Глава 6. Проектирование технологии бурения

Выбор и обоснование параметров режима бурения выполняется поинтервально в соответствии с конструкцией скважины, способов бурения и типоразмера породоразрушающего инструмента с учетом возможностей применяемой буровой техники. Первым этапом при проектировании является выбор способа, а соответственно оборудования и инструмента для забуривания – заложения скважины.

6.1.Основные способы забуривания скважин

В зависимости от вида и состояния горных пород в приповерхностном слое, диаметра и типа породоразрушающего инструмента, способа бурения, вида очистного агента и бурильной колонны применяют следующие основные способы забуривания скважин.

1. Установка трубы-направления скважины в шурф, предварительно выкопанный вручную. После установки в шурф труба-направление или цементируется, или закапывается. Данный способ применяется при бурении скважин большого диаметра шарошечными долотами с промывкой скважины глинистым раствором (в основном скважины на нефть и газ) и при бурении геологоразведочных скважин ударно-канатным способом.

2. Забуривание скважины «всухую», то есть без промывки или продувки. Этот вариант находит применение при бурении с поверхности земли в тех случаях, когда верхний интервал геологического разреза представлен осадочными породами при использовании обычных снарядов (без съемного керноприемника). Колонковый набор оснащают твердосплавной коронкой типа СМ или СА, а забуривание производят при медленном вращении колонны и повышенных нагрузках на глубину 2–3 м до коренных пород. Если коренные породы залегают глубже, то «всухую» бурят до предельно возможной глубины, а затем устанавливают трубу-направление и ведут бурение до коренных пород уже с промывкой инструментом меньшего размера.

Возможен вариант забуривания «всухую» посадкой обсадной колонны, оснащенной коронкой или башмаком на предельно возможную глубину в рыхлые сыпучие породы с вращением и под действием повышенной осевой нагрузки. Обсадная колонна после этого не извлекается, а порода внутри неё разбуривается уже с промывкой колонковым набором меньшего размера.

3. Забуривание с продувкой пневмоударником или шарошечным долотом может применяться по любым, в том числе твердым, выветрелым породам, породам, насыщенным крупными обломками и на значительные глубины. Этот способ может рекомендоваться для различных условий, но только в том случае, если не требуется керн в интервале забуривания. При этом может использоваться, например, пневмоударник П-105 (диаметр долота 105 мм) и компрессор, обеспечивающий давление воздуха 0,2 – 0,5 МПа. Для оперативного забуривания целесообразно иметь в организации мобильный компрессор с комплектом бурового инструмента именно для осуществления операций забуривания.

При бурении по неустойчивым, аллювиальным, сыпучим породам бурение пневмоударником может осуществляться с поверхности с опережающим креплением ствола скважины, когда разрушение породы на забое сопровождается забиванием и обсадной колонны, оснащенной башмаком или специальным долотом. По данной схеме реализуется бурение в соответствии с методами OD, ODEX и DEPS компании Atlas Copco.

4. Забуривание с промывкой алмазным или твердосплавным инструментом выполняют из подземных горных выработок без установки обсадных труб, если породы устойчивы и несклонны к набуханию и обваливанию. Техническая вода в этом случае удаляется из скважины изливом и попадает в зумпф по канавке.

Устье скважины при бурении горизонтальных или восстающих скважин, буримых из подземных горных выработок, обязательно оборудуется специальным герметизирующим устье скважины патрубком при использовании для бурения снаряда ССК. В этом случае доставка и извлечение керноприемника и овершота производятся за счет регулируемого гидравлического напора в герметичном пространстве ствола скважины.

Вариант забуривания с промывкой практикуется и при бурении скважин с поверхности ССК. В этом случае забуривание производят с промывкой водой колонковым набором ССК с твердосплавной или алмазной коронкой до предельной глубины и извлекают на поверхность керноприемник с керном. На начальном этапе, техническая вода изливается из скважины и удаляется за пределы буровой установки по канавке. Далее производят обуривание оставленной в скважине и выходящей на поверхность колонковой трубы обсадной трубой большего размера, оснащенной армированным башмаком. После обуривания обсадной трубой бурение снарядом ССК продолжается, а обуривание обсадной колонной проводят до тех пор, пока последняя не войдет в плотные коренные породы.

Забуривание с промывкой производят и при бурении двойной колонной КГК (гидротранспорт керна). В этом случае вода циркулирует через зазоры в колонне и попадает в зумпф, не изливаясь и не контактируя со стенками скважины.