ТИМОШЕНКО АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

Вращательный способ бурения предполагает наличие вращающейся ко-лонны бурильных труб, вращателя того или иного типа, смонтированного на плавсредстве, системы промывки и комплекса вспомогательного обору-дования. В настоящее время известны следующие технологические схемы вращательного бурения инженерно-геологических скважин, принципиально отличающихся между собой: с использованием бурильных труб геологоразведочного сортамента малого диаметра (50 — 63,5 мм), бурильных труб нефтяного сортамента большого диаметра (89 — 127 мм) и шлангокабельное бурение.

Технология бурения бурильными трубами малого диаметра. Первая схема имеет повсеместное распространение на судах отечественной постройки и возникла путем простейшего переноса с незначительными изменениями традиционной технологии бурения геологоразведочных скважин на суше в морские условия. При этом компоновка бурильной колонны состоит из се-рийного бурового инструмента для бурения геологоразведочных скважин — твердосплавных коронок диаметром 93-132 мм, колонковых труб диаметром 89 — 127 ,мм и длиной 3 — 6 м, иногда утяжеленных бурильных труб (УБТ) диаметром 108 мм, и бурильных труб диаметром 50 — 63,5 мм.

В качестве промывочной жидкости, главным образом, используется забортная морская вода, сбрасываемая непосредственно в море, однако существуют суда оборудованные замкнутой системой циркуляции, которая позволяет осуществлять промывку скважин водным раствором бентонитовой глины.

Заглубление обсадной колонны в грунт осуществляется забивкой, задавливанием и вращением с нагружением гидросистемой станка, либо интенсивной расходкой с размывом. Однако данная технология отбора керна несовершенна и может обеспечить получение монолитов необходимого качества только из грунтов, обладающих жёсткими связями, а также необходимость в порейсовом проведении спуско-подъемных операций бурильной колонны для извлечения керна или смены функционального наконечника, ограниченный круг решаемых задач (бурение, отбор керна, прессиометрия) и невозможность проведения всего комплекса скважинных геотехнических испытаний грунтов дают все основания для того, чтобы отнести существующую технологию к разряду морально устаревших.

Технология шлангокабельного бурения. Одной из разновидностей вращательного способа бурения является шлангокабельный, который впервые был предложен Французским институтом нефти ЙИН) в начале 60-х годов. Сущность его заключается в том, что вместо жесткой составной колонны бурильных труб используется гибкий армированный шланг большой длины, оснащенный в нижней части забойным двигателем (турбобуром или электробуром). Конструкция самого шлангокабеля предусматривает, кроме центрального проходного канала для подачи к забойным двигателям рабочей жидкости, наличие в оплетке шланга токонесущих жил для подвода питания к электробурам и передачи сигналов на бортовую аппаратуру, регистрирующую технологические параметры бурения.

Технология бурения шлангокабельным способом, так же как и технология вращательного бурения с использованием бурильных труб малого диаметра, предусматривает порейсовое проведение спуско-подъемных операций для замены породоразрушающего инструмента или извлечение керна из колонковой трубы. Для отбора керна используются либо колонковые турбобуры, либо специально разработанные французскими специалистами колонковые трубы, обеспечивающие возможность бурения как сплошным, так и кольцевым забоем. Нагрузка на породоразрушающий инструмент создается набором УБТ, которые вместе с забойным двигателем и колонковой трубой составляют жесткую часть компоновки бурильной колонны.

Несмоттря на преимущества данного способа бурения по сравнению с технологией бурения трубами малого диаметра, практика выявила ряд существенных недостатков которые сдерживают дальнейшее развитие шлангокабельного бурения.

Технология бурения бурильными трубами большого диаметра. Технология бурения с использованием бурильных труб диаметром 76 — 127 мм нашла самое широкое применение как за рубежом, так и в нашей стране. Особенностью этой технологии является то, что для отбора керна в процессе бурения используются колонковые трубы, опускаемые в скважину на тросе (или забрасываемые в нее) через бурильные трубы. Такие съемные колонковые трубы получили название "съемных керноприемников" (СК), а снаряды со съемными керноприемниками — ССК. По заполнении керном керноприемника последний извлекается из скважины на тросе, в то время как бурильная колонна продолжает оставаться в скважине до полного окончания бурения или до момента выхода из строя породоразрушающего наконечника.

При бурении с инженерно-геологических буровых судов, оборудованных системой ССП, бурильная колонна состоит из следующих элементов: бурильной головки режущего, истирающего или дробящего типа диаметром 214 — 237 мм; посадочного переводника, представляющего собой комплект из нескольких специальных патрубков, изготовленных из утяжеленных бурильных труб (УБТ), имеющих внутренние кольцевые проточки, в которых фиксируются ССП; секции утяжеленных бурильных труб с наружным диаметром 178 мм, длиной 30-50 м; бурильной колонны диаметром 127 мм. Бурение по указанной технологии ведется без водоотделяющей колонны с промывкой скважины глинистым раствором, который по выходу из подводного устья сбрасывается на морское дно. Основные преимущества технологической схемы вращательного бурения скважин с использованием ССП перед рассмотренными выше.

В процессе сооружения скважины полностью исключается необходимость в проведении спуско-подъемных операций для замены породоразрушающего инструмента или специального устройства.

Значительно расширяется диапазон погодных условий, при которых возможно бурение. Наряду с улучшением технико-экономических показателей эксплуатации бурового оборудования и плавсредства существенно повышается качество и достоверность информации о физико-механических свойствах грунтов благодаря возможности использования устройств для отбора монолитов и проведения натурных геотехнических испытаний.