Бурение скважин - бурение шарошечными долотами
Тел: +7 (495) 728-94-19 e-mail: mail@buroviki.ru выполняем работы по г. Москве
Заказать геологию
Геологические изыскания
Тел: +7 (963) 659-59-00
Москва, Олонецкий пр. д. 4/2
и всей Московской области
Библиотека
Бурение скважин
Исторические сведения
Определение мест бурения
влияние глубины залегания пород
Классификация видов бурения
классификация горных пород
буримость и свойства пород
технологические режимы бурения
ударно-канатное бурение
вибрационное бурение скважин
шнковое бурение скважин
алмазное бурение
незатупляющиеся коронки
клиновидные резцытехнология вращательного бурения
бурение
шарошечными долотами
Промывочная жидкость
свойства глинистых растворов
Ликвидационный тампонаж
тампонаж скважин
тампонирование скважин глиной
цементирование скважин
Библиотека
Нормативы, CНиПы, СП
Статьи по геологическим изысканиям
Новости отрасли
Полезные ресурсы
Статическое зондирование грунтов
Фундамент - общие сведения
Грунтовые воды
Опасные геологические явления
Лабораторные исследования грунтов
Общие сведения о грунтах
Бурение геологических скважин
Свойства строительных материалов
Для студентов
ООО «Буровики»:
Контакты
Рекомендательные письма
Допуски и Лицензии
Цены и сроки, прайс лист
Написать письмо
Геология Порядок работ Библиотека Цены Контакты
Главная > Библиотека > Бурение скважин > Бурение шарошечными долотами
Бурение шарошечными долотами
Известно, что механическая скорость бурения скважин находится в прямой зависимости от величины осевой нагрузки и частоты вращения долота, устанавливаемых оптимальных их значений при бурении большинства твёрдых горных пород. Эта зависимость реализуется при выборе рационального типа породоразрушающего инструмента с учётом механических свойств горных пород: динамическая прочность, твердость и абразивность, вызывающих износ конструктивных
и разрушающих
породу элементов вооружения долот. В производственных условиях твёрдость и прочность пород оценивают механической скоростью бурения и износом породоразрушающего инструмента. Эти показатели не всегда соответствуют рациональному типу выбранных шарошечных долот, так как однотипные породы часто неидентичные по своим механическим свойствам, хотя и относятся к одним и тем же стратиграфическим отложениям. Горные породы в одних и тех же отложениях отличаются по прочности, твердости, абразивности и трещиноватости.
1 400 рублей за метр. Подробнее
Почему стоит заказать именно у нас
В большинстве гидрогеологических разрезов при бурении скважин на воду в геологическом строении присутствуют следующие породы: пески, суглинки, галечник, валунные морены, мергели, песчаники, аргиллиты, известняки, глины, глинистые сланцы, гравелиты, граниты, порфириты и др. Каждая горная порода требует применения типа долот соответствующего её свойствам буримости.
На практике выбирают долота, обеспечивающие эффективность бурения группы схожих по свойствам горных пород. Каждый тип долота определяется конструкцией опор (подшипники) и вооружением - числом и размерами зубьев на шарошках. Мягкие, вязкие глины и другие связные породы разбуривают трехлопастными долотами; песчаники и известняки средней твердости - шарошечными долотами типа С, абразивные песчаники, крепкие известняки и доломиты - долотами типа Т, мелкокристаллические сланцы, доломиты и кварциты - шарошечными долотами типа К. Выбор типа долота связан с глубиной внедрения зубца в горную породу и его износом.
Кроме твёрдости горных пород, на эффективность бурения оказывают влияние и другие механические свойства. Большинство горных пород являются хрупкими, пластично-хрупкими и пластичными. В хрупких и пластично хрупких горных породах с малым коэффициентом пластичности максимум механической скорости бурения достигается при высоких скоростях вращения породоразрушающего инструмента. Хрупкие породы при разрушении истираются и скалываются, поэтому в хрупких породах целесообразно тип породоразрушающего инструмента выбирать в зависимости от предела прочности пород на сжатие и истирания породоразрушающего инструмента.
Несколько примеров по выбору типа долота. Малопластичные аргиллитовые породы разбуривают шарошечными долотами типов МС, С, а при наличии в аргиллитовых сланцах трещиноватости выбор типа долота затруднен; здесь предпочтение отдается долотам типа СТ. В процессе разбуривания аргиллитовых сланцев VI-VII категорий по буримости нередки случаи, когда рейс прерывается из-за износа вооружения долота при еще работоспособных опорах. В таком случае применяют штыревые долота типа СЗ. Эти долота часто не дают нормируемой проходки, если породы абразивные. Сравнительно низкие механические скорости при бурении штыревыми долотами объясняются тем, что сферическая поверхность штырей в сочетании с неровной поверхностью забоя повышает вибрацию долота и начинается интенсивный износ опоры.
Очевидно, для разбуривания аргиллитовых сланцев высокой треищноватости целесообразно использовать долота типа СТ дробящего действия.
На большинстве разрезов в процессе разбуривания песчаников отмечается абразивный износ породоразрушающего инструмента.
В трещиноватых монолитных породах с повышением скорости вращения долота износ вооружения долот изменяется прямо пропорционально частоте вращения. В породах высокой трещиноватости частоту вращения снижают до 60...80 мин, а при повышении её до 120...160 мин глубина внедрения зубьев начинает заметно уменьшаться, появляется вибрация и бурение становится неэффективным. Несмотря на то, что повышение частоты вращения приводит к увеличению числа повреждений забоя скважины зубьями шарошек, разрушительный эффект каждого зуба уменьшается. При работе шарошечного долота шарошки перекатываются по деформируемому забою, и под действием возникающих крутильных колебаний окружная скорость изменяется от максимума до нуля, уменьшается механическая скорость бурения, породоразрушающий инструмент подвергается действию ударов, и в результате разрушаются зубья шарошек.
При разбуривании пород высокой трещиноватости снижают осевую нагрузку и частоту вращения до минимальных значений.
Для бурения пород высокой трещиноватости выбирают определенное соотношение между частотой вращения и осевой нагрузки, (для долот средних диаметров).
Основными показателями выбора соотношения осевой нагрузки и частом вращения в хрупких породах служат твёрдость, трещиноватость и абразивность пород. Для разбуривания среднетвердых породсредней трещиноватости рекомендуются долота С и СТ, а более крепких пород трещиноватости - долота ТК и Т.
При выборе типа породоразрушающего инструмента для разбуривания твёрдых пород повышенной трещиноватости следует учитывать угол падения пластов - пологий, крутопадающий и т. д. Такой показатель (Т) будет определять отношение угла встречи породоразрушающего инструмента к плоскости трещиноватости. Значение этого показателя не поддается строго определенной закономерности и расчету, его устанавливают по данным исследования кернового материала:
Коэффициент Т принимается равным 0,3...0,8. При крутопадающих пластах, где угол наклона составляет 60...80°, и средней трещиноватости пород коэффициент Т принимается равным 0,4.. .0,6 к общему времени стойкости долот.
В породах малой трещиноватости при угле падения 5... 15° рекомендуются шарошечные долота с углом наклона оси цапф к оси долота 51.. .52°, а в породах высокой трещиноватости - 55...57°. Смежные венцы шарошек, имеющие угол 55...57°, расположены относительно друг к другу таким образом, чтобы забой при работе долота имел ступенчатую форму и происходило соответствующее перекатывание шарошек по деформируемому забою.
В значительно абразивных и трещиноватых породах VII- IX категорий буримости, в отличие от монолитных нетрещиноватых, величина осевой нагрузки принимается на 25...40% ниже нормальной нагрузки при частоте вращения снаряда от 120 до 80 мин1. С увеличением осевой нагрузки до 60...80 кН проходка за рейс сокращается на 20...25% по сравнению с нагрузкой 40...50 кН. В породах средней трещиноватости при частоте вращения снаряда 120... 160 мин рейсовая проходка на шарошечное долото составляет 5...8 м. В породах средней твёрдости, нетрещиноватых и малоабразивных механическая скорость повышается до 2,5 м/ч при достаточном числе УБТ для создания осевой нагрузки бурильной колонной труб.
В условиях сложных тектонических нарушений (сбросы и надвиги), когда скважина направлена под острым углом к слоистости, частоту вращения породоразрушающего инструмента снижают до 60...80 мин.
В зависимости от свойства горных пород, типа долот, конструкции, глубины, диаметра скважины и состояния бурового оборудования выбирают оптимальный режим бурения - осевую нагрузку, частоту вращения и расход промывочной жидкости. Оптимальную осевую нагрузку устанавливают следующим образом.
После приработки долота на забое (в течение 10... 15 мин) нагрузку доводят до максимального значения, достигнутого предыдущим долотом, затем снижают на 10... 15%. Если при снижении нагрузки механическая скорость бурения уменьшается, нагрузку вновь повышают до первоначальной, но не превышающей максимально допустимой для данного типоразмера долота.
В монолитных горных породах при постоянных значениях осевой нагрузки и частоте вращения с увеличением расхода промывочной жидкости, подаваемой на единицу площади забоя скважины, механическая скорость бурения повышается. Практически установлено, что с увеличением расхода промывочной жидкости механическая скорость бурения возрастает до определённого предела, после чего остаётся постоянной. В пластичных породах максимум механической скорости достигается при малой частоте вращения и значительном расходе промывочной жидкости. При увеличении частоты вращения шарошечного долота механическая скорость может в одних случаях повышаться, а в других - уменьшаться в зависимости от осевой нагрузки и расхода промывочной жидкости.
Частота вращения долота при бурении гидрогеологических скважин, учитывая геологоразведочную специфику конструкции бурильной колонны и скважины (прочность бурильных труб и их диаметр, зазоры между обсадными и бурильными трубами и др.), во избежание аварийных осложнений не должна превышать 325 мин.
Количество промывочной жидкости с учётом практических рекомендаций принято рассчитывать исходя из скорости восходящего потока в кольцевом пространстве.
При бурении лопастными долотами количество подаваемой жидкости должно соответствовать подаче промывки для долот типа М соответствуют диаметров.
Бурение скважин с разбуркой - это часто применяемый в практике метод при необходимости бурения скважин большого диаметра и невозможности создать необходимую осевую нагрузку в начальных интервалах скважины. Бурение осуществляют малым диаметром, обычно с отбором керна, а затем эти интервалы разбуривают долотом большого диаметра.
Геологические изыскания под частный дом
Стоимость геологических изысканий
Как происходит работа: Договор > Бурение > Технический отчет
Содержание технического отчета
Сделать заказ на геологические изыскания