Усовершенствование гидроударного бурового снаряда установки УМБ-130М

Аннотация

О.И. Калиниченко, д-р техн. наук; Т.Ю. Тельбиш. В статье рассмотрена принципиальная схема работы гидроударного бурового снаряда, предложена новая конструкция универсального пускового клапана обеспечивающего постоянную работу гидроударника в течение всего цикла проходки скважины с возможностью быстрого и эффективного разблокирования механизма на этапе отбора керна.

К факторам, сдерживающим более полную реализацию возможностей установок УМБ-130М, является использование в цикле бурения скважин, «клюющего» способа разрушения плотных глинистых пород. Сущность способа заключается в периодическом подъеме и сбрасывании снаряда на забой с высоты 0,5-1,0 м, без выключения бурового насоса с последующим вымыванием керна из колонковой трубы на стадиях периодических подъемов ГБС

Для исключения из технологического цикла бурения «клюющего» разрушения пород предложен способ, основанный на использовании гидромониторного эффекта в сочетании с непрерывными частотно-ударными нагрузками на забое, формирующимися гидроударным механизмом. Задача решалась путем разработки конструкции универсального пускового узла (УПУ), обеспечивающего постоянную работу гидроударника в течение всего цикла проходки скважины с возможностью быстрого и эффективного разблокирования механизма на этапе отбора керна.

УПУ размещается в цилиндре распределительного переходника 3 и структурно включает два взаимосвязанных элемента: патрубок 2, с разнесенными по его длине радиальными каналами «б» и «в», и подпружиненный плунжерный золотник 4 с калиброванными отверстиями «с».

Рисунок 1 – Принципиальная схема гидроударного бурового снаряда ГБС-108

В режиме бескернового разрушения осадков патрубок зафиксирован штифтами 1. Расход жидкости устанавливается на уровне 300-320 л/мин.

Набегающим потоком плунжерный золотник 4 смещается вниз (рис. 1, б). Через отверстия «с» в рабочие камеры гидроударника направляется часть жидкости , обеспечивая его запуск и работу. Одновременно, через освобожденные отверстия «в» и радиальные каналы «е», доля жидкости a попадает в кольцевой зазор между корпусами 5 и 6, и далее, через полость бойка 7 и каналы «д» нижней наковальни 8, направляется в кмеру подпружиненного обратного клапана 9. Гидравлическая сила набегающего потока перемещает клапан 9 вниз, открывая окна «и» для поступления расхода в керноприемную трубу 10 и далее, через лепестки-насадки башмака 11, на забой скважины.

Для перехода на режим отбора керна подача жидкости в гидросистему увеличивается до 380-400 л/мин для среза фиксирующих штифтов 1. Процесс сопровождается смещением патрубка 2 вниз с последующим блокированием канала «в» и отверстий «с» и открытием делительных окон «а», через которые выполняется сброс части жидкости a в скважину (рис. 1, в).

С помощью регулировочного вентиля гидроударник выводится на режим эффективного погружения колонкового набора в породу при номинальном или форсированном расходе, с повышенной интенсивностью потока над ГБС, вследствие соблюдения условия .

Наибольшая выгода от нового решения достигнута вследствие исключения из цикла бурения «клюющего» способа бескерновой проходки участков плотных и твердых пород при более рациональном способе разрушении пород, в виде одновременно формирующихся на забое скважины гидромониторных и частотно-силовых нагрузок, при работающем гидроударном механизме.

Кроме того, существенно повышена надежность контроля срабатывания пускового узла при полном разблокировании гидроударника на фазе отбора керна.

Список использованной литературы

1. Калиниченко О. И., Зыбинский П. В., Каракозов А. А. Гидроударные буровые снаряды и установки для бурения скважин на шельфе. – Донецк: Вебер (Донецк отд), 2007. – 276 с.
2. Калиниченко О. И., Хохуля А. В. Задачи совершенствования технологических режимов многорейсового бурения скважин на морских акваториях // Сб. науч. тр. – К.: ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2005. – Вып.9. – С. 92–95.
3. Калиниченко О. И., Хохуля А. В. Основные проблемы и пути совершенствования техники и технологи многорейсового бурения скважин на морских акваториях // Наук вісн., Нац гірничого ун-ту: Наук-тех. журн. – Дніпропетровськ, 2009. – № 7.– С. 45–50.