Технология бурения скважин

 

9.3 Фрезерные долота 

 

Фрезерное долото - применяется в твердых породах при глубоком вращательном бурении). Патент американских изобретателей Шарпа и Юза. Оно состоит из 2 конических, грубо насеченных, фрезеров из твердой стали, насаженных навстречу один другому под углом 46° к вертикали, каждый н"а собственной оси, на конце тупого массивного корпуса долота. Вследствие вращения корпуса ФД вместе со всей штанговой системой, каждый из фрезеров, касающийся забоя скважины, получает свое самостоятельное быстрое вращательное движение около своей собственной оси и своей работой изнашивает твердую породу забоя, отчего и получается поступательное движение всего бурового снаряда. Иногда на том же массивном корпусе долота устанавливаются подобные же, цилиндрические с усеченными конусами по концам и на вертикальной оси, фрезеры-расширители.

Эти долота могут  быть использованы не только для бурения  скважины в присутствии металлического и твердосплавного скрапа, но и  для разбуривания оставшихся на забое  шарошек и других металлических  предметов, бетонных и иных пробок.

 

9.4 Долота ИСМ

Отличие ИСМ является в том, что их породоразрушающие элементы покрыты сверхтвердым материалом славутич. В зависимости от размера и конструкции долота ИСМ изготавливаются цельноковаными (с последующим фрезерованием лопастей ) либо с приваренными лопастями. Данные долота обладают более высокой износостойкостью и меньшей стоимостью, по сравнению с долотами оснащенными природными алмазами. Долота ИСМ выпускают трех разновидностей: режущего действия (режущие), торцовые (зарезные) и истирающие.

 

  Рисунок  5 – Долота ИСМ

 

9.5 Алмазные долота

Алмазные долота обладают наличием алмазных режущих элементов т.е. (природных или синтетических) той или иной величины (крупности). Обычно используются наименее ценные разновидности природного алмаза, именуемые карбонадо (бразильские технические алмазы) или черные алмазы (характерные своей вязкостью ). Показатели данных долот зависят от качества и размеров алмазов. Качество определяют группой и категорией, а размер - числом камней. Природные и синтетические алмазы размещают в спекаемой матрице (обычно медно-твердосплавной ), составляющей единое целое с нижней частью стального полого цилиндрического корпуса долота.

10. Технология бурения артезианских скважин

Разберём  процесс, технологию бурения скважины непосредственно на примере бурения  артезианской скважины.

Бурение артезианской скважины достаточно интересный процесс и условно его можно разделить на два этапа.

Первый этап включает в себя бурение скважины до известкового горизонта и обсадке её обсадной колонной. Этот этап является самым аварийно-опасным, из-за возможного риска обрушения колонны, который влечет за собой массу неприятностей. Но при грамотном исполнении бурения, а прежде всего выдержки нужной консистенции бурового раствора, у бурильщиков с достаточным опытом не возникает проблем – будь то скважина 30м или 200м.

Верхние породы бурятся  крупным долотом (неизвестно, придется использовать одну, две или даже три трубы для обсадки артезианской скважины, а чтобы поместить их одну в другую, нужен больший диаметр бурения, поэтому сначала бурят большим долотом).

 

В процессе вынимания  пород грунта буровик должен фиксировать изменения породы в буровой журнал.

 

При прохождении неустойчивых пород для промывания скважины применяют  глинистый раствор. Если бурение  начинается сразу с глинистых  слоев, то раствор сам по себе получится  глинистым. Чтобы сделать глинистый раствор искусственно, используют бентонитовую глину (иногда с небольшим добавлением цемента).

Обсадка на известняк  производится обсадной колонной состоящей из стальной трубы Ø 133 мм на резьбовом соединении. При имеющейся угрозе обвала буровой колонны или невозможности пробурить глубже из-за встречающихся временами обильно наделенных водоносами песко-гравийных отложений, мы прибегаем к обсадке «кондуктором» верхних слоев грунта. Кондуктор представляет собой туже самую обсадную колонну, но большего диаметра.

Перед установкой обсадной колонны в известняки, подбуривается  инструментом чуть меньшего диаметра чем диаметр обсадной колонны, чтобы  избежать попадания из затрубного пространства в водоносный горизонт различной  грязи, мути и т.д. из верхних слоев земли. Но,например, в Московской области практически во всех районах перед известняком находится большой слой глины юрского периода, которая обжимает надежно обсадную колонну, препятствуя тем самым попадания нежелательных растворов сверху. Однако если есть такая необходимость, затрубное пространство цементируют.

После обсадки буровой  колонны на известковый горизонт начинается процесс «вскрытия» этого  водоносного известняка. Собственно это второй этап бурения. Он характеризуется бурением внутри обсадной колонны, инструментом меньшего диаметра. В зависимости от района бурения водоносный горизонт может «вскрываться» раньше или позже. Если «вскрытый» известняк не представляет собой исключительно каменную породу, а встречаются переслоения с глиной, то эти переслоения также перекрываются обсадными трубами меньшего диаметра (Ø 114мм или Ø 89 мм) тем самым предотвращая в будущем обрушения стенок скважины. Если после вскрытия водоносного горизонта известняк является однородной каменной структурой, то подбуривается так называемый «технологический карман» (10-20м) и оставляется открытый ствол. Скважина готова к прокачке.

Для увеличения срока  службы скважины также используются пластиковые трубы (полиэтилен низкого давления), Ø117, Ø 110, Ø 95 мм в зависимости от конструкции скважины. В этом случае срок службы скважины должен быть не менее 50 лет.

Однако при бурении артезианской скважины есть своя особенность, которая влечет за собой некоторые дополнительные трудности, которые в основном касаются благоустроенных участков. Прежде всего, это так называемое бурение с промывкой. Оно подразумевает под собой «закачку» бурового раствора через буровой снаряд (бурильные трубы) под высоким давлением на забой скважины. Буровой раствор нагнетается через бурильные трубы на забой, выходит через буровое долото наружу и по пробуренному стволу снаружи бурового снаряда, поднимается выбуренный шлам (грунт) на поверхность земли. Этот буровой раствор циркулирует по замкнутому кругу. Для отбора этого шлама на поверхности земли рядом со скважиной выкапывается «зумпф» (яма объемом 0,7-1,5 м³ в зависимости от глубины скважины). Далее выбуренный шлам (грунт) из этого «зумпфа» откачивается буровым насосом в имеющиеся естественные или заранее подготовленные углубления в рельефе или канавы. Объем этого выбуренного шлама зависит от глубины скважины ( примерно на каждые 10м пробуренной скважины 0,15-0,25м³, в зависимости от диаметра бурения). Но этот окончательный шлам с буровым раствором не представляет никакой опасности. При высыхании воды он превращается в обычную глину, песок, суглинок или какой либо другой грунт в зависимости от «разреза» скважины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература  

 

1.  Иоаннесян Р.А., Основы теории и техники турбинного бурения, М-Л., 1953;

2.  Лисичкин С.М., Очерки по истории развития отечественной нефтяной промышленности, М.-Л., 1954; Разведочное колонковое бурение, М., 1957;

3.  Федюкин В.А., Проходка шахтных стволов и скважин бурением, М., 1959; Огневое бурение взрывных скважин, М., 1962;

4.  Волков С.А., Сулакшин С.С., Андреев М.М., Буровое дело, М., 1965;

5.  Куличихин Н.И., Воздвиженский Б.И., Разведочное бурение, М., 1966;Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых, М., 1966;

    6. Водопровод, водоснабжение//Технология бурения артезианской скважины на воду[Электронный ресурс].URL:http://www.infpol.ru/stroyrem/3528/160867