Бурильные головки

ЛЕКЦИЯ №16

Разрушение горных пород кольцевым забоем применяется с целью получения образцов пород – кернов и осуществляется с помощью колонковых долот. Извлекаемый керн служит основным материалом для прямого изучения состава, строения, механических свойств пород разреза, а также для определения запасов нефти и газа. Поэтому извлечение высококачественного керна – основная задача при бурении разведочных скважин.

Признаками качества керна являются: большой диаметр, сохранность (цельность) и незагрязненность буровым раствором. Желательно иметь керн диаметром 70–110 мм. Чем больше диаметр керна, тем выше его устойчивость к внешним нагрузкам, тем лучше он сохраняет свойства горной породы в условиях залегания.

Бурильные головки (коронки) предназначены для разрушения породы вокруг обуриваемого керна. Принцип разрушения пород кольцевым забоем не отличается от принципа разрушения сплошным забоем. Основными особенностями колонкового бурения является формирование вооружением долота двух цилиндрических поверхностей: поверхности стенки скважины и поверхности керна.

По типу бурильные головки делятся на лопастные, шарошечные и алмазные, которые используются для колонкового бурения в тех же породах, что и долота для сплошного разрушения забоя. Их конструкции и материалы аналогичны. Алмазные бурильные головки по конструкции и вооруженности алмазами на единицу площади также аналогичны долотам для сплошного разрушения забоя.

Шарошечные бурильные головки типа МСЗ имеют восемь шарошек. Четыре шарошки обрабатывают периферийную часть забоя и четыре – прилегающую к керну. Бурильные головки типов СТ, ТКЗ и К – шестишарошечные и имеют два вида шарошек: три для разрушения периферийной части забоя и три для разрушения части забоя, прилегающей к керну (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Шестишарошечная бурильная головка

Все снаряды для колонкового бурения состоят из следующих основных частей: бурильной головки; внешнего корпуса; внутренней колонковой трубы для сохранения и выноса керна; кернодержателя. Колонковая труба бывает съемная и несъемная. Чаще всего используются снаряды со съемной колонковой трубой, которую называют грунтоноской.

Турбодолото включает бурильную головку преимущественно дробяще-скалывающего действия. Основное преимущество турбодолота – высокая скорость проходки. К его недостаткам относятся низкий коэффициен т керноотбора, не превышающий 0,28, и высокая динамичность работы.

Керн образуется бурильной головкой, а для отрыва и удержания керна служит кернодержатель. После окончания бурения долото приподнимают, кернодержатель сжимается специальным конусом и заклинивает керн. При дальнейшем движении долота вверх керн отрывается от забоя. При работе снарядами с грунтоноской керн извлекается на канате специальным ловителем. Снарядом для колонкового бурения бурят без отрыва от забоя, при этом бурильную головку подают равномерно. Отрыв керна от забоя нужно проводить при непрерывной промывке и медленном подъеме инструмента.

Вынос керна всегда меньше 100% и он резко снижается, если твердость пород по штампу ниже 40–70 МПа. Керн разрушается под действием радиального биения и сил трения. Повысить сопротивление разрушающим нагрузкам можно за счет увеличения диаметра керна, защитив его от прямого воздействия струй промывочной жидкости. Величина коэффициента керноотбора (повышение выноса керна) во многом зависит от квалификации бурильщика.

Дата добавления: 2014-01-04