Знай свой пневмоударник - Часть 8

Системы обсадных труб для вскрышного бурения

Sandvik Rock Tools разработал оригинальную систему эксцентрикового бурения для выполнения специфических строительных работ в Швеции. Строительная компания пыталась осуществить бурение в трещиноватой породе. В мире есть много мест, где бурение в хорошей плотной породе с использованием метода открытой скважины не представляется возможным. В таких условиях породы, как песок, гравий, булыжник или ледниковый тилль необходимо применять обсадную трубу, чтобы пре дотвратить обвал скважины. Некоторыми другими преимуществами обсадной трубы при бурении являются:

1. Отсутствие потери циркуляции

2. Более качественные геологические образцы без загрязнений

3. Отсутствие эрозии скважины

4. Повышенная прямолинейность скважины

5. Снижение требований к подаче воздуха

6. Сокращение потребности в добавках, как, например, пены. В твердой породе обсадная труба устанавливается одним из трех способов:

  1. Бурение и подача
  2. Двойное вращение
  3. Эксцентриковое расширени

Бурение и подача

Наверное, это наиболее обычный способ крепления скважины. Бурение осуществляется либо вращательной, либо погружной системой с использованием размера коронки, равного внутреннему диаметру обсадной трубы. Бурение выполняется на 5 - 10 метров впереди обсадной трубы. Крепление происходит с помощью установленного на буровой установке устройства подачи обсадной трубы или вывода из скважины и использования погружного пневмоударника для подачи обсадной трубы. Такой метод хорошо срабатывает в определенных условиях породы, но он основан на смещении материала, чтобы позволить продвижение большего обсадного башмака и обсадной трубы большего диаметра. В цементированных или рыхлых формациях, например, в камнях и булыжниках, такой метод не работает. Труба деформируется при попытке проведения ее через булыжники.

Преимущества метода бурения и подачи:

1. Гибкость  отсутствие привязки к одному диаметру обсадной трубы

2. Скорость  в некоторых условиях бурения повышенная скорость

3. Наличие обратной связи  оператор имеет лучшую возможность оценить условия породы.

Недостатки метода бурения и подачи:

1. Стоимость - высокие капитальные расходы на устройство подачи обсадной трубы

2. Пригодность - непригоден для работы в трещиноватой и цементированной породе

3. Размер - ограниченный диаметр обсадной трубы

Система двойного вращения

Для этого метода используется обсадной башмак с твердосплавным наконечником. Обсадная труба вращается и прорезает себе путь через вскрышу. Материал внутри обсадной трубы выбуривается обычным способом бурения. Для такого метода крепления необходимо иметь специальную установку с двойной вращающейся головкой и обсадной башмак с твердосплавным наконечником.

Преимущества системы двойного вращения:

1. Пригодность - пригодна для большинства типов породы

Недостатки системы двойного вращения:

1. Специализация - требует высокоспециализированного оборудования

2. Стоимость - дорогие обсадные башмаки, возможно, придется оставить в скважине

3. Скорость - относительно малая скорость проходки

4. Эффективность - твердосплавные башмаки выходят из строя до достижения необходимой глубины скважины

5. Размер - ограниченный диаметр скважины.

Эксцентриковая система расширения

Этот метод можно использовать только с погружными пневмоударниками ударного действия. Вместо того, чтобы подавать обсадную трубу сверху, она втягивается за счет ударного действия пневмоударника. К обсадной трубе приваривается обсадной башмак с меньшим внутренним диаметром, чем сама труба. Через заплечики направляющего устройства системы ударная энергия пневмоударника передается на обсадную трубу, задвигая ее в скважину. Эксцентрическая часть системы пробуривает скважину большего диаметра, чем наружный диаметр обсадной трубы, продвигая ее через слои породы и булыжник. Эксцентриковую систему можно легко втягивать, реверсировав в любой момент во время бурения вращение пневмоударника на 1/2 оборота. Затем систему можно извлечь из скважины для заточки штырей, сбора образцов или для перемены метода бурения, например, лопастной коронкой или погружным пневмоударником при открытой скважине.

Сварка обсадного башмака может ограничить глубину скважины. Когда пневмоударник передает энергию на обсадной башмак, сварка может лопнуть от удара. Рекомендуется, например, чтобы глубина одно проходной скважины с использованием обсадной трубы 6 5/8" не превышала 90 метров. Но в определенных условиях породы, когда на обсадную трубу оказывается меньшее давление, например, в песке или гравии, с таким диаметром обсадной трубы можно достигать глубины до 270 метров.

Конструкция системы позволяет ступенчатое бурение скважин с последовательным уменьшением размера.

Эксцентриковый расширитель имеет уникальную способность опускать обсадную трубу в открытую скважину, удерживая ее на выдвинутом расширителе. Такая система сразу завоевала популярность практически при всех формах бурения во всем мире.

Преимущества системы эксцентрикового расширения:

1. Пригодность - возможность бурения в любых геологических формациях

2. Стоимость - отсутствие капитальных затрат кроме основной установки погружного бурения и компрессора

3. Многосторонность

а. возможность введения обсадной трубы с помощью легкой установки при низких затратах энергии
б. может использоваться с легкой компактной буровой установкой в сложных местностях и в условиях ограниченного пространства
в. может работать с левой резьбой обсадной трубы
г. может бурить телескопическую (ступенчатую) скважину для достижения большей глубины

4. Точность - бурит очень прямые скважины

5. Скорость - в большинстве случаев в условиях сложной вскрыши бурение происходит быстрее, чем при применении других методов

6. Эффективность - короткое время проходки до и после бурения

7. Размер  существуют типоразмеры от 3 1/2" до 30"

Недостатки системы эксцентрикового расширения:

1. Стоимость - стоимость бурения может быть выше, чем при применении метода бурения и подачи (но только в более мягкой породе)

2. Гибкость - необходимость своей системы для каждого диаметра обсадной трубы.

 

Продолжение статьи следует...