Бурові долота для буріння з відбором керна

 

Бурові долота для буріння з відбором керна (снаряди) (рис. 6.8) складаються з:

1. бурильної головки;

2. зовнішнього корпуса;

3. внутрішньої колонкової труби (керноприймача);

4. кернотримача (керновідривача).

Бурильна головка, руйнуючи породу по периферії вибою, залишає в центрі свердловини породу (керн).

Корпус керноприймального пристрою служить для з'єднання бурильної головки з бурильною колоною, розміщення керноприймача та захисту керна від механічних пошкоджень, а також для пропуску промивальної рідини між ним і керноприймачем.

 

1 – бурильна головка; 2 – керн; 3 – керноприймач;

4 – корпус; 5 – клапан

 

Рис. 6.8. Схема колонкового долота

 

Керноприймач призначений для прийому керна, зберігання його під час буріння та при підйомі на денну поверхню. Для виконання цих функцій у нижній частині керноприймача встановлюють керно- відривачі і кернотримачі, а вверху – клапан, який пропускає промивальну рідину при заповненні керноприймача керном.

Колонкові снаряди поділяють на снаряди з незйомним (постійним) та зйомним керноприймачем.

При бурінні колонковими долотами з незйомним керноприймачем для підйому на поверхню колонкової труби з керном необхідно піднімати всю бурильну колону.

Колонкові долота із зйомним керноприймачем дозволяють піднімати колонкову трубу з керном без підйому бурильної колони. Для цього в бурильну колону спускають на канаті уловлювач, за допомогою якого піднімають керноприймач на поверхню.

 

Рис. 6.9. Тришарошкова бурильна головка

Бурильні головки за конструкцією поділяють на лопатеві, шарошкові, алмазні і твердосплавні.

Найпоширеніші при бурінні з відбором керна шарошкові бурильні головки. Вони можуть мати одну, три, чотири і більше шарошок (рис. 6.9).

Зубці периферійних рядів шарошки калібрують стінку свердловини, а вершини шарошок, укріплені твердосплавними вставками, оббурюють керн.

Найбільше застосовують колонкові снаряди “Надра” (рис. 6.10). Вони використовуються із шарошковими, алмазними і твердосплавними бурильними головками, призначеними для буріння в породах різної твердості. Складається снаряд "Надра" з корпуса, верхня частина якого має перевідник для з'єднання з бурильною колоною, а нижня – перевідник для з'єднання з бурильною головкою. Всередині корпуса розміщений керноприймач. До нижньої частини керноприймача приєднується спеціальний перевідник, а до нього – башмак, який встановлюється в корпусі бурильної головки.

Керноприймач має розміщені в перевіднику цанговий керновідривач і важільний кернотримач. У муфті, яка з'єднує дві секції керноприймача, є важільний кернотримач.

Керновідривач і кернотримач встановлені так, що під час буріння при обертовому керноприймачі вони залишаються нерухомими відносно керна.

До верхньої частини керноприймача з допомогою муфти приєднується гвинт. По гвинту переміщається гайка, яка вгвинчується зовнішньою різьбою у внутрішню різьбу ніпеля верхньої секції корпуса керноприймального пристрою.

У муфті є зворотний клапан, виконаний у вигляді змінного двостороннього гнізда і кулі.

 

 

Рис. 6.10. Керноприймальний снаряд «Надра»

 

Для центрування керноприимального пристрою в свердловині замість нижнього перевідника може бути встановлений центратор-калібратор, а над верхнім перевідником – центратор. їх діаметри повинні дорівнювати діаметрам бурильної головки.

Довжина керноприймального пристрою в двосекційному виконанні – 16 м, а довжина керноприймача – 14,5 м.

Снаряд “Надра” дозволяє здійснювати відбір керна діаметром 100, 80, 67 і 62 мм роторним способом.

Поряд з колонковим снарядом “Надра” використовують снаряди із незйомним керноприймачем типу “Силур”, який призначений для відбору керна в ускладнених умовах при бурінні свердловин діаметром 212,7 мм і менше. Конструктивно вони виконані аналогічно і використовуються з такими ж бурильними головками, як і снаряд "Надра". Снаряд "Силур" має корпус дещо меншого діаметра, ніж "Надра", що зменшує імовірність прихоплювання бурильного інструменту.

Для відбору керна в нестійких слабозцементованих породах ро­торним способом використовують снаряд "Кембрій". При тих же діаметрах бурильних головок, що і снаряди типу "Надра" і "Силур", колонковий снаряд "Кембрій" дозволяє відбирати керн більшого діаметра (діаметр керна відповідно 80 і 100 мм).

Колонкові снаряди із зйомним керноприймачем для роторного способу поки що не створені.

При турбінному бурінні колонкові снаряди із зйомним керноприймачем одержали назву колонкових турбобурів. Для буріння з відбором керна використовують колонкові турбобури КТДЗ і КТД4С, для яких розроблені чотиришарошкові бурильні головки. З колонковими турбобурами КТД4С застосовуються також алмазні і твердосплавні бурильні головки.

Підготовлене до роботи колонкове долото із зйомним керноприймачем опускають у свердловину, як правило, без керноприймача. Після спуску долота промивають свердловину для вирівнювання густин промивальної рідини, закачуваної в бурильну колону і на виході із свердловини. Потім у бурильну колону кидають зйомний керноприймач, який входячи в корпус керноприимального пристрою займає робоче положення.