Бурение технических скважин большого диаметра, страница 8

Но для достижения поставленной цели необходимо разработать некоторые критерии оптимизации техники и технологии бурения скважин большого диаметра при разведке россыпных месторождений полезных ископаемых в условиях многолетнемерзлых пород, с учетом геологических, технических и технологических факторов процесса бурения.

К этим критериям относятся: максимум механической скорости бурения (Vмех), максимум рейсовой скорости бурения (Vp), максимум проходки на долото (Н), максимум сменной производительности (П), минимум стоимости одного метра бурения (См) и повышение качества отбираемой пробы из скважин.

При этом для эффективности разработки перечисленных критериев оптимизации процесса бурения скважин большого диаметра, следует усовершенствовать некоторые технологические параметры техники бурения.

В частности, для совершенствования технологических параметров, таких как – нагрузка на долото (P), частота вращения инструмента (n), проходка за рейс (Lp) и спуско-подъемные операции, рекомендуется применять в геологоразведке современную строительную буровую установку, оснащ ённую технологией келли-штанги (рис 5).

Рис 5. Конструкция келли-штанги.

Келли – технология представляет собой 2 или 3 многозвенные келли-штанги, состоящие из одной внешней штанги.

Процесс бурения заключается в следующем: вращающий момент и усилие подачи передаются от внешней штанги на внутренние штанги. Диаметр и глубина бурения скважины зависят от развиваемого вращателем крутящего момента, длины используемой келли-трубы и высоты мачты буровой установки[7].

При использовании келли-технологии благодаря плавным переходам внутренних штанг к внешним исключается возможность потери выбуренной породы из бурового снаряда при подъемных операциях, тогда как в обычных буровых установках разъединения буровых штанг сопровождаются ударами, вызывающими высыпание разрушенной породы из бурового снаряда и снижение качества отбираемой пробы.

Для эффективной разгрузки выбуренной породы из бурового снаряда необходимо, чтобы буровая установка была оснащена поворотной платформой. При такой конструкции обеспечивается безопасность разгрузочных и вспомогательных работ, в которых существует вероятность попадания извлеченной пробы в скважину из бурового снаряда или, при вспомогательных работах (замене породоразрушающих инструментов, устранении поломок бурового снаряда и т.д.) – попадания инструментов в скважину, и создания аварийной ситуации.

При бурении разведочных скважин большого диаметра в условиях мерзлых пород при разведке россыпных месторождений полезных ископаемых, когда основной целью и задачей является качественный отбор пробы, эффективный способ транспортирования разрушенной породы из забоя скважины обеспечивается механическим удалением шлама с помощью винтового транспортера (шнека), выполняющего одновременно функцию бурильной колонны.

В процессе бурения шнековый рабочий орган совершает вращательно-поступательное движение и разрушенная порода, отделенная долотом, попадает на спираль шнека и начинает вращаться вместе с ним. За счет вращательного движения на разрушенную породу действует центробежная сила, отбрасывающая ее от центра вращения шнека к стенкам скважины.

Для достижения наивысшей эффективности бурения скважин большого диаметра в условиях многолетнемерзлых пород при разведке россыпных месторождений шнековым способом предлагается внедрение в производство новой конструкции шнеко-колонкового бурового снаряд, который обеспечивает поинтервальный отбор разрушенной породы с сохранением качества отбираемых пород благодаря свободно подвешенной в буровом снаряде колонковой трубе. В этом случае, полностью исключается возможность контакта реборд шнека и транспортируемой породы со стенкой скважины и вследствие этого намного снизится расход мощности буровой установки затрачиваемой на работу бурового снаряда в открытом стволе скважины[8].