4. Технические средства для отбора керна

1. Классификация технических средств отбора керна

Современный арсенал технических средств отбора керна включает множество устройств и конструкций колонковых снарядов, позволяющих получать кондиционный выход керна в различных горногеологических условиях. Одни из них нашли широкое применение в практике работ, другие применяются в узких специфических условиях, третьи пока не находят применения из-за сложности и громоздкости конструкций или трудности реализации принципа их работы.

Большое разнообразие средств отбора керна выдвинуло проблему их классификации по одному из основных признаков, например, по конструктивным особенностям для двойных колонковых труб или типу промывки в скважине для средств с обратной промывкой и по другим признакам.

Наиболее сильное воздействие на керн оказывает все же система промывки, но не в скважине, а в керноприемной части снаряда, в которой промывочная жидкость непосредственно контактирует с керном.

Типы промывки достаточно разнообразны, технические средства в различной степени защищают керн от воздействия жидкости, поэтому характер промывки в керноприемной части снаряда во многом определяет выход керна. По степени уменьшения влияния разрушающего фактора промывочной жидкости на керн построена ранговая шкала промывок в керноприемной части снаряда ( табл. ), а на основе этой шкалы – классификация средств отбора керна.

Разработанная в ВИТРе на основе ранговой шкалы классификация технических средств отбора керна по типу промывки в керноприемной части снаряда [2, 3, 7] приведена в табл. .

Таблица Классификация керновых проб по степени достоверности

получаемой геологической информации

Класс пробы	Характеристика класса	Степень достоверности получаемой информации	Решаемые геологические задачи
I	Проба соответствует исходному интервалу скважины: по структуре, по массе, по истинному содержанию полезного компонента	Максимальная	Инженерно - геологические и гидрогеологические изыскания в весьма слабых породах, определение элементов залегания горных пород и др.
II	Проба соответствует исходному интервалу скважины: по массе, по истинному содержанию полезного компонента	Высокая	Получение полной геологической информации при разведке на твердые полезные ископаемые любого генезиса
III	Проба соответствует исходному интервалу скважины: по истинному содержанию полезного компонента	Частичная	Получение достаточной геологической информации при разведке большинства метаморфических и осадочных месторождений
IV	Проба не соответствует исходному интервалу скважины по всем параметрам	Минимальная	Сведения о наличии полезного ископаемого. Информация о вмещающих породах

2. Принципиальные схемы работы технических средств отбора

керна

Средства для отбора керна при бурении с прямой промывкой представляют одинарные колонковые снаряды (рис. ). Прямой поток промывочной жидкости, перемещаясь в колонковой трубе, омывает керн. При этом частицы горной породы перемещаются к забою и выносятся через промывочные каналы коронки в скважину.

Промывочные каналы коронки и кольцевой зазор между керном и колонковой трубой выполняют роль классификатора, пропускающего в скважину частицы шлама, меньшие по размеру, при этом крупные частицы шлама скапливаются перед промывочными каналами коронки и в кольцевом зазоре, способствуя самозаклиниваниям керна. Часть осевого усилия передается на керн, ускоряя его разрушение.

В одинарных колонковых снарядах керн не защищен от контакта с вращающейся и имеющей поперечные вибрации керноприемной трубой, что способствует его истиранию и дроблению. По мере уменьшения прочности и увеличения степени дезинтеграции горной породы скорость разрушения керна увеличивается.

Преимуществом одинарных колонковых снарядов является простота конструкции и наличие широкого ассортимента серийного породоразрушающего инструмента. Однако следует отметить, что прямая промывка не обеспечивает кондиционного выхода керна при бурении трещиноватых, перемежающихся по твердости и ослабленных горных пород, что вызывает необходимость разработки новых средств с другими типами промывки.

Средства для отбора керна при бурении с комбинированной промывкой (рис. ) занимают положение между средствами с прямой и обратной промывками. Конструктивно они представляют собой двойные колонковые трубы, для которых характерно опережение наружной колонковой трубы по отношению к внутренней керноприемной.

Таблица Типы промывки в керноприемной части снаряда

Ранговый порядок типа промывочной жидкости	Тип промывки	Тип промывки в керноприемной трубе	Характер и степень воздействия промывочной жидкости на керн
1	2	3	4
1	Прямая промывка	Прямая промывка вдоль всей оси керна	Керн полностью омывается прямым потоком промывочной жидкости, поэтому разрушение может происходить равновероятно по всей его длине. Максимальное воздействие разрушающего фактора
2	Комбинированная про-мывка (прямая промывка на участке от нижнего конца керноприемной трубы до забоя скважины)	Нет движения промывочной жидкости в керноприемной трубе. Жидкость, находящаяся в керноприемной трубе, вытесняется поступающим в нее керном в кольцевой зазор между трубами	Воздействие промывочной жидкости только на участке от нижнего конца керноприемной трубы до забоя скважины. Влияние разрушающего фактора несколько ослаблено
		Обратная всасывающая промывка производится за счет эжекции	Воздействие прямого потока промывочной жидкости на керн значительно ослаблено. Часть жидкости всасывается в керноприемную трубу, под-держивая керн и шлам во взвешенном состоянии. Влияние разрушающего фак-тора ослаблено
		Обратная нагнетательная промывка за счет искусственного увеличения гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве	В этом случае обратная промывка более стабильна. Условия сохранности керна улучшаются. Влияние разрушающего фактора ослаблено

Окончание таблицы

1	2	3	4
3	Обратная промывка (вдоль всей оси керна)	Нагнетательная промывка полным потоком	Обратная промывка полным потоком препятствует скоплению шлама в зауженных сечениях кольцевого зазора между керном и керноприемной трубой, снижает взаимное истирание кусков керна Влияние разрушающего фактора ослаблено
		Всасывающая промывка полным потоком	Всасывающая промывка полным потоком обеспечивает улучшение сохранности керна слабых пород, но при этом может происходить затирка всухую и сокращение углубки за рейс Влияние разрушающего фактора ослаблено
		Всасывающая периодическая промывка	Воздействие всасывающей промывки периодическое. Сохранность керна весьма высокая. Влияние разрушающего фак-тора значительно ослаблено
4	Без промывки в керноприемной части снаряда	Выход промывочной жидкости под торец коронки	Керн контактирует только с неподвижной жидкостью в керноприемной трубе Влияние разрушающего фактора минимальное
		Выход промывочной жидкости на верхней ступени забоя за счет опережения керноприемной трубой (тампоном) наружной колонковой трубы	Керн может контактировать с промывочной жидкостью в случае нарушения технологии бурения Влияние разрушающего фактора минимальное и случайное
		Промывочная жидкость не применяется	Разрушающий фактор отсутствует

Таблица Классификация технических средств отбора керна по типу промывки

в керноприемной части снаряда [ 2, 6 ]

Характеристика промывки	Средства отбора керна	Разработчик средств отбора керна и стадия разработки		Характеристика конструкций средств отбора керна				Условия применения средств отбора керна (по рекомендации разработчика)
				Тип коронки, ее характеристика	Тип рвательного устройства	Тип узла подвески керноприемной трубы, особенности	Дополнительные устройства керноприемной трубы, особенности
1	2	3		4	5	6	7	8
Прямая промывка
Нагнетание жидкости в скважине через буровой снаряд и одинарную колонковую трубу	Одинарные колонковые трубы всех диаметров		Серийные	Серийные алмазные и твердосплавные	Открытого типа, пружинный	Переходник с бурового снаряда на колонковую трубу	-	Монолитные сла-ботрещиноватые породы VI-XII категории по буримости, неразмываемые породы I-V категории
Комбинированная промывка
Прямая на участке от нижнего конца керноприемной трубы до забоя скважины	Двойные трубы типа ТДВ–76–1 ТДВ–59–1		ВИТР, выпускаются серийно	Серийные алмазные	Открытого типа, пружинный	Вращающаяся керноприемная труба, переходник с бурового снаряда на колонковую трубу	Выход жидкости выше рвательного устройства	Монолитные слаботрещиноватые породы VI-XII категории
	Двойные трубы типа ТДН–76–1 ТДН–59–1		То же	То же	То же	Невращающаяся керноприемная труба, закрытый подшипниковый узел	То же	То же

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6	7	8
В керноприемной трубе нет движения промывочной жидкости	Двойные трубы типа ТДН–76–2 ТДН–59–2	-«-	Специальные алмазные типа 10АЗ, 11ИЗ с утолщенной матрицей до 10-12 мм	То же	То же	Выход жидкости ниже рвательного устройства	Слаботрещиноватые, преимущественно однородные породы VI-XII категории
	Снаряды со съемными керно- прием-никами типа КССК–76 ССК–59 ССК–46	ВИТР, СКБ, серийные	Специальные алмазные и твердосплавные типа К-01, К-02, К-08,К-17 специальная утолщенная твердосплавная и др.	Открытого типа, пружинный	То же	Сигнализатор самоподклинивания, приспособления для подъема керноприемной трубы овершотом	Монолитные, слаботрещиноватые и трещиноватые породы VI-X категории
Обратная промывка
Нагнетательная	Двойная труба типа ТДН–76–УТ, ТДН–59–УТ	ВИТР, серийные	Алмазные типа КУТ и КУТИ	Открытого типа, пружинный	То же	-	Трещиноватые породы VI – XII категории
	Одинарные снаряды с герматизацией устья скважины	То же	Серийные алмазные и твердосплавные	То же	Переходник с бурового снаряда на колонковую трубу	Герметизатор устья скважины типа УГ	Горные породы IV – XII категории, без ощутимых потерь промывочной жидкости в скважине

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6	7	8
	С двойной колонной бурильных труб и гидротранспортом керна	СКБ, серийные	Специальные твердосплавные	Кернолом	-	-	Бокситовые, силикатно-никелевые месторождения
	Двойные колонковые трубы типа ТДН – 0	ВИТР, серийные	Специальные алмазные	Открытого типа, пружинный и лепестковый	Невращающаяся керноприемная труба, открытый и закрытый подшипниковый узел	-	Трещиноватые и сильнотрещиноватые породы VI – XII категории
	Двойные колонковые трубы типа ДКНТ – ВП	КазИМС, серийные	Специальные твердосплавные	Открытого типа, лепестковый	Невращающаяся керноприемная труба, закрытый подшипниковый узел	Шламовая труба с гидроциклоном	Трещиноватые и сильнотрещиноватые породы IV – IX категории
Всасывающая	Одинарный эжекторный снаряд типа ОЭС	ЦНИГРИ, серийные	Серийные алмазные и твердосплавные	Без кернорвателя	Простой переходник с бурового снаряда на колонковую трубу	Закрытая шламовая труба	Трещиноватые и перемежающиеся по крепости породы
	Двойные эжекторные снаряды типа ДЭС–89 ДЭС–73	ЦНИГРИ, серийные	Специальные алмазные и твердосплавные	Открытого типа, пружинный	Невращающаяся керноприемная труба, закрытый подшипниковый узел	Шламовая труба закрытого типа	Месторождения олова, золота, ртути

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6	7	8
	Одинарный снаряд с эрлифтным насосом типа КОЭН	ВИТР	То же	То же	То же	Эрлифтный насос	То же
Всасывающая периодическая	Безнасосное бурение		Преимущественно серийные твердосплавные	Без кернорвателя	Простой переходник с бурового снаряда на колонковую трубу	Шариковый клапан для создания обратной циркуляции, иногда шламовая труба	Силикатно-никелевые, бокситовые, фосфоритовые месторождения
Без движения промывочной жидкости в керноприемной части снаряда	Двойные колонковые трубы типа ТДН – 4	ВИТР, серийные	Специальные алмазные	Открытого типа, пружинный	Невращающаяся керноприемная труба, закрытый подшипниковый узел	Встроенный погружной насос	Сильнотрещиноватые породы VI – XII категории
	Двойная колонковая труба (С.Е. Алексеенко) ДТА –2	«Донбассгеология», серийная	Твердосплавная коронка и штамп	Закрытого типа, лепестковый	Невращающаяся керноприемная труба, открытый подшипниковый узел на шаровой пяте	Внутри керноприемной трубы разъемная кассета	Угольное месторождение
	Двойная труба Донбасс НИЛ–1	ДонбассНИЛ, опытные образцы	То же	Кольцевой выступ на штампе	Невращающаяся керноприемная труба, закрытый подшипниковый узел	Пружина для автоматической регулировки опережения керноприемной трубы	То же

Окончание таблицы

1	2	3	4	5	6	7	8
	Двойная труба Донбасс НИЛ–II	То же	Две твердосплавные	Кольцевой выступ на внутренней коронке	Труба может вращаться и не вращаться	Пружинно-фрикционный механизм	То же
	Донбасс НИЛ - III	То же	Твердосплавная коронка и штамп	То же	То же	Вибратор пружинный	То же
Без промывки
	Шнекоколонковое бурение	Серийные	Шнек	Затирка керна всухую	-	-	Горные породы I – IV категории
	Вибробурение	-“-	Штамп или коронка	То же	-	-	То же
	Грунтонос забивного действия	-“-	Штамп	То же	-	-	Глина, супеси, пески

На участке Z ₁ (для большинства средств от забоя скважины до нижнего среза кернорвательного устройства) промывка прямая, поэтому, как и в предыдущем случае (рис. ), здесь может происходить разрушение керна. В то же время, если физико-механические свойства горных пород позволяют керну сохраниться на участке Z ₁ , то в керноприемной трубе (участок Z ₂) вероятность сохранения керна увеличивается. Следовательно, при комбинированной промывке действие промывочной жидкости на керн ослаблено по сравнению с прямой промывкой.

На схемах (рис. , а и б) показаны технические средства без движения жидкости в керноприемной трубе. В этих средствах промывочная жидкость движется к забою скважины по кольцевому зазору между трубами и на участке Z ₁ вступает в контакт с керном. Из керноприемной трубы жидкость вытесняется поступающим керном через дренажные отверстия.

В схеме промывки труб ТДВ-1 и ТДН-1 конструкции ВИТР, приведенной на рис. , контакт прямой промывки с керном наступает выше кернорвательного устройства, поэтому участок Z ₁ значителен по длине ( 200 – 300 мм ), а показатели бурения трубами близки к показателям бурения одинарными колонковыми снарядами.

В схеме промывки труб ТНД-2 и в снарядах ССК, конструкции ВИТР, и КССК, конструкции СКБ, приведенной на рис. , контакт керна с прямым потоком жидкости происходит ниже рвательного устройства, поэтому расстояние Z ₁ уменьшено и составляет 20 – 40 мм, что позволяет успешно бурить этими снарядами в трещиноватых горных породах.

На схеме ( рис. ) изображены средства с обратной всасывающей промывкой в керноприемной трубе, создаваемой эжекторным насосом. К этим средствам относятся трубы ДЭС ( ЦНИГРИ ).

Ниже рвательного устройства в этих снарядах происходит разделение потока промывочной жидкости, и часть жидкости засасывается в керноприемную трубу, увлекая за собой шлам и керн. Но всасывающая промывка обладает недостаточным напором, поэтому при бурении в мягких и раздробленных горных породах с ростом гидравлических сопротивлений циркуляция жидкости прекращается.

На схеме ( рис. ) изображены технические средства с обратной нагнетательной промывкой в керноприемной трубе типа ТДН-УТ, конструкции ВИТР. Напорное движение жидкости в них создается за счет повышения гидравлических сопротивлений в кольцевом зазоре и между стенками скважины и центратором, выполняющем роль пакера. Напорный поток лучше эжектируемого обеспечивает выход керна в керноприемную трубу, так как более эффективно поддерживает шлам и частицы керна во взвешенном состоянии. Установлено, что в момент забуривания около 70% промывочной жидкости проходит через керноприемную трубу. По мере наполнения керноприемной трубы керном, вызывающим рост гидравлических сопротивлений, обратный поток ослабевает.

Кернорвательные устройства у большинства средств открытого типа – пружинные. У некоторых типов труб для бурения в слабых горных породах используются лепестковые кернорватели, представляющие собой набор проволочек, расположенных по кольцу, или набор стальных пластинок.

В двойных колонковых трубах важным конструктивным элементом является узел подвески керноприемной трубы, представляющий собой специальный переходник со сверлениями для прохода промывочной жидкости и деталями для крепления подшипникового узла, если керноприемная труба не вращается. В основном, в практике работ используются невращающиеся керноприемные трубы, за исключением труб ТДВ-1.

Большинство подшипниковых узлов закрытого типа. В узлах открытого типа иногда используется шаровая пята. Из дополнительных устройств в снарядах ССК применяются сигнализаторы самозаклинивания. В эжекторных снарядах используются шламовые трубы закрытого типа для сбора шлама как дополнительного источника геологической информации.

Средства для отбора керна при бурении с обратной промывкой ( рис. ) имеют ряд существенных преимуществ перед прямой и комбинированной промывками, которые заключаются в следующем:

• при движении жидкости вверх от забоя скважины шлам и кусочки керна поддерживаются во взвешенном состоянии и стремятся подняться вверх, уменьшая вероятность самозаклинивания керна;

• возможен поинтервальный отбор шлама, что служит дополнительным источником информации о горных породах;

• в ряде случаев более эффективно очищается забой скважины от выбуренной породы;

• возможно обеспечение гидротранспорта керна на поверхность.

В технических средствах отбора керна с герметизацией устья скважины используется обратная нагнетательная промывка. Бурение происходит с двойной колонной бурильных труб и гидротранспортом керна на поверхность, а также одинарными и двойными пакерными снарядами ТНД-0 ( ВИТР ), ДКНТ-ВП ( КазИМС ) и др.

При бурении с герметизатором устья скважины типа УГ конструкции ВИТР ( рис. ) промывочная жидкость закачивается в скважину через специальное устройство, закрепленное на обсадной колонне, и поднимается на поверхность через коронку, колонковую трубу и буровой снаряд. По сравнению с прямой промывкой при бурении этим способом выход керна значительно увеличивается, но фильтрация жидкости в пласты горных пород ограничивает возможности применения метода.

При бурении с двойной колонной бурильных труб и гидротранспортом керна на поверхность ( рис. ) промывочная жидкость закачивается в скважину по кольцевому зазору между трубами, что предохраняет от фильтрации жидкости в пласт при росте гидравлических сопротивлений. Вынос керна на поверхность осуществляется по внутренней колонне бурильных труб, имеющих постоянное сечение. Выше коронки располагается кернолом.

В одинарном пакерном снаряде ( рис. ) по промывочным отверстиям в пакерном переходнике жидкость попадает в скважину, и, двигаясь по кольцевому зазору, поступает в коронку и керноприемную трубу, откуда дренируется в скважину выше пакера. Так как пакер расположен значительно выше забоя и представляет собой обычно упругий резиновый элемент, он быстро изнашивается при вращении снаряда и жидкость может не доходить до забоя. То же происходит при бурении кавернозных горных пород.

В двойных пакерных снарядах ( рис. ) жидкость по кольцевому зазору между трубами и по промывочным отверстиям в коронке попадает непосредственно на забой скважины, образуя обратную промывку по всей длине керна. Роль пакера обычно выполняет центратор, расположенный выше коронки.

Дополнительным средством защиты керна от разрушающих факторов служит невращающаяся керноприемная труба, предохраняющая керн от истирания и вибраций.

Обратная всасывающая промывка обеспечивается эжекторными и эрлифтными насосами ( рис. ). Принцип их работы общеизвестен, но важно отметить тот факт, что напор промывочной жидкости во всасывающих магистралях ограничен высотой всасывания и понижается с уменьшением расхода промывочной жидкости при росте гидравлических сопротивлений. Это благоприятно сказывается на условиях кернобразования, но при этом уменьшается эффективность очистки забоя от шлама.

Эжекторные снаряды могут быть одинарными ( ОЭС, ЦНИГРИ ) и двойными ( ДЭС, ЦНИГРИ ).

Выход жидкости в скважину у одинарных эжекторных снарядов расположен выше колонковой трубы, поэтому не исключено засорение керна посторонними материалами со стенок скважины.

В двойных эжекторных снарядах выход жидкости в скважину расположен в призабойной зоне, поэтому их использование предпочтительнее. С другой стороны, двойные трубы этой группы обычно имеют вращающуюся внутреннюю трубу и две коронки, что при алмазном бурении ведет к увеличению расхода алмазов и снижает механическую скорость бурения.

Снаряды с эрлифтным насосом типа КОЭН конструкции ВИТР позволяют использовать для бурения скважинные воды, что является важным фактором для засушливых районов.

Обратная всасывающая периодическая промывка создается при безнасосном бурении и при применении погружных поршневых насосов с механическим, гидравлическим или пневматическим приводами.

Из этой группы средств отбора керна широкое распространение получило безнасосное бурение ( рис. ) из-за простоты его устройства.

Поскольку обратная промывка создается за счет расхаживания снаряда, а керн выполняет роль поршня, существенное значение имеет диаметр бурения. При малых диаметрах керн быстро затирается «всухую» и отрывается при расхаживании от забоя скважины вместе со снарядом, не создавая обратной промывки. При больших диаметрах бурения отрыв керна от забоя скважины происходит реже и обратная промывка более стабильна. Наиболее оптимальными для безнасосного бурения являются диаметры 112 и 132 мм.

Средства для отбора керна при бурении без промывки в керноприемной части снаряда включают в себя конструкции снарядов, в которых керн имеет контакт с промывочной жидкостью только на забое скважины – это двойные трубы ТНД-4 ( ВИТР ), ДТА – 2 ( конструкции С.Е.Алексеенко ), «Донбасс – НИЛ – I, II, III, а также средства и способы, где промывочная жидкость вообще не используется ( буровые ложки, змеевики, вибробурение, шнеко-колонковое бурение, бурение грунтоносами забивного действия).

У труб ТНД-4 выход жидкости в скважину ( рис. ) происходит по кольцевому зазору между трубами и промывочными отверстиями в коронке. Если керн не разрушается непосредственно на забое скважины, то в керноприемной трубе он огражден от действия промывочной жидкости и вибраций снаряда невращающейся керноприемной трубой.

Для более слабых и рыхлых горных пород используются трубы с опережающей внутренней трубой ( рис. ). Опережение внутренней коронки относительно наружной регулируется заранее с таким расчетом, чтобы промывочная жидкость не разрушала керн и в то же время очищала забой от шлама. В перемежающихся по механическим свойствам горных породах указанные конструкции снарядов работают неудовлетворительно, в связи с чем были разработаны самонастраивающиеся колонковые снаряды типа ДонбассНИЛ ( рис. ).

В конструкции этих снарядов керноприемная труба через фрикцион и пружину связана с верхним переходником. Такие снаряды могут работать как без вращения, так и с вращением керноприемной трубы. При разбуривании слабых прослоев горных пород коронка не вращается. При встрече твердых прослоев пружина сжимается и в работу вступает фрикционная муфта, передавая крутящий момент керноприемной трубе.

Снаряды без использования промывочной жидкости в силу специфики их конструкции применяются исключительно в мягких породах I – IУ категорий по буримости.

2. Техническая характеристика наиболее широко применяемых

средств и способов отбора керна

В практике геологоразведочных работ в настоящее время применяются более пятидесяти типов конструкций специальных колонковых снарядов, предназначенных для повышения выхода керна ( двойные колонковые трубы, эжекторные снаряды, эрлифтный способ бурения и т.д. ). Причем это только те конструкции, описание которых приводится в общедоступной литературе.

Однако из всего этого многообразия наиболее широкое применение нашли не более 10 – 15 типов конструкций двойных колонковых, эжекторных и других типов снарядов и способов эффективного отбора керна. Ниже приводится краткая характеристика наиболее широко распространенных способов и технических средств отбора керна.

К о м п л е к с КГК – 100 предназначен для бурения скважин в мягких отложениях II –IУ категорий по буримости с прослоями пород У – УII категорий при поисково-съемочных работах, геологическом картировании и разведке месторождений твердых полезных ископаемых.

Схема бурения комплексом КГК – 100 показана на рис. . Характеристика комплекса приведена в главе .

Г и д р о у д а р н ы й р е в е р с и в н о - э ж е к т о р н ы й с н а р я д ГРЭС – 59 конструкции СКБ ( рис. ) предназначен для отбора керно-шламового материала при бурении в неоднородных, перемежающихся по твердости слабосвязанных и сильнотрещиноватых горных породах III – УIII категорий по буримости в комплекте с высокочастотными гидроударными машинами типа ГВ – 6, Г – 59В.

В состав гидроударного снаряда ГРЭС – 59 входят эжектор, закрытая шламовая труба, колонковая труба с кернорвателем. Сверху к снаряду присоединяют гидроударную машину, а к нижнему концу колонковой трубы – серийную алмазную коронку. Перед спуском снаряда в скважину эжектор приводят в рабочее положение. Для этого нижний переходник 9 поворачивают влево на 90⁰ относительно корпуса 6 и фиксируют его в этом положении стопором 8. Выходные отверстия корпуса в таком положении перекрыты втулкой 11 и весь поток промывочной жидкости поступает, минуя диффузор 4, в колонковую трубу. При постановке на забой под действием возросших осевой нагрузки и крутящего момента стопор срезается, осевой переходник завинчивается в корпусе до упора, выходные отверстия корпуса и осевого переходника совмещаются, снаряд начинает работать как обычный эжектор.

В отличие от одинарных эжекторных снарядов ( ОЭС ) с помощью снаряда ГРЭС – 59 можно промывать скважину прямым потоком промывочной жидкости, что позволяет предупредить попадание в колонковую трубу породы со стенок скважины и шлама от предыдущего рейса.

К о м п л е к т о б о р у д о в а н и я э р л и ф т н о г о н а с о с а КОЭН

( рис. ) предназначен для использования при наличии в скважине грунтовых вод и затруднениях с водоснабжением буровых установок.

В этом комплекте движение жидкости создается за счет энергии сжатого воздуха, нагнетаемого в водоподъемную колонну 4 по буровому снаряду 1 и полиэтиленовой трубке 3. Выходя из смесителя 5 сжатый воздух, участвуя в адиабатическом процессе расширения, захватывает частицы воды и через переходник 2 изливает ее в скважину. Возникшая при этом обратная промывка обусловлена разницей между весом столба жидкости в скважине до уровня погружения смесителя 5 и весом водо - воздушной смеси в водоподъемной колонне 4. С увеличением глубины погружения смесителя 5 эффективность обратной промывки возрастает. В практике глубина погружения смесителя составляет 30 – 50 м. Сливной переходник 2 при этом должен находиться выше динамического уровня жидкости в скважине.

Ниже эрлифтного насоса располагается шламовое устройство 7 и керноприемное устройство 8 с буровой коронкой. Для размещения эрлифтного насоса и создания необходимого напора промывочной жидкости необходимо предварительно забурить скважину на глубину 20 – 30 м под статический уровень грунтовых вод.

Техническая характеристика ГРЭС – 59

Диаметр скважины, мм …………………………………... Диаметр корпуса по наплавкам, мм …………………… Диаметр колонковой трубы ……………………………… Длина эжектора, мм ………………………………………. Длина снаряда, мм………………………………………… Масса эжектора, кг ………………………………………… Очистной агент …………………………………………….. Расход промывочной жидкости, дм3 / мин ……………. Перепад давления в снаряде, Мпа ……………………… Расход эжектируемой жидкости, дм3 / мин …………….. Ресурс снаряда, ч …………………………………………. Тип коронки ………………………………………………… Диаметр коронки, мм наружный ………………………………………. внутренний ……………………………………… Диаметр отверстия эжекторной насадки, мм …………. Масса снаряда………………………………………

59 58 56 х 5,5 не более 620 не более 4500 8,4 вода и глинистый раствор 80 – 100 0,5 30 – 35 150 серийные 59 42 8 65

При обратной всасывающей промывке в призабойной зоне способ обеспечивает получение 80 – 100% выхода керна.

Д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а Д о н б а с с НИЛ-II ( рис. ) предназначена для бурения угольных пластов сложного строения в неоднородных по крепости вмещающих горных породах. Она состоит из пружинно – фрикционного механизма и керноприемного устройства.

При бурении слабых горных пород и углей внутренняя коронка 19 опережает наружную коронку 20. В этом положении крутящий момент керноприемной трубе 17 не передается, и коронка 19 выполняет роль штампа.

При встрече плотных прослоев горных пород на внутреннюю коронку 19 увеличивается осевое давление, что приводит к сжатию тарельчатых пружин 4 и через фрикционные диски 7 – 9 фрикционного механизма передается крутящий момент керноприемной трубе 17 и коронка 19 обуривает твердый пропласток. Техническая характеристика двойной колонковой трубы ДонбассНИЛ – II приводится в табл.

Д в о й н о й э ж е к т о р н ы й к о л о н к о в ы й с н а р я д ДЭС конструкции ЦНИГРИ ( рис. ) предназначен для применения при бурении в основном неоднородных по строению, средне- и сильнотрещиноватых горных пород, характеризующихся низким выходом керна ( 20 – 40 % ).

Двойной эжекторный колонковый снаряд ДЭС представляет собой двойную колонковую трубу, в которую встроен струйный насос. Двойная колонковая труба имеет вращающееся керноприемное устройство и оснащается специальной алмазной коронкой, соединяющейся с наружной трубой.

Двойной эжекторный снаряд по принципу своего действия аналогичен одинарным эжекторным снарядам. В целях повышения технико – экономических показателей бурения двойные эжекторные снаряды типа ДЭС обычно применяются в комплекте с гидроударными машинами типа ГВ. Техническая характеристика двойных эжекторных снарядов приводится в табл. .

Одинарный эжекторный снаряд ОЭС конструкции ЦНИГРИ получил распространение за счет простоты устройства и возможности его изготовления в ремонтных мастерских. Недостатком является короткая длина рейса (1,0 – 1,8м) из-за подклинок керна и прекращение в связи с этим подсоса жидкости в керноприемную трубу. Кроме того, бурение с ОЭС требуется вести при значительных расходах промывочной жидкости ( 60 – 80 л/мин ), что не всегда возможно.

Наборы ОЭС ЦНИГРИ наиболее просты по конструкции и используются как с алмазными, так и твердосплавными коронками.

Д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а ТДН – О ( ТДН – 2/О ) конструкции ВИТР ( рис. ) предназначена для отбора керна при бурении скважин в неоднородных по строению, связных, дезинтегрированных горных породах.

Таблица Техническая характеристика двойной колонковой трубы

ДонбассНИЛ - II

Тип колонкового набора	ДонбассНИЛ-II- 89	ДонбассНИЛ-II-73	ДонбассНИЛ-II-57
Диаметр бурения, мм Диаметр керна, мм Наружная труба, мм: наружный диаметр внутренний диаметр Внутренняя труба, мм: наружный диаметр внутренний диаметр Наружная коронка, мм: наружный диаметр внутренний диаметр Внутренняя коронка-штамп,мм: наружный диаметр внутренний диаметр Длина снаряда, мм Масса снаряда, кг	93 54 89 81 73 65,5 93 69 67 54 1565 38	76 38 73 65,5 57 49,5 76 53 51,5 38 1575 25	59 30 57 49,5 45 40 59 54 42 32 1520 16,5

Таблица Техническая характеристика двойных эжекторных

снарядов ДЭС

Тип колонкового снаряда	ДЭС - 89	ДЭС – 73
Наружный диаметр колонковой трубы, мм Диаметр породоразрушающего инструмента, мм : наружный внутренний Диаметр керноприемной трубы, мм : наружный внутренний Длина керноприемной трубы, м Длина снаряда, м Масса снаряда, кг Диаметр отверстия эжекторной насадки, мм Тип алмазной коронки	89 93 59 73 65,5 3,0 3,8 80 7,0 ДЭИ – 93 ДЭА - 93	73 76 47 60 55 3,0 3,8 44 7,0 ДЭИ – 76 ДЭА - 76

Таблица Техническая характеристика ОЭС

Тип колонкового снаряда	ОЭС - 57	ОЭС – 73
Тип алмазной коронки Диаметр алмазной коронки, мм: наружный внутренний Диаметр колонковой трубы, мм Длина колонковой трубы, мм Общая длина снаряда, мм Диаметр отверстия эжекторной насадки, мм Масса снаряда, кг	ОЭИ, 16И4
	59 39 57 1500 2780 7 17,5	76 56 73 1800 3095 7 30,5

Межтрубный зазор рассчитан на пропуск густых промывочных жидкостей. Жидкость контактирует с керном только на коротком участке ниже кернорвательного кольца. Предусмотрено бурение как с прямой промывкой ( при наличии резьбовой пробки в боковом канале верхнего переходника ), так и с разделением потока под торцом коронки ( без пробки в боковом канале ) за счет увеличения гидравлического сопротивления в затрубном кольцевом зазоре. При этом часть потока направляется вместе с раздробленным керном в керноприемную трубу и выходит через боковой канал верхнего переходника.

Двойная колонковая труба ТНД – О ( ТНД – 2/О ) имеет подшипниковый узел открытого типа и керноприемное устройство со специальной алмазной коронкой.

Подшипниковый узел состоит из верхнего переходника 1, соединенного резьбами с наружной трубой 2 и корпусом 4, в котором размещается сигнализатор самоподклинивания керна, упорный подшипник 6 и соединительная муфта. К муфте на резьбе присоединяется внутренняя керноприемная труба 13, в нижней части соединенная с рвательным устройством. К наружной трубе через алмазный или твердосплавный расширитель 16 крепится специальная алмазная коронка 19, снабженная пакерным поясом.

Промывочная жидкость по сверлению в переходнике 1 попадает в колонковый зазор между наружной и внутренней трубами и выходит в скважину выше забоя по промывочным каналам в теле алмазной коронки. Так как гидравлическое сопротивление на уровне пакерного пояска коронки и расширителя в скважине больше, чем на забое, основная часть промывочной жидкости устремляется через рвательное устройство в керноприемную трубу, обеспечивая обратную промывку. Из керноприемной трубы 13 жидкость попадает в скважину по сверлению в переходнике 1.

При самозаклиниваниях керна на керноприемную трубу 13 передается часть осевой нагрузки. При значениях осевой нагрузки 200 – 400 даН и более сигнализатор самозаклинивания сжимается, перекрывая каналы для прохода жидкости в кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами. Повышение давления жидкости отмечается манометром на буровом насосе, что свидетельствует о возникновении самозаклинивания керна.

Техническая характеристика двойных колонковых труб ТНД – О ( ТНД – 2/О ) приводится в табл. .

Д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а ТНД – 2 конструкции ВИТР ( рис. ) предназначена для отбора керна при бурении скважин в однородных и неоднородных по строению, слаботрещиноватых, монолитных и слабосвязных горных породах.

Двойная колонковая труба ТНД – 2 состоит из подшипникового узла 2, к которому с помощью резьбового соединения крепится наружная труба 7. На стволе подшипникового узла закрепляется внутренняя керноприемная труба 6, имеющая возможность продольного перемещения для регулировки зазора между корпусом рвателя 10 и алмазной коронкой. Регулирование зазора производится с помощью гайки 3. В стволе подшипникового узла имеются сверления для выхода жидкости из внутренней полости керноприемной трубы 6 при выдавливании ее керном и шаровой клапан, удерживающий керн от падения при извлечении трубы из скважины.

Специальная алмазная коронка присоединяется к наружной трубе 7 с помощью удлинителя. Верхняя часть трубы ТНД – 2 фиксируется в скважине от поперечных перемещений износостойким переходником 1.

Промывочная жидкость поступает к забою скважины из бурового снаряда по каналу в подшипниковом узле 2 и кольцевому зазору между наружной трубой 7 и внутренней 6. Контакт керна с прямым потоком промывочной жидкости происходит ниже конической втулки 5 рвательного устройства .

Трубы ТНД –2 комплектуются специальными утолщенными алмазными коронками, что позволяет использовать при бурении глинистый раствор повышенной вязкости ( до 40 с по СПВ – 5 ). Увеличенная толщина матрицы позволяет повышать осевую нагрузку в 1,2 – 1,4 раза по сравнению с оптимальной для бурения одинарными колонковыми снарядами.

Техническая характеристика двойных колонковых труб ТНД – 2 приводится в табл.

Д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а ТДН - УТ конструкции ВИТР ( рис. ) предназначена для использования при бурении монолитных и слаботрещиноватых горных пород УIII – XI категорий по буримости.

Трубы ТДН – УТ используют с алмазными однослойными ( 18АЗ ) и импрегнированными ( 19ИЗ ) коронками, которые имеют удлиненный корпус с внутренней резьбой. Ширина матрицы такая же, как и у коронок для одинарных труб, что обеспечивает бурение двойными колонковыми наборами без снижения механических

скоростей по сравнению с бурением одинарной трубой. Однако, узкие зазоры между трубами обеспечивают пропуск только воды и эмульсионных жидкостей.

Таблица Техническая характеристика двойных колонковых труб

типа ТНД – 0 ( ТНД – 2/0 )

Тип колонковой трубы	ТНД-2/0-59	ТНД-2/0-76	ТНД-2/0-93
Диаметр алмазной коронки, мм: наружный внутренний Тип алмазных коронок Тип алмазного расширителя Размеры наружной трубы, мм: наружный диаметр толщина стенки Размеры керноприемной трубы, мм: наружный диаметр толщина стенки Длина трубы, мм Масса трубы, кг	59 34,5 КДТО-59 РДТО-59 57 3,75 45 3,0 4000 35	76 46 КДТО-76 РДТО-76 73 3,75 57 3,75 3640 52	93 60 КДТО-93 РДТО-93 89 4,0 75 3,0 4000 68

Таблица Техническая характеристика двойных колонковых труб

типа ТНД – 2

Тип колонковой трубы	ТДН –2 - 59	ТДН –2 - 76
Диаметр алмазной коронки, мм: наружный внутренний Тип алмазных коронок Тип алмазного расширителя Размеры наружной трубы, мм: наружный диаметр внутренний диаметр Размеры керноприемной трубы, мм: наружный диаметр внутренний диаметр Длина, мм трубы керноприемной части Масса трубы, кг	59,0 38,0 10АЗ-59 11ИЗ-50 РДТО-59 57,0 50,0 48,0 44,0 6055 5500 52,0	76,0 52,0 10АЗ-76 11ИЗ-76 РДТО-76 75,0 68,0 65,0 61,0 6200 5500 59,5

Кернорвательное кольцо расположено в корпусе кернорвателя, соединенного с керноприемной трубой. Керноприемная труба подвешена на подшипниковом узле, что препятствует ее вращению при бурении. Подшипниковый узел имеет сквозной канал из керноприемной трубы в затрубное пространство с выходом выше верхнего переходника. При удалении из канала в верхнем переходнике резьбовой пробки обеспечивается бурение с частичной обратной призабойной циркуляцией жидкости через керн за счет разделения потока на забое под коронкой.

Двойная колонковая труба ТДН – УТ состоит из переходника 26, к которому на резьбе присоединяется наружная труба 32 и вал подшипникового узла 25. Внутренняя труба 7 может перемещаться относительно переходника подшипникового узла для регулировки зазора между корпусом рвателя 29 и алмазной коронкой 27. Фиксирование положения керноприемной трубы 7 на переходнике 10 производится цанговой контргайкой 9. Керноприемная труба имеет съемный стакан 31, на который свободно надет корпус рвателя 29 с размещенным в нем рвательным кольцом 28. Алмазная коронка 27 соединяется с наружной трубой 32 с помощью твердосплавного расширителя 30.

Промывочная жидкость от бурового насоса поступает в кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами по каналу в износостойком переходнике 26. Ниже рвательного устройства поток промывочной жидкости разделяется на обратный, поднимающийся внутри керноприемной трубы и на прямой на участке от нижнего среза рвательного устройства до забоя скважины. Деление потока на прямой и обратный происходит в соответствии с уровнем гидравлических сопротивлений внутри керноприемной трубы и в скважине на участке от забоя до износостойкого релитового переходника 26.

Кольцевые зазоры в трубах позволяют использовать для промывки техническую воду и специальные растворы пониженной вязкости ( до 20 с ).

Техническая характеристика двойных колонковых труб ТДН – УТ приводится в табл. .

С н а р я д ы с о с ъ е м н ы м и к е р н о п р и е м н и к а м и ССК ( конструкции ВИТР ) и КССК ( конструкции СКБ ) позволяют извлекать керн без подъема бурового инструмента. Они комплектуются специальными твердосплавными и алмазными коронками.

Колонковый набор, предназначенный для бурения ССК, представляет собой разновидность двойной колонковой трубы, внутренняя часть которой ( съемный керноприемник ) вместе с керном может извлекаться через внутренний канал бурильной трубы после окончания цикла бурения.

Конструкции колонковых наборов ССК и КССК идентичны ( рис. ).

Наружные колонковые трубы имеют значительную толщину стенки, так как воспринимают крутящий момент и осевую нагрузку при бурении, а также усилие от срыва керна.

Внутренние керноприемные трубы в процессе эксплуатации не испытывают больших нагрузок и толщина их незначительна. Нижняя часть керноприемной трубы центрируется с помощью стабилизатора, представляющего собой бронзовый подшипник скольжения, размещенный в цилиндрической проточке расширителя. В колонковых наборах КССК стабилизатор устанавливается в нижней части наружной колонковой трубы.

Снизу к керноприемной трубе на резьбе крепится кернорвательное устройство, состоящее из корпуса, упорного и кернорвательного колоец. Упорное кольцо предохраняет от смятия тонкую резьбовую часть керноприемной трубы при соприкосновении ее с кернорвательным кольцом, которое в процессе бурения постоянно находится в верхней части.

Промывочная жидкость обтекает съемный керноприемник по зазорам между ним и наружной колонковой трубой и омывает керн только у его основания около матрицы коронки. Неподвижность керноприемной трубы при бурении обеспечивается подшипниковым узлом с двумя упорными шарикоподшипниками, воспринимающими осевую нагрузку. Между подшипниками установлена направляющая втулка, выполняющая роль радиального подшипника скольжения.

В свободном состоянии съемный керноприемник опирается на опорное кольцо, которое одновременно служит верхним центратором и устанавливается в наружной колонковой трубе. Съемный керноприемник от перемещения вверх фиксируется двумя стопорами, разжимаемыми пружиной. Один из них касается выступа на торце переходника бурильной трубы, за счет чего вращение бурового снаряда передается

верхней части подшипникового узла, исключая тем самым проворачивание керноприемника в опорном кольце.

Подробно техническая характеристика снарядов со съемными керноприемниками ССК КССК приводится в главе 7.

У н и ф и ц и р о в а н н а я д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а ТДН – ССК ( ТДН – ССК – М ) конструкции ВИТР ( рис. ) предназначена для отбора керна при бурении скважин горных в монолитных, слабо- и среднетрещиноватых

Таблица Техническая характеристика двойных колонковых

труб типа ТДН – УТ

Тип колонковой трубы	ТДН-УТ-46	ТДН-УТ-59	ТДН-УТ-76
Диаметр алмазной коронки, мм: наружный внутренний ширина торца коронки Тип алмазных коронок Тип алмазного расширителя Размеры наружной трубы, мм: наружный диаметр толщина стенки длина Размеры внутренней (керноприемной) трубы, мм: наружный диаметр толщина стенки длина Зазоры между, мм: наружной трубой и скважиной внутренней и наруж- ной трубами керном и внутренней трубой Масса трубы, кг	46 31 7,5 18АЗ-46 19ИЗ-46 РУТ-46 44 3,5 4315 35 1,2 4170 1,1 1,0 0,8 21,5	59 42 8,5 18АЗ-59 19ИЗ-59 РСА-59 57 3,5 4215 48 2,0 3925 1,1 1,0 1,0 31,2	76 58 9,0 18АЗ-76 19ИЗ-76 РУТ-76 73 3,5 4205 63 1,5 3850 1,6 1,5 1,0 46,0

породах УIII – IX категорий по буримости.

Унифицированная двойная колонковая труба ТДН - ССК разработана на базе снаряда со съемным керноприемником ССК – 59. Наборы ТДН – ССК полностью унифицированы по алмазным коронкам, сортаменту труб, типу резьб и устройству со съемными керноприемниками ССК. В наборах сохранены преимущества снарядов ССК. Наружная толстостенная колонковая труба с нижним и верхним центраторами обеспечивает жесткость конструкции набора и центрирование его в скважине. Внутренняя керноприемная труба закреплена на подшипниковом узле и стабилизирована относительно внутреннего диаметра коронки ( керна ), что совместно с сигнализатором подклинки способствует сохранению керна. Ступенчатая форма торца коронки обеспечивает рациональный характер бурения твердых пород.

Схема промывки в колонковом наборе – прямая. Для срыва керна предусмотрен пружинный кернорватель. Наборы рассчитаны на отбор керна со значительной глубины скважины ( 1700 – 2000 м ).

Двойная колонковая труба ТДН – ССК – 59 состоит из следующих узлов: верхний износостойкий переходник; подшипниковый узел; наружная труба; кернорвательный узел; алмазная коронка.

Сборка ТДН – ССК – 59 производится в следующем порядке:

• к верхнему износостойкому переходнику на резьбе присоединяется подшипниковый узел 8 и затягивается контргайкой 15;

• к подшипниковому узлу на стандартной ленточной резьбе присоединяется керноприемная труба 7;

• на свободный конец керноприемной трубы на резьбе наворачивается корпус кернорвателя с кернорвательным кольцом;

• на кернопремную трубу 7 надевается наружная труба 2 с расширителем 3 и коронкой 4;

• наружная труба соединяется с верхним износостойким переходником 1 на стандартной ленточной резьбе;

• после сборки трубы проверяется зазор между корпусом кернорвателя и матрицей коронки; зазор не должен превышать 1,5 - 2,0 мм;

• для изменения зазора необходимо снять наружную трубу 2, ослабить контргайку 15 и, завинчивая или вывинчивая подшипниковый узел из верхнего переходника 1, установить необходимый зазор;

• отрегулировав зазор, необходимо затянуть контргайку 15; после этого труба собирается окончательно.

Внутренняя керноприемная труба должна свободно вращаться от руки.

Регулировка трубы производится один раз, В дальнейшем необходимо следить за состоянием резьбы подшипникового узла в месте присоединения его к износостойкому переходнику и при необходимости периодически ее подтягивать.

Извлечение керна из керноприемной трубы производится постукиванием по наружной трубе. Категорически запрещается выколачивание керна ударами по внутренней керноприемной трубе во избежание ее смятия.

При использовании двойных колонковых труб ТДН-ССК–59 в качестве промывочной жидкости допускается только вода или малоглинистый раствор низкой вязкости.

Д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а ТДН-ССК-59М.

Двойная колонковая труба ТНД–ССК–59М является аналогом трубы ТДН-ССК-59 и отличается от нее конструкцией керноприемной трубы. У трубы ТДН-ССК-59М керноприемная труба имеет одну щель по всей длине, что позволяет существенно снизить вероятность самозаклинивания керна в керноприемной трубе и тем самым обеспечить повышенную сохранность керна. В связи с этим двойная труба ТДН-ССК-59М имеет более широкую область применения, включая сильнотрещиноватые горные породы IX – XI категорий по буримости.

Правила эксплуатации, режим бурения и порядок сборки – разборки двойной трубы ТДН-ССК-59М аналогичны своему прототипу.

Извлечение керна из трубы ТДН-ССК-59М существенно облегчается наличием щели в керноприемной трубе, что позволяет, сняв наружную трубу и слегка раздвигая стенки керноприемной трубы, легко освобождать керн в местах его заклинивания.

Техническая характеристика двойных колонковых труб ТДН-ССК ( ТДН-ССК-М) приводится в табл. .

Д в о й н а я к о л о н к о в а я т р у б а ТДН-РК конструкции ВИТР ( рис. )

Двойная колонковая труба ТДН-РК предназначена для получения кондиционного выхода керна при бурении в сильнотрещиноватых, раздробленных горных породах УII – XII категории по буримости. Набор комплектуется специальными алмазными коронками ступенчатого типа ( КАСК-4С, К-110-1, К-110-2 и др. ). Алмазные коронки унифицированы с коронками, применяемыми при бурении снарядом ССК

Таблица Техническая характеристика двойных колонковых труб

типа ТДН-ССК ( ТДН-ССК-М )

Тип колонковой трубы	ТДН-ССК-46	ТДН-ССК-59	ТДН-ССК-76	ТДН-ССК-59М
Диаметр коронки, мм: наружный внутренний Размеры наружной колонковой трубы, мм: наружный диаметр внутренний диаметр толщина стенки Размеры внутренней (керноприемной) трубы, мм: наружный диаметр внутренний диаметр толщина стенки Длина керноприемной части, мм Общая длина колонкового набора, мм Масса колонкового набора, кг Керноприемная труба Тип алмазных коронок Тип расширителя Зазоры, мм: между стенкой скважины и трубой между трубами между керном и трубой	46 24 44 34 5,0 30 25,6 2,2 3195 3760 23 обычная К-90 К-90-1 К-90-2 Р-03 0,7 2,5 0,8	59 35,4 56 45 5,5 42 37 2,5 3195 3840 38 обычная К-01 К-08 РСА-1 1,2 1,5 0,8	76 48 73 60 6,5 56 50,4 2,8 3235 3920 60 обычная КАСК-4С КАСК-К КАСК-Р КАСК-3 РАСК 1,7 2,0 1,2	59 35,4 56 45 5,5 42 37 2,5 3195 3840 38 щелевая К-01 К-08 РСА-1 1,2 1,5 0,8

.

Из опыта применения двойных колонковых труб ТДН-РК установлено, что эти трубы успешно работают и в сильнотрещиноватых дробленых породах У – УI категории по буримости. При этом трубы оснащаются коронками резцового типа (КАСК--Р, КАСК-3 и др.).

Колонковые наборы этого типа имеют разъемные керноприемные гильзы, что обеспечивает сохранность структуры керна при его извлечении, позволяет осуществлять осмотр поднятого из скважины керна без нарушения его естественного положения и последовательности.

Двойная колонковая труба ТДН-РК состоит из следующих узлов: верхний износостойкий переходник; подшипниковый узел; узел крепления разрезной керноприемной трубы; разрезная керноприемная труба, скрепляемая пружинными полукольцами; наружная труба с нижним патрубком и двумя центраторами, армированными релитовыми наплавками; кернорвательный узел; специальная алмазная коронка.

Конструкция двойной колонковой трубы ТДН-РК приведена на рис. .

Сборка ТДН-РК производится в следующем порядке:

• к верхнему износостойкому переходнику на резьбе присоединяется вал подшипникового узла с узлом крепления разрезной керноприемной трубы;

• разрезная керноприемная труба скрепляется пружинными полукольцами или по проточкам обматывается изоляционной лентой ПХВ в два – три слоя;

• после этого на свободный конец керноприемной трубы надевается в свободной посадке один из видов кернорвательного устройства ( в зависимости от степени раздробленности пород ):

а) кернорватель с пружинным кольцом для пород средней степени трещиноватости;

б) кернодержатель длинный или укороченный без кольца для дробленных пород ( укороченный кернодержатель является более предпочтительным );

после этого на керноприемную трубу одевается наружная труба с коронкой; наружная труба соединяется с верхним износостойким переходником на стандартной ленточной резьбе;

• после сборки трубы в обязательном порядке проверяется зазор между кернорвателем и матрицей коронки; зазор не должен превышать 2 – 3 мм при бурении с глинистым раствором и 1 – 1,5 мм – при бурении с водой;

• для изменения зазора необходимо снять наружную трубу и, отвернув контргайку, путем ввинчивания или развинчивания узла крепления керноприемной трубы отрегулировать величину зазора ( ход регулировки в пределах 100 мм );

• после этого труба собирается окончательно;

• перед наворачиванием коронки проверяется подвижность внутренней керноприемной трубы ( труба должна вращаться от руки ).

Регулировка производится один раз при общей сборке трубы и в дальнейшем изменяется только при смене промывочной жидкости.

Полная разборка трубы производится в обратном порядке. Для смазки подшипникового узла полная разборка производится при использовании глинистого раствора через 25 – 30 м бурения трубой, при бурении с технической водой – через 50 – 60 м.

После извлечения керна из трубы внутренняя поверхность керноприемной трубы должна быть покрыта тонким слоем смазки ( солидолом ) для уменьшения трения пары «керн – керноприемная труба».

При сборке керноприемной трубы необходимо следить за плотностью смыкания обеих половин керноприемной трубы, щель при смыкании не допускается, особенно при бурении слабых размываемых пород.

Техническая характеристика двойных колонковых труб ТДН-РК приводится в табл. .

Д в о й н ы е к о л о н к о в ы е н а б о р ы ДКНТ-ВП-0 ( рис. ) конструкции КАЗИМС предназначены для повышения выхода керна при бурении твердыми сплавами скважин в трещиноватых, раздробленных перемежающихся по твердости и т.д. породах IУ – УIII категориях по буримости.

Отличительной особенностью конструкции является то, что двойные колонковые наборы каждого диаметра состоят из основного образца ДКНТ-ВП-0 и производных от него двух вариантов ДКНТ-ВП-1 и ДКНТ-ВП-2. Переналадка основного образца в варианты может производиться непосредственно на буровой, так как необходимые для этих целей детали входят в комплект поставки.

Основной образец ДКНТ-ВП-0 состоит из комбинированного переходника; подшипникового узла; гидроциклонного шламоуловителя; наружной и керноприемной трубы; керноудерживателя и специальной твердосплавной буровой коронки. В варианте ДКНТ-ВП-1 вместо гидроциклонного шламоуловителя установлен щелевой фильтр. Вариант ДКНТ-ВП-2 имеет узел, обеспечивающий безрезьбовое соединение

керноприемной трубы с комбинированным переходником, что упрощает операции по извлечению керна.

В процессе бурения двойными колонковыми наборами в керноприемной трубе создается обратная циркуляция, основанная на принципе принудительного разделения прямого потока жидкости непосредственно у забоя скважины буровой коронкой.

Таблица Техническая характеристика двойных колонковых труб ТДН-РК

Тип колонковой трубы	ТДН-РК-59	ТДН-РК-76
Диаметр коронки, мм: наружный внутренний Размеры наружной колонковой трубы, мм: наружный диаметр внутренний диаметр толщина стенки Размеры внутренней (керноприемной) трубы, мм: наружный диаметр внутренний диаметр толщина стенки Длина керноприемной части, мм Общая длина колонкового набора, мм Масса колонкового набора, кг Керноприемная труба	59 35,4 57,0 49,5 3,75 45,0 39,0 3,00 2900 3500 35 разрезная	76 48 73,0 65,5 3,75 57,0 49,5 3,75 2750 3200 40 разрезная

Таблица Техническая характеристика двойных колонковых

наборов ДКНТ-ВП-0

Тип колонкового набора	ДКНТ-ВП-0-59	ДКНТ-ВП-0-76	ДКНТ-ВП-0-93
Диаметр коронки, мм: наружный внутренний Общая длина набора, мм Масса набора, кг, не более Выход керна линейный, %, не менее	59 35 3600 40 70	76 44 3400 55 70	93 59 3400 70 75