Ручне ударно-обертальне буріння

Загальні відомості. Застосування ручного ударно-обертального буріння на геологорозвідувальних роботах постійно скорочується за рахунок впровадження нових високопродуктивних бурових станків з механічним приводом, проте в деяких випадках використання ручних комплектів залишаєть­ся необхідним: у важкодоступних і віддалених районах, при незначних обсягах робіт, неве­ликих глибинах свердловин, відносній простоті геологічного розрізу тощо.

Способи й технологія руч­ного ударно-обертального бу­ріння. При ручному бурінні застосовується два способи бу­ріння свердловин: обертальний та ударний. Вибір способу бу­ріння залежить від характеру гірських порід. Обертальним способом проходять м'які поро­ди (глини, суглинки, леси, супісок, м'яку крейду тощо), ударним — породи середньої міцності й частково м'які, в'яз­кі (вапняки, мергелі, м'які пісковики, щільну крейду то­що). При ударно-обертальному ручному бурінні свердловини завглибшки до 10—15 м і діаметром до 100 мм проходять без застосування вишок і ле­бідок (рис. 90); буріння глиб­ших свердловин великих діаметрів проводиться з застосуванням вишок, ручних або механічних лебідок, балансирів (рис. 91).

При обертальному бурінні буровий снаряд складається зі спі­рального бура (змійовика) або ложкового бура (бурової ложки) та бурильних труб. Породоруйнівному інструменту з поверхні землі надається обертання за допомогою бурильних труб з одночасним натисканням на буровий інструмент. Внаслідок цього породоруйнівний інструмент занурюється в породу й заповнюється нею. Після заповнення бура породою він витягується із свердловини, звіль­нюється від породи й знову спускається в свердловину для продовження її заглиблення.

Ложковий бур складається з порожнього циліндричного корпусу з поздовжнім вирізом, леза й конічної головки з різьбою для з'єднання з бурильними трубами за допомогою перехідника (для переходу з ложкового бура на бурильні труби). Перехідник являє собою муфту з внутрішньою різьбою на кінцях для переходу з одного діаметра на інший. Ложкові бури, які мають ложкові леза, направлені під гострим кутом до забою, зрізають шар поро­ди, відповідний заглибленню за оберт. Порода, зрізана з забою, під час кожного черго­вого обертання бура підніма­ється по лезу в його внутріш­ню порожнину, витискуючи звідти догори породу, яка при­тискається до стінок бура та ущільнюється. Ложковий бур застосовується для буріння в суглинках, супісках і в не дуже сипких породах; змі­йовик — у більш щільних і пластичних породах. При пе­ретині пісковиків, вапняків, валунів переходять на ударне буріння.

Буровий снаряд для удар­ного буріння складається з долота, ударної штанги і зви­чайних штанг, або з желонки, ударної штанги (не в усіх випадках) і звичайних штанг. Снаряд приводиться в коливальний рух за допомогою балансира — ручним способом або за допомогою лебідки. Під час буріння долотом снаряд після кожного удару повертають на кут 20—40° залежно від міцності порід і діаметра свердловини. При більшій міцності порід і більшому діаметрі свердловини кут повороту інструменту менший. Висота підйому долота становить 0,5—0,6 м. Під час буріння у свердловину періодично підливають воду. Спуско-підйомні операції виконують, як і при обертальному бурінні, розгвинчуючи штанги на окремі свічки. Після заглиблення долота на 0,3—0,4 м проводиться прибирання породи желонкою.

Желонка являє собою сталевий циліндр, на верхньому кінці якого міститься дужка для з'єднання з канатом або різьбою для з'єднання зі штангою (або ударною штангою) для спускання в свердловину; на нижньому кінці розміщується башмак із клапаном (шаровим, тарілчастим або іншої форми). Робота желонки зводиться до того, що при ударі об забій зі шламом останній піднімає клапан і заходить усередину желонки; при підйомі клапан закривається й желонка разом із шламом піднімається на поверхню. Шляхом перевертання або відкривання клапана циліндр звільнюється від шламу. Желонка використовується і як самостійний прохідницький інструмент під час проходки пливунів і сипких порід.

На рис. 92 зображено буровий інструмент для обертального руч­ного буріння.

При виконанні спускопідйомних операцій застосовується під­кладна вилка (рис. 93, а) — для утримання наперевіс бурильних труб під час спускання й під­німання їх зі свердловини; вертлюг (рис. 93, б) —. для з'єднання бурильних труб із підйомними пристроями (гаком, канатом, ле­бідкою); фарштуль (рис. 93, в) — має те ж призначення, що й вертлюг, тільки значно швидше надівається й знімається з буриль­них труб; жимки (поворотний хо­мут) (рис. 93, г) — надіваються на бурильні труби й слугують для їх обертання; шарнірні та інстру­ментальні ключі (рис. 93, д, е) — для згвинчування та розгвинчуван­ня елементів бурового снаряду.

Геологічна документація. До найважливіших завдань проходки бурових свердловин належить до­слідження геологічного розрізу. Для цього відбираються зразки порід зі свердловини. Зразки повинні відбивати всі текстурні особливості порід: послідовність залягання верств, потужність верств і положення контактів; наявність включень, гнізд, примазок, тонких прошарків; консистенцію та водоносність порід тощо. Основним методом дослідження зразків у польових умовах є візуальний. Матеріалом для вивчення можуть бути витягнуті із свердловини перем'яті грудки грунту, керн, а в окремих випад­ках — шлам.

Особливих обмежень проходки за рейс — один спускопідйом бурового інструменту — не встановлюється, за винятком тих випадків, якщо отримання певних даних з будови геологічного розрізу утруднено. Для отримання зразків порід з непорушеною структурою при ударно-обертальному та деяких інших видах буріння застосову­ють стакани й ґрунтоноси різних конструкцій.

Відібрані зі свердловини зразки порід укладають в ящики з габаритними розмірами 1,0 х 0,5 х 0,1 м, які поділено перегород­ками на квадратні комірки (0,1 X 0,1). На кожну комірку кладуть зразок породи й етикетку, в якій указано номер зразка, номер і глибину свердловини, з якої взято зразок.

Техніка безпеки при ручному ударно-обертальному бурінні. Під час ручного ударно-обертального буріння необхідно дотримуватися таких заходів безпеки: не допускати буріння без вишок на глибину понад 4,5 м; лебідка повинна мати стрічкове й храпове гальма, бути надійно зв'язаною з нижніми брусами вишки. Забороняється: ставити поряд свічки, довжина яких перевищує висоту вишки; підтримувати труби ключами під час спускання та піднімання штанг лебідкою; ставати ногами на балансир; підтримувати руками ударну штангу або забивну головку під час ударів.

Поиск по сайту: