Колонковое бурение скважин принцип, технология, плюсы и минусы

1 Что же все-таки это такое?

Соответствующей особенностью данного метода является извлекаемый на поверхность керн. Он представляет собой столб материала цилиндрической формы, который отбирается на пробу и транспортируется на поверхность с помощью подъемника шнекового типа. Пласты видны в разрезе, чего не может дать ни один узнаваемый метод бурения на сегодня. К примеру, конкретно таким способом была пробурена Кольская сверхглубокая скважина. Не считая того, в процессе внедрения при пробуривании скважин на воду его надежность составляет 100%.

Использовать методику можно со всеми видами пород до глубины 1000 метров, когда срезы пластов уходят наверх с определенным временным промежутком.

Вот что пригодится:

• Снаряды. Тонкостенные используются для горизонтальных отверстий, а стандартные употребляются под хоть каким углом. Нередко они необходимы при прокладке инженерных систем.
• Коронки. Это те же резцы, которые созданы для точечного разрушения пород. Они могут быть из латуни либо из жестких сплавов, с алмазным напылением.
• Обсадные трубы. Они сформировывают цилиндрическую форму скважины.
• Штанги. Это как переходники либо удлинители, необходимы для работ на огромных глубинах.
• Шнековые подъемники для транспортировки отработанного материала.
• Промывочные сальники и остальные комплектующие.

к меню ↑

14.2 Особенности трубы

Конструкция специально создана для сохранения в целости керна, потому изнутри вся она без сильных выступов. При выборе учитывают не только лишь поперечник, да и таковой показатель, как коэффициент керноотбора.

Есть два вида инструмента:

• Одинарный. Подходит для бурения в обычных критериях, в главном применяется для гидродобычи.
• Двойной. Конструктивно он отличается тем, что внутренняя труба не крутится, что позволяет сохранить пробу земли в нетронутом виде. Эта разработка применяется в геологической разведке.

к меню ↑

14.3 Особенности коронки

Кольцо с резьбой (цельнолитой либо приваренной) прикручивается к подошве трубы. Они отличаются по материалу производства (алмазные, твердосплавные, вольфрам-кобальтовые и пр.), также по собственному строению (мелкорезцовые, ребристые, с восьмигранными либо квадратным сечениями и т. д.). Их также различает поперечник и количество ребер.

к меню ↑

14.4 Обсадные трубы

Они необходимы, чтоб края колодца не осыпались. Могут быть железными, но при водоподготовке на данный момент намного почаще употребляют легкие пластмассовые. Не считая того, они могут быть снабжены фильтрующими устройствами, пескоуловителями.

к меню ↑

14.5 Стандартный набор бурового инструмента

Для высококачественного выполнения работ требуется:

• Колонковые снаряды. Используются как для горизонтального бурения, так и для проходки вертикальных выработок. При помощи стандартных колонковых труб может быть проведение бурения под углом до 45 градусов. Тонкостенные колонковые снаряды могут быть применены только только для горизонтального бестраншейного бурения при прокладке коммуникаций.
• Коронки. Это разрушающий породу инструмент, которым оснащается колонковая труба для облегчения нарезки керна в горной породе. Для бурения осадочных связных и бессвязных грунтов используются латунные коронки. Для проходки скальных пород, формирования отверстий в бетоне, асфальте, кирпичной стенке выпускают твердосплавные коронки с алмазными резцами.
• Железные обсадные трубы. Нужны для обсаживания выработки – формирования ствола скважины, производимого сразу с ее заглублением. Их поперечник равен поперечнику скважины. Обсадку для водозабора подбирают заблаговременно, ориентируясь на поперечник колонковой трубы и насоса, который планируется эксплуатировать в скважине.
• Штанги. Это скручиваемые меж собой узенькие трубы. Употребляются для наращивания буровой колонны. Проще говоря, они попеременно привинчиваются к верхушке колонковой трубы, чтоб ей можно было передать вращательное движение на глубине, превосходящей высоту снаряда. Высота колонковой трубы + высота колонны буровых штанг = глубина выработки.
• Переводники. Нужны для обеспечения стыковки резьбовых соединений различающегося поперечника, которые находятся на буровых штангах, вращателях , промывочных сальниках и других девайсов.
• Промывочные пробки и сальники. С помощью их обеспечивается подъем на поверхность разрушенного грунта, если нет необходимости в отборе цельного керна. В данном случае на забой подается вода, вымывающая под напором разрушенный грунт на дневную поверхность.
• Долота. Их употребляют с целью углубления отверстия скважины в более тяжелых для прохождения колонкового бура местах. При применении долота время от времени с вращательного бурения перебегают на ударно-канатное.

Представленный инструмент является стандартным набором для проведения бурения по колонковой технологии. В отдельных случаях, зависимо от трудности разработки, могут потребоваться дополнительные инструменты и оборудование.

к меню ↑

14.6 Особенности конструкции колонковой трубы

Конструкционная особенность снаряда при колонковом бурении обоснована наибольшим сохранением целостности керна и заключается в кольцеобразном расположении вокруг свободного прохода. Одной из важных черт считается коэффициент керноотбора. Его определяют как отношение поперечника керна к внешнему поперечнику инструмента.

Инструмент для колонкового бурения стандартизирован, различается в главном только поперечником. По конструкционным признакам колонковые трубы систематизируют на одинарные и двойные. Одинарные снаряды, предназначеные для работы в обыденных геологических критериях, отлично подходят для разработки водозаборных скважин.

Двойной инструмент с не вращающейся внутренней трубой используют исключительно в геологоразведке. Нужен он для извлечения образцов пород, которые просто разрушаются под воздействием самых различных причин. Он позволяет отобрать пробу в естественном сложении, с природным процентным содержанием нужных ископаемых и пустой породы.

Все колонковые трубы рассчитаны на применение продувки, подачи бурового раствора на забой и промывки скважины. Их вершина вооружена технологическим отверстием, через которого делается нагнетание воды либо струи воздуха.

к меню ↑

14.7 Специфичность режущей части снаряда

Неважно какая коронка представлена в виде кольца с находящейся сверху резьбой, нужной для прикручивания к колонковой трубе, и резцами, расположенными на нижнем торце. Резцы бывают цельнолитыми либо приваренными к этой режущей железной детали.

При колонковом бурении употребляют последующие коронки:

• Твердосплавные – мелкорезцовые , ребристые.
• Алмазные – импрегнированные и мелкоалмазные .

Твердосплавные режущие элементы созданы для бурения “мягеньких” грунтов. С помощью их делается бурение всех видов глинистых пород хоть какой смеси, полускальных пород, маловлажных и мокроватых песков плотного сложения и средней плотности. Для проходки по песчаникам и мергелям берут коронки с вольфрам-кобальтовыми резцами.

Мелкорезцовые коронки созданы для бурения средней твердости пород малой абразивности . Они оборудуются резцами восьмигранного или квадратного сечения. При расположении резцов на различной высоте также достигается ступенчатость забоя, достоинства которой были изложены выше.

Ребристые коронки созданы для бурения жестких пород средней абразивности . Резцы таких коронок состоят из железного цилиндрического или призматического штабика с твердосплавной вставкой. При всем этом даже в случае износа коронки не понижается эффективность ее работы.

Коронки с алмазными резцами созданы для разбуривания скальных и полускальных пород высочайшей абразивности .

Число ребер определяется конструкцией коронки и ее поперечником – их может быть от 3-х до 6. Ускорения процесса разрушения породы можно достигнуть смещением ввысь ребер относительно торца коронки. Таким макаром, обеспечивается ступенчатый забой и облегчается прохождение промывочной воды.

к меню ↑

14.8 Трубы для обсаживания ствола скважины

Как колонковые, так и обсадные железные трубы выполняются по ГОСТу 51682-2000. В геологоразведке и в инженерной геологии они употребляются для предотвращения обрушения грунта на забой, что не позволило бы осознать, на какой глубине один геологический слой сменяется другим.

В обустройстве водозаборных выработок обсадные трубы сформировывают стены скважины. В собранную из их обсадную колонну погружают еще одну, эксплуатационную, колонну труб. На данный момент ее в большинстве случаев собирают из пластика. Эксплуатационную колонну пичкают фильтром для удерживания песчинок и маленького гравия при откачке.

Наибольшее распространение получили обсадные трубы с ниппельным соединением. При всем этом трубы имеют с одной стороны внутреннюю резьбу, а с обратной – внешную. Ствол выработки из труб с резьбой собирается максимально просто и стремительно.

Есть обсадные трубы, созданные для сварных соединений. В личном секторе их не употребляют из-за трудозатратного процесса сборки колонны.

Как обсадные, так и колонковые трубы делаются из стали марки 45 с группой прочности «К». Для увеличения стойкости к поверхностному износу концы труб закаливаются. Зависимо от применяемого бурового оборудования и поперечника погружного насоса в устройстве личных водозаборных выработок употребляют трубы поперечником от 100 до 200 мм.

к меню ↑

15 Дополнительные нюансы и итоги

Типы алмазных коронок: a – однослойная; б – мультислойная; в – импрегнированная; 1 – объёмные алмазы; 2 – подрезные алмазы; 3 – матрица; 4 – корпус коронки; 5 – матрица, насыщенная маленькими алмазами.

Если есть необходимость производить колонковое бурение на больших оборотах алмазной коронкой, то придется использовать для промывки особые эмульсии.

При работе в особо сложных критериях (твердые породы либо абразив) часто приходится приостанавливать деятельность, чтобы поменять коронки. Чем прочнее порода, тем резвее происходит затупление, потому всегда приходится иметь в припасе несколько экземпляров.

Наибольшую сложность представляют скважины, которые обваливаются при работе, невзирая на глиняный раствор. Они требуют много дополнительных вложений, т.к. приходится монтировать обсадные трубы.

После того как удалось найти разыскиваемый пласт, необходимо довести работы до самого его основания. После чего создают все нужные вычисления, чтобы достигнуть максимально четких данных об обнаруженном месторождении.

В самом конце инструмент извлекается, а скважина тампонируется. Вся предстоящая деятельность осуществляется другой спецтехникой, которая по мере надобности расширит уже готовую скважину до подходящих размеров, после этого будут идти последующие разработки.

Технологии бурения скважин значительно отличаются друг от друга, при этом полезность каждой доказывается часто. Колонковое бурение позволяет за максимально недлинные сроки достигнуть требуемой глубины, вне зависимости от дистанции.