Проходка горных пород и крепление скважин при роторном способе бурения

Проходка горных пород и крепление скважин при роторном способе бурения

10.09.2019 Выкл. Автор sq-moscow

При роторном способе бурения скважин для разрушения породы в забое применяют режущие или дробящие долота. Из режущих наибольшее распространение получили долота типа РХ («рыбий хвост»).

Их изготавливают из стали марки 40 и применяют в сравнительно мягких породах, примерно по четвертую категорию включительно. В зависимости от расположения промывных отверстий долота РХ делят на нормальные и с нижней промывкой.

Для проходки более твердых пород (выше четвертой категории) применяют шарошечные долота, относящиеся к дробящему типу. Их также можно использовать и для проходки мягких пород. В зависимости от назначения (по крепости пород) шарошечные долота делятся на четыре типа и соответственно имеют различную форму и разное количество зубьев на шарошках.

Для проходки мягких пород применяют тип М, средних — тип С, выше средних — тип Т и для крепких — тип К. При бурении скважин на воду наиболее применимы трехшарошечные долота, которые по конструкции корпуса делятся на две группы: группа А — корпус, сваренный из трех отдельных секций; группа Б — цельный корпус с тремя приваренными лапами. 

Для удаления разрыхленной породы из скважины при роторном бурении применяют глинистый раствор, который, кроме того, охлаждает долото и глинизирует стенки скважины. Это позволяет проходить породы на большую глубину без крепления обсадными трубами и значительно увеличивать скорость бурения.

При роторном способе режим бурения во многом зависит от количества подаваемого раствора и его качества. Применяемый глинистый раствор должен быть легко текучим при движении и достаточно вязким для удержания частиц породы во взвешенном состоянии, а также обладать незначительным содержанием песка, необходимым удельным весом и коллоидальностью.

Для проходки сильно дренированных и поглощающих пород следует применять глинистый раствор малого удельного веса и большой вязкости, а для пород, характеризующихся обвалами и вспучиванием, наоборот, — большого удельного веса и малой вязкости. Кроме того, водоотдача глинистого раствора должна быть до 25 см3 за 30 мин, а содержание песка в нем 3—6%.

В процессе бурения качество глинистого раствора следует систематически проверять, для чего каждая буровая бригада должна иметь ареометр, вискозиметр и отстойник. Показатель отстоя необходимо устанавливать по истечении 24 часов. Бурение роторным способом следует вести непрерывно, наращивая бурильные трубы по мере углубления скважины без поднятия долота.

Поднимают долото на поверхность земли только для его замены. Износ долота определяют по значительному уменьшению скорости проходки. Проработку скважины новым долотом следует начинать несколько выше забоя. После прекращения бурения в любом случае долото должно быть поднято. Нельзя оставлять в скважине инструмент без движения, а глинистый раствор без циркуляции.

Перед спуском обсадных труб ствол скважины следует хорошо промыть и проработать пикообразным долотом с боковыми поверхностями. Скважину обычно проходят одной или двумя колоннами труб. В последнем случае чаще всего первая колонна техническая, а вторая — фильтровая, достигающая иногда 200 м длины.

Недостатком фильтровой колонны большой длины являются некоторые трудности при установке фильтра, а главное, при его извлечении из скважины для ремонта. Скважины крепят металлическими или полимерными обсадными трубами, в зависимости от глубины и гидрогеологических условий бурения скважины на воду.