Бурение скважин в сложных геолого-технических условиях

Пирхало А.В., Давиденко А.Н.

Источник: Бурение скважин в осложненных условиях // Доклады науч.-техн. конф. –Донецк: –ДонГТУ, –1996. –с.69-70.

На некоторых угольных месторождениях бурение скважин по от­ложениям представленным продуктами выветривания эффузивных интрузивных и осадочных пород (пески, алевролиты, галька, гравий) глубины более 300 м связано со значительными трудностями в получении высокого процента выхода керна, который должен содержать макси­мум геологической информации, отражать текстурные и структурные особенности построения разреза и генезис.

Для увеличения выхода керна в таких условиях бурение осущест­вляют «в сухую», без очистных агентов укороченными рейсами по 0,2 – 0.5 м, или с продувкой забоя скважины воздухом или пенами с использованием двойных колонковых снарядов.

Однако, применение указанных способов не обеспечивает выпол­нению геологического задания и связано с определенными трудностями (наличие мощного компрессора, специального оборудования и материалов для приготовления пен и др.).

Исходя из того, что было сказано выше, в качестве технологического мероприятия по обеспечению отбора керна с ненарушенной струк­турой, и высоким его линейным выходом предлагается конструкция ко­лонкового снаряда со шнековой навивкой и контейнером для отбора выбуренной породы с кольцевого забоя скважины, транспортируемой по шнековой навивке (рис. 1). Основными конструктивными составляющими снаряда являются:

- колонковая труба со шнековой навивкой;

- шламосборный контейнер;

- подшипниковый узел;

- породоразрушающий инструмент.

Колонковая труба со шнековой навивкой предназначена для отбора и сохранения керна в процессе бурения.

Посредством переход­ника она через подшипнико­вый узел соединена с колон­ной бурильных труб.

В процессе работы, раз­рушенная порода по шнековой навивке поднимается в нев­ращающийся шламосборный контейнер, который представ­ляет собой стандартную тру­бу. Подшипниковый узел состоит из переходника, упорно­го подшипника, шпинделя и гайки с контргайкой.

Бурение будет осущест­вляться породоразрушающим инструментом специальной конструкции, который обеспе­чивает разрушение слоя поро­ды постоянной толщины бла­годаря упору, отграничиваю­щему внедрение резца, что позволит с большой точностью планировать скорость бурения. Керн удерживается кернорвательным кольцом, установленным в удлиненном корпусе коронки.

От известных конструкций предложенный снаряд отличается:

- простотой конструкции;

- наличием невращающегося шламосборного контейнера для отбора и сохранения в процессе бурения продуктов разрушения горной поро­ды для различного вида исследований, что повышает информативность и достоверность всего кернового материала;

- применение специального породоразрушающего инструмента позволяет уменьшить или совсем исключить залипание шнека, и с большей точностью планировать скорость бурения.

Для бурения гравийно-галечниковых отложений предлагается при­менять шнеко-колонковый снаряд с удлиненной шнековой навивкой (рис. 2), которая используется для уменьшения вероятности заклини­вания гальки большого размера при подъеме в шламовую трубу.

Бурение галечниковых отложений шнековым способом более эф­фективно, чем вращательным с промывкой, так как шнеки могут транс­портировать даже крупную гальку без ее предварительного дробления. Весьма эффективен при бурении гравийно-галечниковых отложений спи­рально-ступенчатый породоразрушающий инструмент.

Обобщая все сказанное выше, необходимо отметить, что примене­ние данного снаряда обеспечит повышение эффективности буровых ра­бот в сложных геолого-технических условиях.