В связи с увеличением стоимости колонкового бурения и с возрастанием глубин разведуемых месторождений особенно актуальным становится вопрос качества опробования геологоразведочных скважин.
Нередко при проведении буровых работ, обращая в первую очередь внимание на достижение высоких скоростей бурения, то есть количественную сторону процесса, упускают из вида, что конечная цель этих работ – получение достаточного количества керна высокого качества, обеспечивающего необходимую геологическую информативность бурения.
Следует заметить, что основным критерием представительности керна является высокий выход. Не менее важным критерием является его качество, под которым подразумевается степень сохранения в керне в неизменном, ненарушенном виде структуры, текстуры, трещиноватости и других геологических характеристик буримой породы. При бурении на больших глубинах, а также в сложных геологических условиях отбор качественного керна представляет значительные трудности.
В ближайшее время сохраняется традиционные способы бурения и вопрос получения кондиционного керна будет по-прежнему иметь главенствующее значение.
Цель работы
Проведенный анализ работы конструкций буровых снарядов с обратной промывкой забоя скважины и технологии их применения позволил выявить следующие недостатки.
1. Применение специальных коронок и тонкостенных колонковых труб.
2. Малый диаметр керна при использовании двойных колонковых снарядов.
3. Ограничение подачи промывочной жидкости, использование технической воды и специальных растворов пониженной вязкости.
В связи с этим при выполнении работы с целью разработки конструкции бурового снаряда предложено следующее.
1.Использование одинарной колонковой трубы, что позволит использование:
- буровых коронок обычного сортамента т.е. бурение без уменьшения диаметра керна;
- глинистых растворов большой вязкости;
2. Разработка снаряда с пакерующим элементом для создания обратной промывки.
Описание механизма
В основу устройства поставлена задача перекрытия призабойной части скважины и создания обратной промывки забоя[1].
Поставленная задача решается за счет раздувания резинового пакерующего элемента и плотного прилегания к стенкам скважины[2]. Раздувание резинового элемента происходит за счет разности давлений в верхней и нижней части скважины. Перепад давления возникает за счет разности площадей сечения щелевых каналов, малых зазоров в колонковом наборе, увеличения глубины скважины и плотности промывочной жидкости[3]. Герметичное разобщение скважины позволяет создать обратную промывку скважины непосредственно на забое скважины.
Суть устройства поясняется чертежами, где на рис.1 показан общий вид устройства в разрезе в процессе бурения, на рис. 2 герметизатор.
В состав устройства входят 1 корпус герметизатора с двумя щелевыми каналами (а, б), обойма 2 с проточкой под резиновый пакерующий элемент 4. Обойма 2 устанавливается на корпус на подшипниковом узле 3, подшипники защищены манжетами от воздействия промывочной жидкости на трущиеся поверхности. Применяется стандартный переходник П0А-42/73, колонковая труба 6 диаметр 73 мм., буровая коронка 7 диаметр 76 мм.
Рис 1.Общий вид устройства
Рис 2. Герметизатор.
Техническая характеристика
Диаметр, мм:
обойма......................74
колонковая труба......73
коронка.....................76
Длина, мм:
снаряда.....................180
колонковая труба.............2000
Подача жидкости, л/мин..40-320
Рабочее давление, МПа....до 4
Принцип действия
Обеспечение комбинированной промывки скважины в процессе бурения достигается следующим образом. Промывочная жидкость, проходя через канал б, заполняет полость заключенную между корпусом и обоймой, площадь сечения канала б на выходе промывочной жидкости меньше. В результате чего в полости пакера образуется повышеное давление жидкости, под действием которого резиновое уплотнение раздувается и плотно прилегает к стенкам скважины. Выход промывочной жидкости на поверхность осуществляется через канал а, и зазор между бурильными трубами и стенкой скважины рис 3. Обойма с резиновым уплотнением установлена на подшипниках в процессе бурения не вращается. Помимо герметизации скважины пакер выполняет роль центратора, что позволяет снизить вибрации бурильной колонны, вести бурение на повышенных оборотах.
Анимация принципа действия устройства (26 кадров, 0,25c, 60 Кб, Ulead GIF Animator)
Преимущества разработанного механизма
Преимуществами разработанного механизма являются:
Преимуществами разработанного механизма являются:
- использование одинарных колонковых труб;
- использование обычных буровых коронок;
- применение буровых растворов большой вязкости;
- снижение вероятности прихвата.
Литература
1. Пономарев П.П., Каулин В.А. Отбор керна при колонковом геологоразведочном бурении. Л.: Недра, 1989. 185с.
2. Гребенюк А.А. Техника и технология получения керна. М.: Недра, 1973. 81с.
