7. Способ бурения с забойными двигателями. Преимущества и недостатки способа.

При бурении с забойными двигателями принцип привода долота во вращение коренным образом отличается от описанного выше. В этом случае вал забойного двигателя 18 вращает долото, а бурильная колонна и корпус забойного двигателя неподвижны. Характерной особенностью вращательного бурения является промывка скважины водой или специально приготовленной жидкостью в течение всего времени работы долота на забое. включают лебедку, поднимают бурильную колонну на длину ведущей трубы и подвешивают бурильную колонну с помощью элеватора или клиньев на столе ротора. Затем отвинчивают ведущую трубу вместе с вертлюгом 6 и спускают ее в шурф — слегка наклонную скважину глубиной, равной длине ведущей трубы. Шурф бурится заранее в правом углу буровой, примерно посредине расстояния от центра скважины до ноги вышки. После этого бурильную колонну удлиняют (наращивают) путем привинчивания к ней так называемой двухтрубки (двух свинченных труб или одной трубы длиной около 12 м), снимают ее с элеватора или клиньев, спускают в скважину на длину двухтрубки, подвешивают с помощью элеватора или клиньев на стол ротора, поднимают из шурфа ведущую трубу с вертлюгом, привинчивают ее к бурильной колонне, освобождают бурильную колонну от клиньев или элеватора, доводят долото до забоя и продолжают бурение.

Для замены изношенного долота поднимают из скважины всю бурильную колонну, а затем вновь спускают ее. Спуско-подъемные работы ведут также с помощью полиспастной системы. При вращении барабана лебедки талевый канат наматывается на барабан или сматывается с него, что и обеспечивает подъем или спуск талевого блока и крюка. К последнему с помощью штропов и элеватора подвешивают поднимаемую или спускаемую бурильную колонну.

При подъеме бурильную колонну развинчивают на секции, длина которых определяется высотой вышки (около 25 м при высоте

По мере углубления скважины бурильная колонна, подвешенная к полиспастной системе, состоящей из кронблока (на рисунке не показан), талевого блока 8, крюка 7 и талевого каната 9, подается в скважину. Когда ведущая труба 5 войдет в ротор 4 на всю длину,вышки 41 м). Отвинченные секции, называемые свечами, устанавливают в фонаре вышки на специальном подсвечнике.

Спускают бурильную колонну в скважину в обратном порядке.

8. Назначение и классификация породоразрушающего инструмента.

Основными механическими процессами при бурении горных пород являются их деформирование и разрушение. Деформирование – это процесс изменения размеров и формы тела под действием внешних сил. Деформация является количественной характеристикой процесса деформирования. Разрушение горной породы – это потеря породой сплошности, разделение её на отдельные составляющие. Разрушение может быть обусловлено отрывом или сдвигом. В общем случае любому разрушению пород предшествует их пластическое деформирование.

При разрушении горных пород под действием растягивающих или касательных напряжений рвутся связи между минералами, кристаллитами (зернами) и другими частицами вещества, участвующими в построении горной породы и образуются новые свободные поверхности. Наибольшее сопротивление разрушению горные породы оказывают в случае сжатия, наименьшее – в случае растяжения.

Разрушение отрывом является, как правило, хрупким, а поверхность разрушения нормальна к растягивающему главному напряжению. Хрупкое разрушение требует относительно малых затрат энергии и продолжается до тех пор, пока накопленной энергии деформаций достаточно для образования новых поверхностей разрушения. Разрушение сдвигом является вязким и связано с действием касательных напряжений, при этом поверхность сдвига ориентирована под углом более 45^о к направлению действия главных напряжений. Вязкое разрушение происходит в пластической области при малых скоростях деформаций и требует значительных затрат энергии.

Горная порода разрушается вооружением, которое крепится на породоразрушающих инструментах. Вооружение выполняется либо в виде резцов, либо в виде инденторов. Основным инструментом, при помощи которого при бурении скважин разрушается горная порода, является долото.

По назначению породоразрушающие инструменты делятся на три группы:

1. Для бурения сплошным забоем – долота. Они предназначены для углубления скважины.

2. Для бурения кольцевым забоем с образованием кернов – бурильные головки или коронки;

3. Вспомогательный инструмент – пикообразные долота, фрезеры, калибраторы, центраторы, расширители и др. Они предназначены для работы в пробуренной скважине и в обсадной колонне.

По характеру разрушения и воздействия на породы различают три группы долот:

1. Долота режуще-скалывающего действия (РС-действия) разрушают породу лопастями, наклоненными в сторону вращения, и предназначены для бурения мягких пород.

2. Долота истирающе-режущего действия (ИР-действия), разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями в торцовой части лопастей и в кромках лопастей.

3. Долота дробяще-скалывающего действия (ДС-действия), разрушающие породу расположенными на шарошках зубьями или штырями. Шарошки вращаются вокруг своей оси и оси долота. При работе этими долотами породы в основном разрушаются за счет динамического воздействия зубьев на забой. Эти долота предназначены для разбуривания неабразивных и абразивных пород средней твердости, твердых, крепких и очень крепких.

Возможность применения тех или иных инструментов обусловлена механическими свойствами пород и, прежде всего, их твердостью. Для бурения мягких пород изготавливаются долота типа М всех трех вышеперечисленных групп. Для бурения средних и твердых пород выполняются долота типов С и Т второй и третьей групп. Для бурения крепких и очень крепких пород выполняются долота типа Т только третьей группы – ДС-действия. Долотами этой группы осуществляется около 90% объема бурения на нефть и газ.