Двойные колонковые трубы «Донбасс НИЛ»

Предназначены для бурения угольных месторождений в породах II - VI ка­тегорий по буримости. Данные трубы имеют на наружной колонковой трубе ко­ронку, а на внутренней керноприемной трубе штамп. При бурении по мягким углям или слоям II - IV категории штамп за счет тарельчатых пружин опережает наружную коронку на 2 - 3 мм и " штампует" керн. При переходе в твердые угли или породы под действием реакции со стороны забоя тарельчатые пружины сжи­маются и керн обрабатывается коронкой.

Заклинка керна в трубах Донбасс НИЛ осуществляется за счет увеличения осевой нагрузки на невращающийся снаряд перед его подъемом. При этом керн в нижней части деформируется и расклинивается на выступе штампа (рис. 15).

Трубы Донбасс НИЛ-I применяются для бурения пластов простого строе­ния, сложенных углем любого петрографического состава.

Трубы Донбасс НИЛ-II используются для бурения угольных пластов слож­ного строения при повышенном метаморфизме угля и вмещающих пород.

Рис. 15. Двойные колонковые снаряды «Донбасс НИЛ»:

а - «Донбасс НИЛ-I» б - «Донбасс НИЛ-II» в - «Донбасс НИЛ-III»:

1 - переходник; 2 колонковая труба; 3 - упорный подшипник; 4 - тарельча­тые пружины; 5 - клапан; 6 - керноприемная труба; 7 - штамп; 8 - наруж­ная коронка; 9 -фрикцион; 10 - верхняя обойма вибратора; 11 - нижняя невращающаяся обойма вибратора

Трубы Донбасс HИЛ-III предназначены для бурения угольных пластов сложного строения при низкой степени метаморфизма.

Режимы бурения трубами «Донбасс НИЛ» диаметром 76 мм следующие:

Осевая нагрузка, в КН:

при бурении по углю.................................................. 4÷6;

при пересечении твердых пропластков..................... 7÷10.

Расход промывочной жидкости, м³/с.............................. (8,3- 11,7)* 10⁴.

Частота вращения, с^-1:

при работе с «Донбасс НИЛ-III»................... 1,7÷2,5;

на вибрационном режиме...................... до 4,5.

Длина керноприемной трубы, м 0,8÷1,5.

7. 3. Бурениес гидротранспортом керна

При бурении поисково-съемочных скважин глубиной до 100 м в породах II - IV категории буримости с пропластками пород VI - VII применяется комплекс технических средств КГК -100. На рис. 16 приведена схема бурения с гидротранспортом керна.

Комплекс обеспечивает непрерывную транспортировку керна на поверх­ность обратным потоком промывочной жидкости, которая закачивается к забою по межтрубному кольцевому сечению специальной двойной бурильной колонны и возвращается на поверхность по центральному каналу вместе с керном. Выбу­ренная порода и керн улавливаются ложками керноприемного устройства, смон­тированного над передвижной емкостью, которая позволяет создать замкнутую систему циркуляции промывочной жидкости. В качестве промывочной жидкости используется вода. Бурение скважины выполняется без обсадки, так как стенки скважины не подвергаются эрозионному воздействию потока жидкости.

В состав комплекса КГК-100(300) входит самоходная гидрофицированная установка УРБ-2А-2ГК с подвижным вращателем и насосом НБ4-320/63.

Применение непрерывного транспортирования керна позволяет бурить скважину без извлечения из нее снаряда до полного износа коронок, что сокра­щает время проведения спуско-подъемных операций. В результате значительно повышается производительность по сравнению с другими способами бурения с отбором керна в подобных условиях. Выход керна составляет, как правило, 100%.

Применение комплекса КГК-100 предусмотрено с твердосплавными корон­ками диаметром 76; 84 и 93 мм.

Коронки диаметром 76 мм применяются для бурения однородных пород,
диаметром 84 - вспучивающихся, неустойчивых пород, диаметром 93 мм - мощ­-
ных толщ сыпучих отложений и плывунов.

Рис. 16. Общая схема бурения гидротранспорта керна:

1- коронка; 2 – двойная концентрическая колонна бурильных труб; 3 – внутренняя труба; 4 – сальник; 5 – керноотводящий рукав; 6 – насос; 7 – лотки керноприёмника; 8 – передвижная ёмкость

В табл.24 приведены рекомендуемые параметры режимов бурения в раз­личных горных породах.

Таблица 24

7.4 Бурение снарядами со съемными керноприемниками

Способ бурения скважин снарядами со съемными керноприемниками за­ключается в следующем. На специальных бурильных трубах в скважину опуска­ется колонковый набор со специальной алмазной коронкой. Затем внутрь буриль­ной колонны опускается керноприемная труба под действием собственного веса и давления промывочной жидкости, нагнетаемой насосом. После посадки керноприемника в колонковую трубу получается двойная колонковая труба.

Углубка скважины ведется как при обычном алмазном бурении до заполне­ния керноприемника керном. После прекращения бурения внутрь колонны опус­кается на тонком стальном канате специальный ловитель (овершот) для подъема керноприемника. Весь буровой снаряд поднимается из скважины только для за­мены изношенной алмазной коронки.

Бурение снарядами ССК и КССК имеет следующие преимущества по срав­нению с обычным колонковым способом бурения с применением одинарной ко­лонковой трубы:

- выход керна повышается с 40 ÷ 60 % до 90 ÷ 100 % благодаря примене­нию двойных колонковых труб "особой " специальной конструкции; производи­тельность бурения возрастает за счет высокой частоты вращения сбалансирован­ной колонны бурильных труб и снижения затрат времени на спуско-подъемные операции.

На рис.17 приведены колонковые снаряды со съемными керноприемниками для применения преимущественно в скальных породах от V до X категории буримости:

а - общий вид ССК конструкции ВИТР; б - ловитель керноприемника;

1 - релитовый переходник; 2 - головка подшипникового узла; 3 - возвратная втулка; 4 - пружина: 5 - стопоры; 6 - переходник наружной колонковой трубы; 7 -подшипниковый узел; 8 - опорное кольцо; 9 - вал; 10 - контргайка: 11 - резиновые манжеты; 12 - резиновое кольцо; 13 - направляющая втулка; 14 - опорный шари­коподшипник; 15 - пружина; 16 - наружная колонковая труба; 17 - керноприемник; 18 - стабилизатор; 19 - упорное кольцо; 20 - кернорвательное кольцо; 21 -корпус кернорвателя; 22 - алмазная коронка; 23 - захваты головки 2; 24 - патру­бок, бросаемый с поверхности по канату для освобождения ловителя; 25 - сталь­ной канат;

в-керноприемный снаряд конструкции СКБ НПО «Геотехника»: 1 - головка; 2 - гильза; 3 – штифт; 4 – центратор; 5 - пружина крученая; 6 - защелка; 7 - пере­ходник; 8 - корпус; 9 - опора; 10 - переходник; 11 - шпиндель; 12 - гайка регули­ровочная; 13 - манжета; 14 – шайба; 15 - подшипник упорный; 16 - кожух под­шипника; 17 - опора подвески; 18 - подшипник; 19 - пружина; 20 - шайба; 21 -подшипник; 22 - кольцо; 23 и 24 - гайки; 25 - масленка; 26 - переходник подвески; 27 - труба приемная; 28 - труба колонковая; 29 - центратор; 30 - расширитель; 31 -кольцо стопорное; 32 - кольцо рвательное; 33 - корпус кернорвателя; 34 - коронка

Рис. 17.

В табл.25 приводятся условия применения комплексов ССК и КССК раз­личных размеров, их параметры и режимы бурения.

Таблица 25