а)                        б)

    Рис. 1 – Состав и схема гидроударного бурового снаряда и схема распределения жидкости: а) – в режиме гидроразмыва осадков; б) – в режиме отбора керна; 1 – гидроударник; 2 – насосный блок; 3 – колонковый набор; 4 – верхний пусковой узел; 5 – нижний пусковой узел; 6 – башмак; 7 - кернорватель

    

    Подготовка установки к работе. После выполнения монтажа направляющих канатов штатной судовой стрелой опора выносится за борт плавсредства и опускается на 4-5 м ниже планшира фальшборта. Вспомогательной лебедкой производится натяжение тросовой обвязки опоры, после чего она освобождается от каната штатной грузовой стрелы.
    Затем осуществляется постановка опоры на дно с помощью вспомогательной лебедки. Эта операция обеспечивается за счет «стравливания» троса вспомогательной лебедки (рис.2). После касания основанием опоры дна начинает опускаться компенсирующий груз 5 (рис. 2), предварительно закрепленный на конце направляющего каната 1 и пропущенный через ролик 2 грузовой Г-образной опоры . Благодаря компенсирующему грузу направляющие канаты в процессе работы постоянно находятся в натянутом положении. После постановки опоры на дно производится монтаж направляющего хомута 3 и площадки с выдвижными рычагами 4 для фиксации хомута 3 на уровне борта .
    Порядок работы. Буровой снаряд при помощи грузовой лебедки поднимается в вертикальное положение и при помощи штатной грузовой стрелы выносится за борт судна. Производится проверка работы гидроударника. Его стабильная работа должна наблюдаться при расходе жидкости на 30-40% ниже, чем установленный для гидромониторного размыва пород.
    Далее буровой снаряд фиксируется в хомуте 3, расположенном на выдвижных рычагах 4 . При перемещении выдвижных рычагов к борту буровой снаряд вместе с хомутом получает возможность свободного спуска вниз (рис.2) с одновременным центрированием относительно оси патрубка опоры (дополнительное направление буровому снаряду обеспечивает воронка опоры). При контакте с воронкой хомут останавливается, а снаряд продолжает перемещение вниз до встречи с дном.

Рис.2 - Схема работы установки УМБ-130
а) спуск бурового снаряда; б) проходка первого интервала скважины; в) – проходка последующих интервалов скважины; 1 – канифас-блок, устанавливаемый на грузовой стреле; 2 – шланг; 3 –блоки направляющего каната; 4 – ролик компенсирующего груза; 5 – компенсирующий груз; 6 -направляющие канаты; 7 – погружной буровой снаряд; 8 – хомут; 9 – основание опоры; 10 – короткая обсадная (направляющая) труба; 11 – скобы для соединения каната и шланга

    При достижении дна открывается задвижка на линии слива и включается буровой насос. Выбирается слабина грузового троса для последующего контроля заглубления. С помощью задвижки устанавливаются номинальные параметры привода гидроударника (табл. 2). В режиме эффективной работы гидроударника производится отбор кернового материала с первого интервала скважины. При этом отработанная в гидроударнике жидкость направляется по кольцевым зазорам бурового снаряда и выходит через отверстия над башмаком (рис.1, б), обеспечивая размыв стенок скважины, что облегчает процесс извлечения бурового снаряда.
    Скорость бурения и величина заглубления колонкового набора в грунт контролируется визуально по смотанной длине троса по меткам, предварительно нанесенным на трос.
    После окончания рейса буровой насос отключается, и снаряд вместе с хомутом поднимается вверх. Хомут фиксируется на выдвижных рычагах. Открытием полустворки хомута буровой снаряд освобождается и с помощью грузовой стрелы и буровой лебедки перемещается на рабочую палубу. В дальнейшем буровой снаряд укладывается горизонтально на палубе на деревянные подставки; отвинчивается башмак и производится извлечение керна.
    Для бурения последующего интервала скважины производится перезарядка верхнего пускового узла (положение верхнего пускового узла по рис.1, а) и выполняется спуск бурового снаряда в вышеизложенной последовательности. Ранее пробуренный участок скважины проходится в режиме размыва (очистки) ствола скважины от обрушенной породы (рис.2). При этом изменением подачи бурового насоса производится включение нижнего пускового узла с обеспечением прохода жидкости внутрь керноприемной трубы (рис.1, а).
    На глубине отбора керна снижается подача насоса до нуля, нижний пусковой узел выключается, его каналы устанавливают проход жидкости, соответствующий режиму бурения (рис.1,б). Оперативно с помощью питателя в нагнетательный трубопровод сбрасывается шарик, который при давлении в трубопроводе 2-2,5 МПа принудительно изменяет положение каналов верхнего пускового узла (положение верхнего пускового узла по рис.1, б) и производится запуск гидроударника.
    Цикл дальнейших операций по отбору проб донных отложений аналогичен вышеприведенному.
    В нештатной ситуации, при значительном смещении плавсредства от точки пробоотбора, стабилизирующая опора с помощью вспомогательной лебедки смещается на новую точку. В этом случае производится размыв осадков с нулевой отметки скважины до интервала опробования (по рис.5,в).
    При глубине отбора проб, превышающей уровень входа верхнего переходника бурового снаряда в воронку опоры, канат и грузовой шланг соединяются скобами 11, выполненными из тонкого капронового каната.
    Средняя рейсовая скорость бурения скважины глубиной 35 м составляет не менее 2,2 м/ч (без учета времени на постановку бурового судна на точку бурения).

    По окончании каждого процесса отбора керна на отдельных интервалах, буровой снаряд вместе с опорой извлекается из скважины. В процессе подъема опорное кольцо 6 упирается во внутреннюю поверхность направляющего раструба каретки 5, обеспечивая совместное перемещение бурового снаряда и каретки до упора втулок каретки в приливы направляющих стоек. После чего происходит совместный подъем элементов установки («буровой снаряд–стабилизирующая опора») на высоту, достаточную для размещения ее с помощью грузовой стрелы на рабочей площадке палубы. В дальнейшем нижняя часть бурового снаряда освобождается из основания опоры. Благодаря поворотной каретке буровой снаряд с помощью лебедки переводится в горизонтальное положение, размещаясь на палубных подставках. Отсоединяя башмак, извлекают внутреннюю колонковую трубу и переносят её к месту извлечения керна. Керн извлекается и укладывается в керновые ящики или специальные желоба.

ВЫВОД

1.Забойные винтовые двигатели для бурения /М.Т. Гусман, Д.Ф. Валденко, А.М. Кочнев, С.С. Никомаров. - М.: Недра, 1981.

2. Ильский А.Л., Шмидт А.П. Буровые машины и механизмы. - М.: Недра, 1989.

3. Качан В.Г., Купчинский И.А. Бурение шахтных стволов и скважин.- М.: Недра, 1984.

4.Султанов Б.З., Шаммасов Н.Х. Забойные буровые машины и инструмент.- М.: Недра, 1976.

5. Калініченко О.І., Каракозов А.А. Вибійні бурові машині. Учбовий посібник. - Донецьк : "Новый мир", 1998. - 116 с.

6. Ясов В.Г. Погружные гидравлические буровые машины. Учебное пособие. Днепропетровск, 1974.

7. Калиниченко О.И. Основные положение теории гидроударников прямого действия //Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія гірничо-геологічна. - Донецьк (ДонДТУ), 2001. №24.- С.29-35

8. Калиниченко О.И. К вопросу повышения эффективной мощности гидроударных машин //Проблемы научно-технического прогресса в бурении геол. разв. скважин. Сборник докладов НТК. - Томск, 1991. - С.111-115.

9. Калініченко О.І., Каракозов А.А. Вибійні бурові машини. Учбовий посібник. - Донецьк: ДонДТУ, 1997. - 125 с.

10. Калиниченко О.И., Каракозов А.А., Зыбинский П.В. Новые технические способы и технология поинтервального бурения скважин на шельфе. //Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія гірничо-геологічна. - Донецьк (ДонДТУ), 2001. - № 36. - С.144-148.

11. Калиниченко О.И., Квашин Е.В., Васин И.Д. О влиянии инерционных свойств жидкости на динамику поршня гидровибрационного пробоотборника //Совершенствование техники и технологии геол. разв. работ. Межвуз. науч. темат. сб. - Свердловск, 1990, - С.48-54.

12. Калініченко О.І., Русанов В.А. Аналіз етапу робіт по підвищенню рейсової проходки і збереженню кернового матеріалу при бурінні підводних свердловин //Збірник .наукових праць НГА України. - Дніпропетровськ, 1998. - Вып. 3, тому 2. - С.247-252.

13. Калиниченко О.И., Русанов В.А. Влияние условий работы насосного блока установки УГВП-130/8 на энергетические параметры погружателя //Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ, 2000. - №. 3. - С.81-85.

14. Калиниченко О.И., Русанов В.А. Разработка и опытно-промышленные испытания технологических режимов ударно-вибрационного бурения донных отложений //Сборник научных работ НГА Украины. -Днепропетровск, 1998. - Вып. 6, том. 4. - С.32-36.

    При Вашей заинтересованности кафедра ТТГР ДонНТУ совместно с ЗАО «Компания «Юговостокгаз» предлагает:

• Выполнить работы по бурению скважин по данной технологии своим оборудованием с плавсредства «Заказчика»;
• Поставить буровые установки, обучить буровой персонал;
• Другие взаимовыгодные виды сотрудничества связанные с внедрением установок и технологии проходки скважин.