ССК и бурение с гидротранспортом: эффективный отбор керна

Бурение снарядами со съемными керноприемниками. Снаряды со съемными керноприемниками представляют собой разновидность ДКС. В них принцип автономии керноприемного устройства получил дальнейшее развитие. Основная особенность конструкции комплекса ССК заключается в том, что съемное керноприемное устройство (подобие внутренней колонковой трубы), закрепленное в процессе бурения внутри внешней колонковой трубы, после того как заполнится керном, может быть извлечено на поверхность без подъема бурильной колонны. Для этого по колонне бурильных труб на тросе опускается ловитель, захватывающий головку керноприемника и поднимающий его на поверхность (рис. 18).

Рис. 18. Схема бурения со съемным керноприемником. 1 — стенки скважины, 2 — внешняя колонковая труба, 3 — керноприемник, 4 — головка керноприемника, 5 — ловитель, 6 — трос, 7 — коронка, 8 — кернорватель

Взамен извлеченного опускается пустой керноприемник, фиксируется в снаряде и бурение мажет быть продолжено. Таким образом, комплексы ССК способствуют повышению выхода керна, поскольку обладают всеми особенностями ДКС и кроме того позволяют резко сократить время на спуско-подъемные операции. Колонна бурильных труб извлекается только тогда, когда возникает необходимость смены исчерпавшей свой ресурс буровой коронки.

Для бурения комплексами ССК применяют специальные конструкции бурильных труб, которые отличаются от обычных тем, что имеют большой внутренний диаметр по всей длине колонны и соединяются между собой так, что обеспечивается гладкоствольность по внутреннему диаметру.

Технология бурения комплексами ССК является одним из наиболее сложных процессов по сравнению с другими видами бурения. Однако при этом обеспечивается ряд преимуществ: повышается механическая скорость бурения, уменьшаются затраты времени на спуско-подъемные и другие вспомогательные операции, улучшается качество опробования (выход керна составляет 80-100%), уменьшается искривление скважин, сбалансированная прямолинейная колонка комплекса ССК меньше подвержена вибрации и меньше разрушает стенки скважин.

Бурение скважин с непрерывным выносом керна струей промывочной жидкости. При геологической съемке и разведке многих видов полезных ископаемых колонковое бурение в разрезах, представленных рыхлыми породами и корой выветривания, неэффективно, поскольку не гарантирует достаточного выхода керна. В этом случае применяется бурение скважин с обратной промывкой, обеспечивающей непрерывный вынос выбуренного керна на поверхность восходящим потоком промывочной жидкости по колонне бурильных труб.

Для этого разработаны специальные комплексы технических средств. Особенностью этого метода является применение двойной концентрической колонны труб. В процессе бурения промывочная жидкость (техническая вода) нагнетается насосом в межтрубное пространство колонны, в 20-30 мм от забоя поступает в центральную внутреннюю трубу и, захватывая выбуренные керн и шлам, выносит на поверхность, где через керноотводящий рукав промывочной системы изливается вместе с керном и шламом в лотки керноприемника (рис. 19).

Рис. 19. Схема бурения с гидротранспортом керна. 1 — подвижный вращатель установки разведочного бурения, 2 — промывочный сальник, 3 — керноотводящий шланг, 4 — керноп- риемное устройство, 5 — прицеп-емкость, 6 — стеллаж, 7 — насос, 8 — двойная бурильная колонна

Применение непрерывного транспортирования выбуренного материала позволяет бурить скважину без подъема труб до полного износа породоразрушающего инструмента, что сокращает время проведения спуско-подъемных операций и позволяет получить 100% выход разбуренного материала (керна и шлама).

Областью применения этого метода является проходка скважин глубиной до 100-300 м в мягких породах II—IV категорий по буримости с пропластками пород до VII категории. Этот метод может быть использован при выполнении следующих видов геологоразведочных работ:

1) детальное геологическое картирование в закрытых районах, где коренные породы перекрыты мощными толщами рыхлых отложений; 2) геологическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемки и специальные исследования; 3) поиски и разведка месторождений бурого и каменного угля, бокситов и других рудных и нерудных месторождений; 4) глубинные геохимические поиски по первичным и вторичным ореолам рассеяния рудных месторождений; 5) отбор малых лабораторных и технологических проб угля и глины, шлиховых проб золота и др.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: В. В. Авдонин, и др.

Источник: Технические средства и методика разведки месторождений полезных ископаемых.

Данные публикации будут полезны для студентов инженерно-геологической и геохимической специальностей.