Строительные машины и оборудование, справочник



Категория:
   Бурение геологоразведочных скважин

Публикация:
   Технология бурения скважин с применением гидроударных и пневмоударных забойных машин

Читать далее:




Технология бурения скважин с применением гидроударных и пневмоударных забойных машин

В последние годы при бурении пород VII—XII категорий все большее применение находит ударно-вращательный способ бурения с применением гидро- и пневмоударных забойных машин. Сочетание воздействия крутящего момента, осевого усилия и высокочастотных силовых импульсов, создаваемых забойной машиной, обеспечивает разбуривание породы. Удаление шлама с забоя скважины при бурении гидроударными машинами производится водой или глинистым раствором, а при бурении пневмоударными машинами — сжатым воздухом.

В настоящее время при бурении колонковых скважин применяются гидроударные забойные машины различных типов: Г-ЗА, Г-5А, ГМД-1, ГМД-2 конструкции СКВ Министерства геологии СССР (авторы JI. Э. Граф, Е. Ф. Кузюков и др.) и Р-ЗАМ — конструкции КазИМС (авторы О. П. Леонтьев и др.). Характеристика наиболее оправдавших себя на практике гидроударных машин приведена ниже (табл. 65).

Гидроударные машины Г-ЗА и Г-5А работают по схеме прямо-действия с клапанной системой распределения жидкости. В этих машинах разгон поршня-ударника осуществляется под действием кинетической энергии потока промывочной жидкости, нагнетаемой по бурильным трубам в скважину. Возврат поршня-ударника в исходное положение осуществляется усилием пружины.

Отличительной особенностью работы забойных гидроударных машин является возможность проводки в сложных геологических условиях вертикальных скважин (без искривления или с незначительным искривлением). Например, скважина глубиной 823 м пробурена практически вертикально без искривления. В то же самое время среднее искривление скважин, пробуренных дробью, на этой глубине составляет 37° 46’ при интенсивности искривления на 100 м – 4°43’.

Существенным недостатком работы гидроударных машин является большой расход промывочной жидкости (300 л/мин в машинах Г-ЗА и 200 л/мин — в машинах ГМД-2 и Р-ЗАМ).

Устройство гидравлической забойной буровой машины ударного действия типа Г-5А показано на рис. 80. Буровая машина Г-5А предназначена для бурения геологоразведочных скважин в твердых породах (от VI категории и выше) с промывкой глинистым раствором.

В корпусе машины размещен узел клапана, состоящий из клапана, регулировочной гайки, упорной втулки, пружины, ограничителя хода клапана, регулировочной шайбы, конического переходника, втулки клапана 9 и сменной насадки.

В цилиндрах корпуса размещены узел цилиндра и узел поршня-ударника. Внутри цилиндра перемещается поршень с утяжелителем и сменной насадкой: Ударный шток имеет возвратную пружину. Надлежащее уплотнение между поршнем и цилиндром обеспечивается установкой прокладки и манжет. В нижней части корпуса размещена наковальня, жестко связанная с колонковой трубой и породоразрушающим инструментом через шток колонкового разъема и переходник. К верхнему переходникуприсое-диняются трубы тяжелого низа, затем колонна бурильных труб.

При спуске снаряда в скважину нижняя часть гидооударника, размыкая разъемы, опускается под действием собственного веса, при этом шток опорного разъема перемещается до упора в стакан. Таким образом, между клапаном и поршнем, служащим одновременно седлом клапана, образуется щель, через которую промывочная жидкость, нагнетаемая насосом через колонну бурильных труб, свободно проходит внутри машины и колонковой трубы на забой скважины. Это обстоятельство позволяет доходить до забоя с промывкой в случаях скопления шлама или подачи в скважину заклиночного материала, а также обеспечивает слив жидкости во время подъема снаряда. При достижении снарядом забоя опорный и колонковый разъемы смыкаются, клапан 1 перекрывает отверстие в поршне и проход жидкости мгновенно прекращается с одновременным возбуждением гидравлического удара. Вследствие резкого повышения давления жидкости клапан вместе с поршнем-ударником с нарастающей скоростью перемещается вниз, сжимая пружины.

В определенном положении, когда упорная втулка дойдет до ограничителя, клапан останавливается и отрывается от поршня, вследствие чего жидкость получает возможность

свободного прохода через машину на забой скважины. В это же время ударник под действием приобретенной кинетической энергии продолжает движение и наносит удар по наковальне.

После нанесения удара под действием сжатых пружин и отскока клапан и ударник с поршнем возвращаются в исходное положение, при этом клапан движется с некоторым опережением. При их встрече поток промывочной жидкости прекращается, возбуждается гидравлический удар и цикл снова повторяется.

Что же касается мер предосторожности при спуске инструмента в скважину, приработки новой коронки и режима бурения в трещиноватых породах, соблюдаемых при обычном колонковом бурении, то они остаются в силе и при бурении забойными гидравлическими машинами. Здесь также следует подходить к забою на длину последней (ведущей) трубы с вращением и промывкой и учитывать возможность встречи зауженной части скважины. При бурении новой коронкой следует первые 10—15 мин бурить с пониженной нагрузкой на коронку (150—200 кГ) и нормальном расходе жидкости (200—250 л/мин). После приработки коронки можно переходить на установленные для данных условий режимы бурения.

Ввиду небольшого опыта бурения в породах различных категорий буримости режимные параметры назначаются на месте работ в зависимости от физико-технических и прочих условий в данном регионе. Для общего случая авторы рекомендуют следующие ориентировочные параметры режима бурения гидроударными машинами.

Опыт бурения гидроударными машинами в различных геолого-технических условиях показал, что успех гидроударного бурения определяется в значительной степени конструкцией и износостойкостью породоразрушающего инструмента. Коронки и долота при ударно-вращательном бурении в породах высоких категорий но буримости работают в весьма сложных условиях. Особенно это относится к породам высокой степени абразивности. При частых ударах инструмента о крепкую породу в процессе бурения быстро затупляются их рабочие лезвия, твердосплавные вставки коронок и долот часто ломаются и выкрашиваются. В результате резко снижается проходка на рейс и общая производительность бурения, несмотря на высокую начальную механическую скорость проходки.

Рис. 1. Коробка (а) и долото (б) с твердосплавными вставками, предназначенными для бурения скважин гидроударными машинами в породах VII-X категорий буримости.

В СКВ Министерства геологии СССР разработаны типы коронок и долот, позволяющих успешно разбуривать породы различной крепости как кольцевым забоем (с получением керна), так и сплошным забоем (без получения керна).

На рис. 1 показана коронка с твердосплавными вставками, предназначенная для бурения скважин гидроударными машинами в породах VII—X категорий. Твердосплавные вставки заточены под углом 90° с отрицательным передним углом 30°.

Существенным обстоятельством, сдерживающим применение гидроударных забойных машин в безводных районах, является высокий расход жидкости, порядка 200—300 л/мин. Поэтому в последние годы ряд организаций Министерства геологии СССР и других ведомств уделяют большое внимание созданию пневмоударных забойных машин как с клапанным, так и с бесклапанным распределением воздуха. Обнадеживающими в этом отношении являются работы ВИТРа и ЦНИГРИ.

В ЦНИГРИ под руководством И. В. Куликова разработаны и успешно испытаны несколько типов пневмоударных машин (РП-133А и РП-133Б с клапанным распределением воздуха; РП-112 и РП-96 — без клапанов). В ВИТРе разработана и успешно испытана в производственных условиях пневмоударная забойная машина типа П-15 с клапанным распределением воздуха (авторы А. С. Калинов, Б. А. Новиков, Н. Н. Бухарев).

Забойные пневмоударные машины работают на принципе использования энергии сжатого воздуха .для осуществления возвратно-поступательного движения поршня-ударника. Удары поршня передаются через промежуточные звенья породоразрушающему инструменту и далее горной породе.

В нормальный состав бурового инструмента входят (снизу вверх): буровая коронка, кернорвательное устройство, колонковая труба, пневмоударная машина, колонна бурильных труб и ведущая труба (штанга) в шпинделе бурового станка. Сжатый воздух подается от компрессора через трубопровод с контрольно-измерительной аппаратурой, вертлюг и колонну бурильных труб к пневмоударной машине, затем отработанный воздух очищает забой скважины от пробуренной породы и выходит на поверхность. Устье скважины соответствующим образом герметизируется. К герметизирующему устройству подключается вытяжной вентилятор.

В комплект пневмоударноп машины входят буровые коронки, долота для бурения сплошным забоем (для забуривания скважины под кондуктор), колонковые трубы, выполненные из ниппельной заготовки, и двойная колонковая труба для бурения в разрушенных породах.

В современных условиях опытное бурение пневмоударными забойными машинами производится до глубины 300 м в сухих скважинах и порядка 100—120 м — в скважинах с притоками воды.

Рекламные предложения:



Читать далее:

Категория: - Бурение геологоразведочных скважин

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 



Остались вопросы по теме:
"Технология бурения скважин с применением гидроударных и пневмоударных забойных машин"
— воспользуйтесь поиском.

Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы

Небольшой рекламный блок


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2019 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS
Морская техника - Зарядные устройства