3.2.3. Буровой снаряд для бурения с гидротранспортом керна

Буровой снаряд для бурения с гидротранспортом керна (рис 3.12) применяют на глубину 100 и 300 м в породах II - IV категории по буримости с пропластками пород V- VII категории. Диаметр керна составляет 32-38 мм. В процессе бурения промывочную жидкость нагнетают насосом в межтрубное пространство двойной бурильной колонны. Далее от забоя через внутреннюю колонну вместе со шламом и керном она направляется в лотки керноприемника. Благодаря отсутствию керна на забое увеличивается механическая скорость бурения, а вследствие устранения подъемов снарядов возрастает производительность бурения.

Двойная бурильная колонна разработана с целью создания обратной циркуляции промывочной жидкости для выноса керна и предохранения стенок скважин в мягких породах от размывания потоком циркулирующей жидкости, что способствует сохранению устойчивости стенок скважин без их крепления трубами и снижает потерю промывочной жидкости в сложных геологических условиях.

Бурильная колонна КГК-100 (рис. 3.13) выполнена из отдельных двойных секций (двойных бурильных свечей), соединенных между собой замками со слабоконической резьбой и втулками (для внутренних труб). Наружные трубы предназначены для передачи осевой нагрузки и крутящего момента от бурового станка к породоразрушающему инструменту, внутренние - в качестве канала для транспортирования промывочной жидкости с керном и шламом. Поскольку в процессе изготовления наружных и внутренних труб невозможно обеспечить их одинаковую длину, в секциях предусмотрена возможность относительного перемещения внутренних труб на 40 мм для компенсации возможного несовмещения по длине. Материал наружных бурильных труб - сталь 36Г2С, замков - сталь 40ХН, внутрен­них труб - алюминиевый сплав ЗД16Т, соединительных втулок внутренних труб - сталь 36Г2С. Соединительные втулки имеют центрирующие ребра для создания равномерного зазора между наружными и внутренними трубами.

Наружные торцы соединительных втулок конусные или сферические. Для компенсации разности длины наружных и внутренних труб применяют набор специальных замков - компенсаторов, которые устанавливаются во внутренней колонне через 50-70 м. Внутри нижней части замка на резьбе устанавливают буксу, закрепленную на патрубке. Буксу под действием специального ключа можно вращать и перемещать по резьбе вместе с патрубком вниз, прижимая трубы внутренней колонны друг к другу и таким образом герметизировать зазоры между ними. Герметизация между трубами в верхней части внутренней колонны достигается путем давления, создаваемого подпружиненной втулкой промывочного сальника, на трубы.

Рис. 3.12. Схема снаряда для бурения Рис. 3.13. Специальные трубы

с гидротранспотром разрушенной для бурения с гидротранспортом

породы:1 – специальный сальник; керна: 1,3 – элементы муфто-замкового

2 – бурильные трубы; 3 – направление соединения; 2 – бурильная труба;

потока чистой воды; 4 – внутренняя труба; 4, 6 – трубы внутренней колонны;

5 – направление потока воды с выбуренным 5 – соединение труб внутренней колонны.

материалом; 6 – покерное устройство;

7 – шарошечное долото; 8 – бак для чистой

воды

В забойной части бурильная колонна заканчивается керноприемной трубой с керноломом (рис. 3.14), расположенным на высоте 10-20 см от торца снаряда.

Диаметр наружной трубы составляет - 73 мм, внутренней - 48 мм. Длина - 3,5 м, толщина стенок наружных труб - 6,5 мм, внутренних - 3 мм.

Бурильная колонна КГК-300 аналогична бурильной колонне КГК-100. Наружные и внутренние трубы выполнены из алюминиевого сплава Д-16Т. Внутренние трубы соединяются при помощи штуцера и муфты. Герметизации зазора между штуцером и муфтой достигают за счет резиновых колец, устанавливаемых на штуцере. Для повышения износостойкости коронка армируется по наружнему диаметру дополнительными резцами (4).

Коронка КГ-93 МС диаметром 93 мм аналогична коронке КГ-84МС, но отличается увеличенной толщиной приливов корпуса, а также установкой по наружнему диаметру более мощных твердосплавных резцов формы Г 2514.

К

Рис. 3.14. Забойный снаряд для бурения с гидротранспортом керна: 1, 7 - шарики кернолома; 2 – корпус; 3, 6 - приливы; 4-трубка; 5 - верхний переходник

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы.

Применяемые в настоящее время твердые сплавы имеют еще недостаточно высокую прочность. Важнейшей проблемой для специалистов является поиск и использование в буровых коронках более прочных сплавов.

Существующие конструкции коронок недостаточно эффективны и требуют дальнейшего совершенствования.

С целью повышения ресурса коронок (как и бурильной колонны в целом) следует применять промывочные жидкости с высокой смазывающей способностью и малой вязкостью.