3.2.2. Двойные колонковые снаряды
Двойные колонковые снаряды (ДКС) предназначены для повышения выхода керна при бурении в легкоразмывающихся и легкоистирающихся мягких полезных ископаемых.
При твердосплавном бурении применяют двойные колонковые снаряды с вращающейся и невращающейся при бурении внутренней трубой.
Двойные колонковые снаряды (рис. 3.9) с вращающейся внутренней трубой применяют при бурении легкоразмывающихся, но устойчивых к истиранию горных пород (например, минеральных солей).
ДКС с вращающейся (одновременно с наружной) внутренней трубой состоит из переходника 1, с системой входных 7, 9 и выходных каналов 12, на который навинчивают наружную и внутреннюю трубы. На нижний конец труб навинчивают коронки 4 и 5, причем внутренняя коронка опережает наружную на 1-2 см. Коронка внутренней колонковой трубы имеет внутреннюю конусную расточку для установки рвательного кольца. Для центрирования внутренней трубы в нижней части наружной трубы крепят направляющее кольцо 6.
После спуска снаряда на забой через бурильные трубы центральный канал 7 и три боковых (поперечных) канала 9 жидкость поступает через внутреннюю трубу и межтрубное пространство на забой скважины для его очистки от шлама. После промывки скважины через бурильные трубы сбрасывают шарик 8, который перекрывает центральный канал, и жидкость начинает поступать только в межтрубное пространство, предохраняя образующийся при бурении керн от размывания. Оставшаяся во внутренней трубе жидкость выдавливается поступающим в нее керном через 2 выходных канала 10, 12 с обратными клапанами 11.
Рис. 3.9. Схема двойного колонкового снаряда (ДКС) с вращающейся внутренней трубой
Рис. 3.10. ДКС конструкции С. А. Алексеенко (с невращающейся внутренней трубой)
Двойные колонковые снаряды с невращающейся (при бурении) внутренней трубой предназначены для бурения легкоразмывающихся и легкоразрушающихся (под действием трения и вибрации трубы) полезных ископаемых (углей, мягких бокситов и др.). В настоящее время существует большое количество различных конструкций ДКС этого типа. Наибольшее распространение из них получили ДКС Алексеенко и ДКС «Донбасс НИЛ»
ДКС Алексеенко (рис. 3.10) состоит из следующих узлов:
1) муфты включения детали 1, 2, 3, 5, 16, 20, 21; 2) подвески (детали 4, 6, 7, 8, 9, 17, 18, 19, 22); 3) наружной трубы с коронкой 13; 4) внутренней трубы 10 со штампом 12 и керноприемной кассетой 11; 5) паука 14.
Муфта включения предназначена для передачи вращения от бурильной колонны на наружную трубу и включения паука (кернозахвата). Она состоит из переходника 1 на бурильные трубы, который при помощи резьбы соединяется со шпинделем 2 и защитным кожухом 5. Шпиндель имеет центральный канал для направления промывочной жидкости из бурильных труб в межтрубное пространство и боковой канал для выхода выдавливаемой керном из внутренней трубы жидкости. Шпиндель с сухарями 3 вставляется в пазы муфты 16, которая снизу имеет сальниковое уплотнение 21. С помощью резьбы муфту соединяют с наружной трубой 15.
Вращение трубы 15 осуществляется от бурильной колонны через переходник 1, сухарь шпинделя 3 и муфту 16. Наличие пазов муфты позволяет при подъеме ДКС перемещаться в наружной трубе 15, ее коронке 13 и пауку 14 вниз относительно торца штампа 12. Оказавшись ниже торца, пластинки паука сжимаются и удерживают при подъеме керн от выпадения.
Подвеска предназначена для свободного подвешивания внутренней трубы к шпинделю ДКС и состоит из верхнего 4 и нижнего 7 переходников, соединенных патрубком 6, внутри которого устанавливают аммортизатор (пружину) 18 и подшипниковый узел. Подшипниковый узел состоит из подпятника 17, шарика и полого штока 8.
Шток устанавливают в нижнем переходнике 7 и с помощью резьбы его соединяют с переходником на внутреннюю трубу 9.
В процессе бурения осевое усилие на внутреннюю трубу передается от бурильной колонны через шпиндель 2, верхний переходник подвески 4, амортизатор 18, подпятник 17, шарик, опорный шток 8 и переходник на внутреннюю трубу. При этом благодаря наличию подшипникового узла и трению штампа о породу, внутренняя труба при вращении снаряда не вращается. Чем мягче порода, тем меньше сопротивление породы внедрению штампа, тем глубже (при одинаковом осевом усилии) погружается штамп (за счет амортизатора) в породу, тем меньше она размывается промывочной жидкостью.
Промывочная жидкость движется к забою через бурильные трубы, центральный канал шпинделя 2, поперечный канал верхнего переходника подвески 4, межтрубное пространство под торец коронки. Штамп 12 при этом защищает керн от воздействия потока жидкости. Жидкость выдавливается поступающим керном из внутренней трубы через обратный клапан, полный шток 8, патрубок 6, боковые каналы верхнего переходника 4, шпинделя 2 и через поперечный канал муфты 16 поступает в скважину.
Отсутствие вращения внутренней трубы и воздействия на керн потока жидкости способствует сохранению керна в процессе бурения. Наличие паука (кернозахвата) и обратного клапана предохраняет керн от выдавливания его столбом жидкости при подъеме снаряда. Наличие разъемной керноприемной кассеты способствует извлечению керна без нарушения его структуры.
ДКС «Донбасс НИЛ» (рис. 3.11) представлен тремя типами: «Донбасс НИЛ-1», «Донбасс НИЛ-2» и «Донбасс НИЛ-3».
ДКС «Донбасс НИЛ-1» (рис. 3.11, а) аналогичен Алексеенко, ДКС «Донбасс НИЛ-2» предназначен для бурения углей в районах повышенного метаморфизма. Он отличается тем, что имеет фрикционный механизм. При встрече крепких прослоев осевое усилие увеличивают, в результате чего тарельчатые пружины 4 (рис. 3.11, б) сжимаются, и диски фрикциона 9, прижимаясь друг к другу, передают крутящий момент на внутреннюю трубу 6 и ее коронку, что позволяет перебуривать крепкие пропластки горной породы.
ДКС «Донбасс НИЛ-3» (рис. 3.11, в) вместо фрикционного имеет вибрационный механизм, способствующий перебуриванию достаточно твердых пропластков породы без вращения внутренней трубы за счет вибрации.
Рис. 3.11. Двойной колонковый снаряд «Донбасс НИЛ»: а - «Донбасс НИЛ-1», б - «Донбасс НИЛ-2», в - «Донбасс НИЛ-3»: 1 - переходник; 2 - колонковая труба; 3 - упорный шариковый подшипник; 4 - тарельчатые пружины; 5 - шаровой клапан; 6 - керноприемная труба
При встрече твердых пропластков осевую нагрузку на ДКС увеличивают, пружины (4) сжимаются, внутренняя коронка углубляется (внутрь наружной). Верхняя обойма вибратора 10 прижимается к нижней 11, что при вращении снаряда вызывает вибрацию внутренней трубы и ее коронки и позволяет обрабатывать выбуренный наружной коронкой керн до необходимого диаметра.
Yandex.RTB R-A-252273-3
- Буровые станки и бурение скважин Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия для студентов геологических специальностей
- Часть I твердосплавное бурение
- Глава 1 понятие о скважине и ее конструкции
- 1.1. Понятия о скважине
- 1.2. Понятие о конструкции скважины
- 1.3 Выбор конструкции скважин
- 1.4 Способы бурения
- 1.5 Выбор способа бурения
- Глава 2. Буровое оборудование
- 2.1. Отечественные буровые установки и буровые станки
- Техническая характеристика сианков показана в табл. 2.1, 2.2.
- 2.2. Буровые насосы и компрессоры
- 2.4. Оборудование для приготовления и очистки промывочных жидкостей Установки для приготовления и очистки глинистых растворов.
- Оборудование для транспортировки глинистого раствора.
- Характеристика автоцистерны
- Оборудование для очистки промывочных жидкостей
- Глиностанции
- Технические средства для приготовления и очистки полимерных промывочных жидкостей
- Техническая характеристика установки ппр
- Техническая характеристика установки опр
- Техническая характеристика ультразвуковой установки для приготовления эмульсионных жидкостей
- Техническая характеристика установки уэм-5
- 2.5. Оборудование для приготовления и нагнетания тампонажных растворов
- 2.5.1. Оборудование для приготовления тампонажных растворов
- Растворосмесители и растворомешалки
- Стационарные цементосмесительные установки
- Самоходные цементосмесительные машины
- 2.5.2. Оборудование для нагнетания тампонажных растворов
- Цементационные агрегаты
- 2.6. Современные и зарубежные буровые установки
- Установки Christensen cs
- Техническая характеристика установок roc
- 1. Бурение перфоратором
- 2. Бурение погружным пневмоударником
- 3. Система coprod ®
- Глава 3. Технологический иструмент тведросплавного бурения
- 3.2. Забойный снаряд
- 3.2.1. Одинарный колонковый снаряд
- 3.2.2. Двойные колонковые снаряды
- 3.2.3. Буровой снаряд для бурения с гидротранспортом керна
- 3.2.4. Выбор буровых снарядов твердосплавного бурения
- Глава 4. Аварии с буровым снарядом, их предупреждение и ликвидация
- 4.1. Способы предупреждения аварий, связанных с отказом инструмента
- 4.2. Способы предупреждения прихватов
- 4.3. Ликвидация аварий
- 4.4. Методы ликвидации прихватов
- Глава 5. Физко-механические свойства пород
- 5.1 Технологические процессы. Прочность горных пород
- 5.2. Деформационные свойства пород
- 5.3. Оcновные технологические характеристики горных пород
- Глава 6. Породоразрушающий инструмент
- 6.1 Твердые сплавы
- 6.2. Геометрические параметры резцов коронок
- 6.3. Износ резцов
- 6.4. Твердосплавные коронки
- Глава 7. Технология твердосплавного бурения
- 7.1. Выбор промывочных жидкостей
- 7.2. Расчет технологических режимов бурения
- 7.3. Технология бурения снарядами с гидротранспортом керна
- Часть II алмазное и другие способы бурния
- Глава 8. Алмазное бурение
- 8.1. Одинарный колонковый снаряд
- 8.2. Породоразрушающий инструмент
- 8.3. Двойной колонковый снаряд алмазного бурения (дкс)
- 8.4. Снаряды со съемными керноприемниками
- 8.5. Выбор буровых снарядов алмазного бурения
- 8.6. Технология бурения одинарными колонковыми снарядами
- 8.7. Технология бурения снарядами со съемными
- Глава 9. Бескерновое бурение
- 9.1 Буровой снаряд бескернового бурения
- 9.2. Шарошечные долота бескернового бурения
- 9.3. Технология бурения
- Глава 10. Бурние с продувкой воздухом
- 10.1. Общие сведения
- 10.2. Буровое оборудование и инструмент
- Глава 11. Технология бурения установками atlas copco
- 11.1. Выбор буровых снарядов Atlas Copco
- 11.2. Выбор технологических режимов при бурении вращательным способом установками Atlas Copco Выбор очистных агентов
- Выбор породоразрушающих инструментов и технологических режимов бурения.
- Импрегнированные коронки.
- 11.3. Технология пневмоударного бурения с пневмотранспортом шлама (методом «обратная циркуляция») Буровые снаряды
- Параметры технологических режимов бурения
- Глава 12. Технология бурения станками boart longyear lf 90
- 12.1. Буровой снаряд
- 12.2. Выбор типа коронок и расширителей
- 12.3. Параметры режима бурения
- 12.4. Промывочные жидкости
- Глава 13. Искривление скважин
- 13.1. Параметры искривленных скважин
- 13.2. Причины и закономерности естественного искривления скважин
- 13.3. Приборы для замера параметров искривления скважин
- 13.4. Искусственное искривление скважин
- 13.5. Многозабойное бурение. Кернометрия
- Глава 14. Бурение неглубоких скважин
- 14.1 Медленно-вращательное бурение
- 14.2. Медленно-вращательное бурение скважин большого диаметра. Винтобурение
- 14.3. Шнековое бурение
- 14.4. Вибрационное бурение
- 14.5. Пенетрационное бурение
- Глава 15. Ударно-канатное бескерновое
- 15.1 Оборудование. Буровой снаряд
- 15.2. Технология ударно-канатного бескернового бурения
- 15.3. Технология опробования продуктивных пластов
- 15.4. Предупреждение и ликвидация аварий при ударно-канатном бурении
- Заключение
- Библиографический список
- Оглавление