 (01А4, 04А3, 07А3, 14А3, А4ДП), 15А3СВ, 16А3СВ. Крупность применяемых алмазов в однослойных коронках равна 20-30 зерен/карат. Данные коронки применяют при бурении в малоабразивных породах средней твердости VII-IXкатегорий по буримости. В породах более твердых (X-XIIкатегорий) применяются импрегнированные алмазные коронки. Их отличительная особенность состоит в том, что вся алмазосодержащая матрица насыщена очень мелкими алмазами крупностью 120-150 и 140-210 зерен/карат. Среди них различают коронки 02И3Г, 02И4Г, И4ДП, БС0207.

Трубы, применяющиеся при сооружении скважин, являются технологическим и вспомогательным инструментом. Колонковые, шламовые и бурильные трубы являются технологическим буровым инструментом, при помощи которого осуществляется непосредственно бурение скважины, обсадные трубы – вспомогательным инструментом.(немного не в тему.ты говорил о коронках)

Расширители.

Предназначены для поддержания постоянства диаметра скважины и применяются при бурении с использованием в качестве породоразрушающего инструмента - алмазных коронок. Диаметры расширителей на 0,5 мм больше чем диаметры коронок. Чаще всего используется алмазный расширитель РС-46.

Обсадные и одинарные колонковые трубы.

Трубы колонковые предназначены для приема керна, последующей транспортировки его на поверхность и поддержания нужного направления ствола скважины в процессе бурения. Соотношение диаметра одинарных колонковых труб и коронок, используемых при бурении, указаны в таблице №4.

Таблица №4. Диаметры применяемых одинарных колонковых труб и соответствующих им коронок.

Одинарная колонна бурильных труб	Диаметр, мм
	44	57	73	89	108	127	146
Коронка	46	59	76	93	112	132	151

*Исключение составляют коронки типа М, у которых диаметр колонковой трубы на один размер меньше.

Обсадные трубы служат для предотвращения обвалов стенок скважины в неустойчивых породах, перекрытия напорных и поглощающих горизонтов и для других целей.

Переходники.

Переходники служат для соединения колонны бурильных труб с колонковыми и шламовыми трубами. В зависимости от типа элементов бурильных колонн переходники изготавливают нескольких типов:

1. для замковых труб – П1-55/108;

2. для ниппельных труб – ПО-54/127;

Бурильные трубы.

Бурильные трубы служат для спуска бурового снаряда в скважину, обеспечения промывки или продувки её забоя, передачи вращения породоразрушающему инструменту с поверхности от вращателя станка, передачи осевой нагрузки на забой скважины, подъема бурового снаряда из скважины, транспортировки керна, съемных керноприемников и ликвидации аварий.

В зависимости от материала, из которого изготовлены трубы различают:

1. стальные (сталь 40);

2. легкосплавные (из дюралюминиевого сплава);

По типу соединений бурильные трубы подразделяются на: а) трубы бурильные муфтовозамкового соединения; б) трубы бурильные ниппельного соединения; в) трубы бурильные, соединяемые непосредственно «труба в трубу».

На основе изложенного выше материала, в соответствии с исходными данными, выбирается весь необходимый инструмент для данного вида бурения.

Выбор инструмента для колонкового бурения в соответствии с заданием:

1. В качестве породоразрушающего инструмента, в зависимости от типа пород, в которых ведется бурение, были выбраны следующие виды твердосплавных и алмазных коронок:

• твердосплавные коронки: М6-93; СА4-76.(где твои 132 и 112 мм и при чём тут СА4???)

• алмазные коронки: 02И3Г-59; 02И4Г-59.

Параметры и область применения выбранных коронок представлены в таблице №5.

Таблица №5. Параметры и область применения алмазных и твердосплавных коронок.

Тип коронки	Диаметр мм, наружный/внутренний	Рациональная область применения
		Характеристика горных пород	Категории горных пород по буримости
М6-132 (112)	132/93 (112/73)	Мягкие неустойчивые породы с прослоями твердых пород	I-IVс прослоямиV-VI.
02И3Г-59	59/42	Малоабразивные, очень крепкие, плотные, монолитные.	VIII-XII.
02И4Г-59

2. Для пород, в которых производилось бурение с использованием алмазных коронок, был выбран расширитель - РС-59,5.

3. В зависимости от диаметра выбранных коронок, были выбраны одиночные колонковые трубы с диаметрами 108, 89 и 57 мм (в соответствии с таблицей №4). (мало колонковых)

4. Так применяемые имеют замковое соединение, то в качестве переходника был выбран переходник типа П1.

5. В качестве бурильных труб были выбраны стальные универсальные бурильные трубы – ТБСУ, диаметром соответствующим условию: диаметр бурильных труб=0,8-0,9 диаметр коронки (при алмазном бурении).

Весь выбранный буровой инструмент представлен в таблице № 6.

Таблица №6. Инструмент, используемый для колонкового бурения.

Интервал бурения	Коронка	Расширитель	Колонковая труба	Переходник	Бурильные трубы
100-105	02И4Г-59	РС-59,5	ОКТ-57	П1-55/57	ТБСУ-55
100-80	02И3Г-59	РС-59,5	ОКТ-57	П1-55/57
80-60
60-30	М6-112	-	ОКТ-89	П1-55/89
30-20
20-0,5
	М6-132	-	ОКТ-108	П1-55/108
0,5-0

Где применение устройства для улучшения выхода керна??????