Читайте также:
|
Устойчивость горных породпротив их обрушения – важная характеристика, определяющая технологию бурения, конструкцию скважины. Различают устойчивые, временно устойчивые, неустойчивые породы.
Состояние стенок скважины оценивается коэффициентом кавернообразования Кк:
(33)
где Dф – фактический диаметр скважины; Dн – номинальный диаметр скважины.
Породы считаются устойчивыми, если Кк= 1÷3, и неустойчивыми при Кк > 3. При Кк < 1 имеет место сужение ствола скважины, чаше всего это характерно для пластичных пород (глины, глинистых сланцев и др.).
Классификация горных пород по степени устойчивости
Группа пород по устойчивости Степень устойчивости Технологическая характеристика устойчивости Трешиноватость, характер сцепления устойчивости Категория пород по буримости
I Устойчивые Практически не разрушаемые гидродинамическими воздействиями и вибрациями бурового снаряда Монолитные и слаботрещино- ватые IX-XII
II Среднеустой-чивые Разрушаемые гидродинамическими воздействиями и вибрациями бурового снаряда Различной степени трещиноватости
III Малоустой-чивые Легко разрушаемые факторами бурения, растворимые и многолетнемерзлые породы Сильнотрещиноватые хрупкие, высокопластичные,
IV Неустойчивые Легко размываемые и разрушаемые
Породы I группы не требуют специальных мер по креплению стенок скважин, II – сохраняют устойчивость при соблюдении определенных технологических мер: применение специальных промывочных жидкостей, ограничивая скорость спуска и подъема снаряда; III – требуют обязательного крепления обсадными трубами и цементирования стенок скважин по окончании проходки интервала пород данной группы.
При проходке IV группы применяют специальные технологические средства (например, бурение с опережающим или одновременным креплением).
В зависимости от прочности породы при вращательном бурении применяют буровой породоразрушающий инструмент режущего типа; алмазный буровой инструмент; дробовые коронки, разрушающие породу при помощи дроби
основные группы горных пород по происхождению
Камень относится к числу горных пород. Горными породами называют природные образования, состоящие из отдельных минералов и их ассоциаций. Изучением состава, происхождения и физических свойств горных пород занимается наука петрография. Согласно ее данным, по своему происхождению все породы делятся на три основные группы:
1. Изверженные (первичные)
2. Осадочные (вторичные)
3. Метаморфические (видоизмененные).
Изверженные породы образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы.
Глубинные возникли в результате постепенного остывания магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: граниты, сиениты, лабрадориты и габбро.
Излившиеся породы образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности при низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрыто или мелкокристаллическую структуру и большую пористость: порфиры, базальты, вулканические туфы, пеплы и пемзы.
Осадочные горные породы называют вторичными, поскольку они образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Один из способов формирования этих горных пород – химические осадки, образующиеся в процессе высыхания озер и заливов. В результате в осадок выпадают различные соединения, которые со временем превращаются в травертин, доломит. Общая особенность этих пород – пористость, трещиноватость, растворяемость в воде.
К обломочным осадочным породам относятся сцементированные отложения (песчаники, брекчии, конгломераты) и рыхлые (пески, глины, гравий и щебень). Сцементированные отложения образовались из рыхлых. Например, песчаник – из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия – из сцементированного щебня, а конгломерат – из гальки. Еще известны породы органического происхождения – известняки и мел. Они образуются в результата жизнедеятельности животных организмов и растений.
Метаморфические породы образовались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов. Среди метаморфических пород различают массивные (зернистые), к которым относятся мрамор и кварциты, а также сланцеватые – гнейсы и сланцы.
14. Какие способы и методы бурения скважин применяются для различных групп устойчивости горных пород?
См.13 – устойчивость ГП.
Основные способы бурения:
Бурение производится при взрывных работах с целью разведки напластований грунтов, залежей каменных материалов, для водоснабжения и водопонижения и для других производственных целей.
В разрабатываемых породах бурильным инструментом бурят цилиндрические отверстия — выработки. Выработку диаметром до 75 мм и глубиной до 6 м называют шпуром, выработку больших размеров — скважиной. Шпуры и скважины бывают вертикальными, наклонными и горизонтальными. Начало шпура или скважины у поверхности земли называют устьем, низ — забоем, боковые поверхности — стенками.
Процесс бурения состоит из двух операций: разрушения (отделения) породы на дне скважины и удаления разрушенной породы из скважины.
Эффективность бурения скважин и шпуров определяется скоростью бурения, которая зависит от: физико-механических свойств грунта, в основном от сопротивления породы разрушению под действием бурового инструмента; вида и формы бурового инструмента и способа его воздействия на забой скважины (ударное, вращательное, ударно-вращательное и т. д.); диаметра скважины и, в ряде случаев, ее глубины; способа, скорости и тщательности удаления из забоя скважины буровой мелочи; общей организации и масштаба производства буровых работ.
Трудоемкость бурения породы — буримость — характеризуется временем чистого бурения 1 м скважины (шпура) и зависит от крепости породы.
Разрушенный грунт (буровая мелочь, шлам) удаляется из скважин глинистым раствором или водой, струей сжатого воздуха, шнековыми устройствами, желонками и другими приспособлениями.
Стенки скважины в слабых, рыхлых и насыщенных водой грунтах крепят стальными обсадными трубами. Колонны обсадных труб составляют из звеньев длиной 1,5...4,5 м, соединяемых муфтами, ниппелями или свинчиванием (труба в трубу).
В зависимости от геологических и гидрогеологических условий выработок и их глубины применяют те или иные способы бурения, которые можно подразделить на две основные группы.
К первой группе относятся ударный (ударно-канатный), ударно-вращательный, вращательный, а также вибрационный способы бурения, при которых породу разрушают механически, воздействуя на нее породоразрушающими инструментами.
Ко второй группе относятся термический, взрывной, гидравлический и электрогидравлический способы, при которых для бурения используются физико-химические методы разрушения горных пород.
Ударный (ударно-канатный) способ заключается в том, что буровой снаряд массой 1000...3000 кг падает с определенной высоты в забой скважины и разрушает породу благодаря развивающейся при его падении живой силе удара. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на некоторый угол, вследствие чего создаются условия для равномерного разрушения всей площади забоя скважины. Во время бурения в
скважину периодически подают воду и образовавшийся шлам вычерпывают желонкой.
Станками ударно-канатного бурения бурят скважины в неоднородных и разно-прочных грунтах диаметром до 400 мм и глубиной до 50 м. Из-за сравнительно невысокой производительности станки ударно-канатного бурения вытесняются более производительными станками ударно-вращательного и вращательного бурения.
Принцип ударного бурения использован в пневматических бурильных молотках (ручных и колонковых перфораторах), которые широко применяются для бурения шпуров диаметром 32...40 и 50...75 мм в полускальных и скальных грунтах.
Ударно-вращательное бурение с погружным пневмоударником (пневмоударное бурение) по сравнению с ударно-канатным имеет более высокую скорость; при этом можно бурить направленные (от 0 до 90° к горизонтали) скважины, отсутствует необходимость в подвозке. тяжелого инструмента и снабжении водой. Ударное действие и вращение долота осуществляются двумя независимыми механизмами. Станками ударно-вращательного бурения можно бурить скважины диаметром до 155...200 мм, глубиной: до 36 м в скальных грунтах средней и выше средней крепости (VI—IX категорий по буримости).
К ударно-вращательному бурению можно отнести шарошечный способ бурения, который по кинематике действия рабочего органа является типично вращательным, а по динамике действия породоразрушающего наконечника — ударрным.
Станки шарошечного бурения получили наибольшее распространение для бурения скважин диаметром 190...320 мм и глубиной до 35 м в полускальных и скальных грунтах. Основные их достоинства — высокая производительность (20... 150 м в смену), непрерывность процесса бурения и возможность его автоматизации; недостатки — большая масса станков и малая стойкость долот в труднобуримых породах
Вращательное бурение заключается в том, что буровой снаряд из штанг шнекового типа с резцовой коронкой, прижатый к забою скважины за счет массы станка, получает вращение от двигателя станка. Резцы коронки при вращении в забое скважины срезают породу, которая в виде мелочи непрерывно удаляется из скважины спиральными витками штанг.
Вращательное бурение скважин осуществляется в основном станками шнекового бурения, а в отдельных случаях, для бурения разведочных скважин в особо вязких абразивных грунтах (для получения керна),— станками алмазного и дробового бурения.
Преимущества вращательного бурения — достаточно высокая скорость бурения в плотных и полускальных грунтах и непрерывность процесса, возможность бурения как вертикальных, так и наклонных скважин. Применяют также в неустойчивых ГП.
При вибрационном бурении применяют вибраторы направленного (вертикального) действия, жестко присоединенные к колонне буровых труб, имеющей на конце рабочий наконечник. Под действием вибрирующего снаряда некрепкие грунты и породы выделяют связанную воду; часть породы в зоне контакта с вибрирующим наконечником переходит в подвижное состояние, что влечет за собой резкое снижение сопротивляемости грунта сдвигу и способствует погружению вибробурового снаряда в породу.
Для вибробурения шпуров и скважин диаметром до 125 мм и глубиной до 20......25 м применяют самоходные виброустановки. При вибропогружении повышается почти в 10 раз скорость проходки скважины по сравнению с ударно-канатным бурением, однако с увеличением глубины выработки до 15...20 м скорость резко уменьшается.
Термическое (огневое) бурение основано на прожигании породы высокотемпературной газовой струей, выходящей со сверхзвуковой скоростью из сопла огнеструйной горелки. Для получения высокотемпературной газовой струи используют распыленный керосин и газообразный кислород (иногда воздух). Порода нагревается до температуры 2000 °С, увеличивается в объеме, растрескивается и разрушается на мелкие частицы, которые вместе с продуктами сгорания удаляются из скважины струей охлажденных газов.
Термическое бурение применяется только в исключительно труднобуримых кварцсодержащих скальных, а также в мерзлых грунтах.
Ручные термобуры применяют для бурения шпуров диаметром 60 мм и глубиной 1,5...2 м, а передвижные станки — для бурения скважин диаметром 250......360 мм, глубиной до 17...22 м. Производительность станков в хорошо термо-буримых породах достигает 12... 15 м/ч.
Гидравлическое бурение основано на использовании ударного действия тонкой высоконапорной струи воды, подаваемой в забой скважины со сверхзвуковой скоростью. Гидравлический способ особенно эффективен при устройстве скважин глубиной до 8 м в мягких и водонасыщенных грунтах. Эксперименты подтверждают возможность использования этого способа для бурения скальных грунтов.
Электрогидравлическое бурение основано на явлении гидравлических ударов, возникающих в жидкой среде вследствие импульсного разряда между разомкнутыми контактами электрической цепи, к которым подводится высокое напряжение. Если в зоне высоковольтных электрических разрядов поместить породу, то под действием многократно повторяющихся ударов она разрушится. Этот метод находится в стадии промышленных экспериментов.
Применение ультразвука для бурения скважин и резания пород основывается на совместном воздействии на хрупкую породу ультразвуковых колебаний бурового инструмента (частота свыше 20 кГц) и кавитационного эффекта в промывочной жидкости. Источником ультразвука являются мощные магнитострикционные излучатели. Ведутся работы по звуковому и инфракрасному разрушению пород.
Взрывобурение заключается в том, что в забой скважины периодически подаются ампулы с жидкими компонентами взрывчатого вещества (ВВ) — окислителем и горючим. По трубам в воде или из сопла взрывобура посылаются твердые заряды ВВ массой 150...200 г с частотой 20...25 зарядов в час. Может быть также применен взрывобур, являющийся дозатором непрерывно подаваемого горючего и окислителя (четырехокись азота и керосин) и непрерывно (или прерывно) поступающего инициатора взрыва (например, сплава К и Na).
Создаются станки взрывного бурения скважин диаметром до 300 мм и с глубиной бурения до 40 м, а также взрывобуры для дробления негабарита.
Плазмобурение заключается в нагреве забоя скважины плазменным факелом, образующимся в плазмотроне (электрической дуге между электродом и соплом газовой горелки, охлаждаемой водой) при прохождении струи азота или смеси азота и водорода.
Несмотря на создание и внедрение новых физических и комбинированных видов бурения, в ближайшее время механические виды (ударное, ударно-вращательное и вращательное) бурения пород останутся преобладающими.
15. Объясните классификацию горных пород по буримости для вращательного механического бурения?
КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ И ПОРОД ПО БУРИМОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН (ЕДИНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПО БУРИМОСТИ НЕЗАВИСИМО ОТ НАЗНАЧЕНИЯ СКВАЖИНЫ):
I - Торф и растительный слой без корней. Рыхлые: лёсс, пески (не плывуны), супеси без гальки и щебня. Ил влажный и иловатые грунты. Суглинки лёссовидные. Трепел. Мел слабый.
II - Торф и растительный слой с корнями или с небольшой примесью мелкой (до 3 см) гальки и щебня Супеси и суглинки с примесью до 20% мелкой (до 3 см) гальки или щебня. Пески плотные. Суглинок плотный. Лёсс. Мергель рыхлый. Плывун без напора. Лед. Глины средней плотности (ленточные и пластичные). Мел. Диатомит. Сажи. Каменная соль (галит). Нацело каолинизированные продукты выветривания изверженных и метаморфизованных пород. Железная руда охристая.
III - Суглинки и супеси с примесью свыше 20% мелкой (до 3 см) гальки или щебня. Лёсс плотный. Дресва. Плывун напорный. Глины: с частыми прослоями (до 5 см) слабосцементированных песчаников и мергелей, плотные, мергелистые, загипсованные, песчанистые. Алевролиты глинистые слабосцементированные. Песчаники слабосцементированные глинистым и известковистым цементом. Мергель. Известняк-ракушечник. Мел плотный. Магнезит. Гипс: тонкокристаллический, выветрелый. Каменный уголь слабый. Бурый уголь. Сланцы: тальковые, разрушенные всех разновидностей. Марганцевая руда. Железная руда окисленная, рыхлая. Бокситы глинистые.
IV - Галечник, состоящий из мелких галек осадочных пород. Мерзлые водоносные пески, ил, торф. Алевролиты плотные глинистые. Песчаники глинистые. Мергель плотный. Неплотные: известняки и доломиты. Магнезит плотный. Пористые: известняки, туфы. Опоки глинистые. Гипс кристаллический. Ангидрит. Калийные соли. Каменный уголь средней твердости. Бурый уголь крепкий. Каолин (первичный). Сланцы: глинистые, песчано-глинистые, горючие, углистые, алевролитовые. Серпентиниты (змеевики) сильно выветрелые и оталькованные. Неплотные: скарны хлоритового и амфибол-слюдистого состава. Апатит кристаллический. Сильно выветрелые: дуниты, перидотиты. Кимберлиты, затронутые выветриванием. Мартитовые и им подобные руды сильно выветрелые. Железная руда мягкая вязкая. Бокситы.
V - Галечно-щебенистые грунты. Галечник мерзлый, связанный глинистым или песчано-глинистым материалом с ледяными прослойками. Мерзлые: песок крупнозернистый, древеса, ил плотный, глины песчанистые. Песчаники на известковистом и железистом цементе. Алевролиты. Аргиллиты. Глины аргиллитоподобные, весьма плотные, плотные сильно песчанистые. Конгломерат осадочных пород на песчано-глинистом или другом пористом цементе. Известняки. Мрамор. Доломиты мергелистые. Ангидрит весьма плотный. Опоки пористые выветрелые. Каменный уголь твердый. Антрацит, фосфориты желваковые. Сланцы: глинисто-слюдяные, слюдяные, тальково-хлоритовые, хлоритовые, хлорито-глинистые, серицитовые. Серпентиниты (змеевики). Выветрелые: альбитофиры, кератофиры. Туфы серпентизированные вулканические. Дуниты, затронутые выветриванием. Кимберлиты брекчиевидные. Мартитовые и им подобные руды неплотные.
VI - Ангидриты плотные, загрязненные туфогенным материалом. Песчаники: полевошпатовые, кварцево-известняковые. Алевролиты с включением кварца. Известняки: плотные, доломитизированные, скарнированные. Доломиты плотные. Опоки. Сланцы: глинистые, кварцево-серицитовые, кварцево-слюдяные, кварцево-хлоритовые, кварцево-хлоритосерицитовые, кровельные. Хлоритизированные и рассланцованные, альбитофиры, кератофиры, порфириты, габбро. Аргиллиты слабо окремненные. Дуниты, не затронутые выветриванием. Перидотиты, затронутые выветриванием. Амфиболиты. Пироксениты крупнокристаллические. Талько-карбонатные породы. Апатиты. Скарны эпидотокалщитовые. Колчедан сыпучий. Бурые железняки ноздреватые. Гематито-мартитовые руды. Сидериты.
VII - Аргиллиты окремненные. Конгломераты осадочных пород на кремнистом цементе. Песчаники кварцевые. Доломиты весьма плотные. Окварцованные: полевошпатовые песчаники, известняки. Каолин агальматолитовый. Опоки крепкие плотные. Фосфоритовая плита. Сланцы слабо окремненные: амфибол-магнетитовые, куммингтонитовые, роговообманковые, хлорито-роговообманковые. Слаборассланцованные альбитофиры, кератофиры, порфиры, порфириты, диабазовые туфы, затронутые выветриванием порфиры, порфириты. Крупно- и среднезернистые, затронутые выветриванием граниты, сиениты, диориты, габбро и другие изверженные породы. Пироксениты, пироксениты рудные. Кимберлиты базальтовые. Скарны кальцитосодержащие авгито-гранатовые. Кварцы пористые (трещиноватые, ноздреватые, охристые). Бурые железняки ноздреватые, пористые. Хромиты. Сульфидные руды. Мартито-сидеритовые и гематитовые руды. Амфибол-магнетитовые руды. Аргиллиты кремнистые.
VIII - Конгломераты изверженных пород на известковистом цементе. Доломиты окварцованные. Окремненные, известняки, доломиты. Фосфориты плотные, пластовые. Сланцы окремненные: кварцево-хлоритовые, кварцево-серицитовые, кварцево-хлорито-эпидотовые, слюдяные. Гнейсы. Среднезернистые альбитофиры и кератофиры. Базальты выветрелые. Диабазы. Порфиры и порфириты. Андезиты. Диориты, не затронутые выветриванием. Лабрадориты, перидотиты. Мелкозернистые, затронутые выветриванием, граниты, сиениты, габбро. Затронутые выветриванием гранито-гнейсы, пегматиты, кварц-турмалиновые породы. Скарны крупно- и среднезернистые кристаллические: авгито-гранатовые, авгито-эпидотовые. Эпидозиты. Кварцево-карбонатные и кварцево-баритовые породы. Бурые железняки пористые. Гидрогематитовые руды плотные. Кварциты: гематитовые, магнетитовые. Колчедан плотный. Бокситы диаспоровые.
IX - Базальты, не затронутые выветриванием. Конгломераты изверженных пород на кремнистом цементе. Известняки карстовые. Кремнистые: песчаники, известняки. Доломиты кремнистые. Фосфориты пластовые окремненные. Сланцы кремнистые. Кварциты: магнетитовые и гематитовые тонкополосчатые, плотные мартито-магнетитовые. Роговики амфибол-магнетитовые и серицитизированные. Альбитофиры и кератофиры. Трахиты. Порфиры окварцованные. Диабазы тонкокристаллические. Туфы окремненные, ороговикованные. Затронутые выветриванием: липариты, микрограниты. Крупно- и среднезернистые граниты, гранито-гнейсы, гранодиориты. Сиениты. Габбронориты. Пегматиты. Березиты. Скарны мелкокристаллические: авгито-эпидото-гранатовые, датолито-гранато-геденбергитовые. Скарны крупнозернистые гранатовые. Окварцованные: амфиболит, колчедан. Кварцево-турмалиновые породы, не затронутые выветриванием. Бурые железняки плотные. Кварцы со значительным количеством колчедана. Бариты плотные.
X - Песчаники кварцевые сливные. Джеспилиты, затронутые выветриванием. Фосфорито-кремнистые породы. Кварциты неравномерно-зернистые. Роговики с вкрапленностью сульфидов. Кварцевые: альбитофиры и кератофиры. Липариты. Мелкозернистые: граниты, гранито-гнейсы, гранодиорит. Микрограниты. Пегматиты плотные, сильно кварцевые. Скарны мелкозернистые: гранатовые, датолито-гранатовые. Магнетитовые и мартитовые руды, плотные, с прослойками роговиков. Бурые железняки окремненные. Кварц жильный. Порфириты сильно окварцованные и ороговикованные.
XI - Альбитофиры тонкозернистые, ороговикованные. Джеспилиты, не затронутые выветриванием. Сланцы яшмовидные кремнистые. Кварциты. Роговики железистые очень твердые. Кварц плотный. Корундовые породы. Джеспилиты гематитомартитовые и гематито-магнетитовые.
XII - Совершенно не затронутые выветриванием монолитно-сливные: джеспилиты,кремень, яшмы, роговики, кварциты, эгириновые и корундовые породы.
16. Какое разрушение горной породы наиболее эффективное?
РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД (а. rock breaking; н. Gesteinszerstorung; ф. destruction des roches, rupture des roches; и. destruccion de rocas) — нарушение сплошности природных структур горных пород (минеральных агрегатов, массивов горных пород) под действием естественных и искусственных сил. Разрушение — сложный физический или физико-химический процесс, характер развития которого зависит от величины и скорости приложения нагрузки, напряженного состояния объекта, его прочности и структурных свойств.
Естественное разрушение происходит в результате гравитационных (оползни, оседания грунтов, обвалы, осыпи), вулканических, глубинных тектонических процессов,выветривания, других природных процессов и явлений.
Искусственное (принудительное) разрушение — основной процесс технологии добывания и переработки твёрдых полезных ископаемых. Осуществляется в результате главным образом механического и взрывного воздействия на горные породы, в меньшей степени — гидравлического, взрыво-гидравлического, термического, электрического, электромагнитного, комбинированного.
Разрушение при бурении скважин имеет ряд особенностей и происходит путём отделения от массива частиц различной крупности в пределах плоскости забоя при наличии только одной обнажённой поверхности и возрастании с глубиной влияния горного давления. Наибольшее распространение получил механический способ бурения, при котором разрушение имеет объёмный, усталостный или поверхностный характер. В первом случае, когда напряжения в породе превышают предел её прочности, порода разрушается на некоторую глубину, которая сохраняется при перемещении породоразрушающих элементов по забою и может превышать их внедрение. Объёмное разрушение наиболее эффективно, т.к. требует наименьших удельных затрат энергии. Усталостное разрушение происходит при контактных напряжениях меньших, чем прочность породы, и наступает после многократного воздействия нагрузок в результате образования и постепенного развития в породе микротрещин. При ещё меньших значениях напряжений происходит поверхностное разрушение, когда породоразрушающие элементы, перемещаясь по забою без внедрения, истирают породу. Такой процесс наименее эффективен, т.к. ведёт к интенсивному износу инструмента и отличается высокими удельными энергозатратами.
Объемное разрушение горных пород при бурении шпуров и скважин происходит в условиях объемной напряженности. При механических способах бурения объемное разрушение породы возможно только при напряжениях сжатия, превосходящих критическое сопротивление породы данному виду деформации, так как скол и сдвиг породы возможны только после достижения напряжений сжатия в ядре раздавливания выше критического значения для данной породы.
Наибольшее распространение получил механический способ бурения, при котором разрушение имеет объёмный, усталостный или поверхностный характер. В первом случае, когда напряжения в породе превышают предел её прочности, порода разрушается на некоторую глубину, которая сохраняется при перемещении породоразрушающих элементов по забою и может превышать их внедрение. Объёмное разрушение наиболее эффективно, т.к. требует наименьших удельных затрат энергии. Усталостное
17. Какие разновидности бурового инструмента вы знаете?
Буровые инструменты необходимы для бурения скважин в разных породах и на различную глубину. Вообще ассортимент бурового инструмента весьма обширен и разнообразен.
Например, такой инструмент, как буровая головка служит для того, чтобы разрушать породу при направленном бурении. Буровая головка имеет несколько дюз, которые обеспечивают выход буровой жидкости для размывания почвы или выноса частиц на поверхность. Разница видов буровых головок обеспечена различием в их конструкции, а именно в длине и диаметре, в количестве и типе дюз, в управляющей поверхности.
Следующий инструмент, применяемый в бурильном деле, - это буровая пика, которая используется в пилотном бурении. Буровая пика имеет форму цилиндра и оборудуется твердосплавными пластинами. Работа заключается в принципе механического воздействия.
Следующий вид рассматриваемого бурового инструмента – это буровые долота. Они являются важнейшим элементом практически любого бурового комплекса нефтяной и газовой промысловых отраслей, и от них зависит экономическая эффективность бурового проекта, что не в малой степени определяется рабочими критериями буровых долот. Что касается видов буровых долот, то они бывают одношарошечными, двухшарошечными и трехшарошечными. Другой вид бурового инструмента – это бурильные трубы, которые нужны для того, чтобы доставлять на забой и извлекать из скважины колонковый набор, долота. Бурильные трубы передают крутящий момент и осевую нагрузку на забой.
Погружные пневматические ударники, также представляющие собой буровой инструмент, применяются при бурении скважин в породах от седьмой до одиннадцатой категории по буримости. Пневматические ударники бывают горными и разведочными.
Еще можно перечислить такие виды бурового инструмента, как желонки со сферическим или плоским клапаном, забивные стаканы, ударные штанги и ударные патроны, шнеки буровые, телескопические шнековые буры, пробоотборники и так далее.
Стоит отметить, что каждый вид бурового инструмента призван выполнять свою функцию, важность которой в нефтедобывающей или газодобывающей отрасли недооценить не возможно. Выход какого-либо инструмента из строя может повлечь за собой остановку всей бурильной работы.
БУРОВЫЕ ДОЛОТА (а. drilling bit, bore bit; н. Воhrmeihßel; ф. trйpan, outil de forage; и. broca, trepano) — основной элемент бурового инструмента для механического разрушения горной породы в процессе бурения скважины.
18. Что понимается под технологическим режимом бурения?
Это сочетание в процессе бурения ряда основных условий работы долота и процессов, определяющих эффективность разрушения забоя скважины:
■ нагрузки на долото (осевое давление)
■ числа оборотов вращения долота
■ количества и качества глинистого раствора
■ подачи инструмента на забой и т. д.
В комплексе факторов, составляющих режим бурения, выявляется наиболее эффективное использование долота за счет рационального сочетания условий работы долота и процесса бурения, что обеспечивает наиболее высокие показатели проходки при бурении скважин (оптимальный технологический режим бурения).
Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 53 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |