Колонковое разведочное бурение. Общие сведения о колонковом бурении

Колонковое бурение является основным средством поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Колонковое бурение широко применяется при инженерно-геологических, гидрогеологических исследованиях и на структурно-картировочных изысканиях при поисках нефтяных и газовых месторождений. Кроме того, колонковое бурение применяется для различных инженерных целей. За последнее время колонковым бурением стали проходиться шурфы и шахты.

По технологии колонкового разведочного бурения и по стоимости работ вас оперативно проконсультирует специалист компании "ПетроБурСервис": (812) 449-45-91; (812) 942-77-36.

Колонковое бурение производится следующим образом

Перед началом бурения на месте заложения запроектированной скважины разравнивается площадка, на которой собирается буровая вышка с откосом (сараем). В вышке на фундаментах устанавливаются буровой станок, промывочный насос, двигатели для привода станка и насоса. В должном направлении производится забурка скважины, после чего устье скважины закрепляется направляющей трубой.

Бурение скважины производится в следующей последовательности

При помощи лебедки станка в скважину спускается буровой инструмент, собираемый из коронки, колонковой трубы, переходника с колонковой трубы на бурильные трубы, колонны бурильных труб. Все детали бурового инструмента соединяются друг с другом при помощи резьбовых соединений.

Верхняя бурильная труба пропускается сквозь шпиндель бурового станка и зажимается в патронах. На нее навертывается вертлюг-сальник, соединенный нагнетательным шлангом с промывочным насосом. С вращением и промывкой ставят коронку на забой. В зависимости от физико-механических свойств пород, диаметра и типа буровой коронки шпинделю, а следовательно, и буровому инструменту сообщают необходимую скорость вращения и при помощи регулятора подачи создают необходимую нагрузку на коронку. Вращаясь и одновременно внедряясь резцами в породу, коронка выбуривает кольцевой забой, формируя колонку породы - керн. Керн по мере углубления скважины заполняет колонковую трубу.

Для охлаждения коронки, для очистки забоя от разрушенной породы и выноса ее на поверхность скважину промывают. Промывочная жидкость через всасывающий шланг засасывается насосом из приемного бака и нагнетается к забою скважины через нагнетательный шланг, сальник и бурильную колонну.

Промывочная жидкость омывает забой и подхватывает разбуренные частицы породы (шлам), транспортируя их на поверхность. Из скважины жидкость направляется в желоба и отстойные баки, где частицы породы (шлам) осаждаются и очищенная жидкость попадает в приемный бак, откуда опять нагнетается в скважину.

Если проходка скважины ведется по устойчивым породам, то для промывки применяется вода. При проходке скважины в неустойчивых породах или в породах, поглощающих воду, промывку ведут глинистым раствором. При бурении в безводных скважинах может применяться продувка скважины сжатым воздухом или газом.

После того как колонковая труба заполнится керном, приступают к подъему инструмента. При бурении в крепких и абразивных породах приходится поднимать инструмент вследствие износа коронки. Перед началом подъема керн должен быть заклинен в нижней части колонкового снаряда. После заклинки керна насос выключают и колонковый снаряд при помощи лебедки поднимают на поверхность, развинчивая колонну труб на отдельные свечи. Свеча свинчивается из двух или трех, а иногда и четырех бурильных труб. Длина свечи на 3 - 5 м меньше высоты вышки. После извлечения колонкового снаряда коронку отвертывают, керн извлекают из колонковой трубы, инструмент вновь собирают. Коронку следует осмотреть и в случае износа заменить исправной. Извлеченный из колонковой трубы керн омывают, замеряют и укладывают в керновые ящики, отмечая глубины скважины, с которой поднят керн.

Если скважина пересекает неустойчивые породы, которые обваливаются или вспучиваются даже при применении специальных растворов, спускают колонну обсадных труб, перекрывая ею неустойчивые породы, после чего продолжают углубление скважины буровым инструментом меньшего размера. Через 50 - 100 м проходки измеряют угол наклона и направление скважины. Когда скважина пересечет полезное ископаемое и врежется в пустые породы лежачего бока, бурение прекращают, инструмент поднимают и разбирают. В скважине производят геофизические исследования, измерение кривизны скважины, измерение температуры и пр., после чего приступают к ликвидации скважины. Прежде всего извлекают обсадные трубы (если они незацементированы). Затем скважину заполняют густым глинисто-суглинистым раствором, а на отдельных участках иногда и цементом, после чего буровая установка разбирается и перевозится на новую точку.

В крепких породах бурение производят алмазными или дробовыми коронками. В породах средней твердости и мягких бурение ведется коронками, армированными твердо-сплавными резцами. Если скважины пересекают уже изученные породы, то на участках, где полезное ископаемое не может залегать, целесообразно перейти на бескерновое бурение, которое в породах мягких и средней твердости позволяет существенно повысить производительность за счет сокращения времени на спуско-подъемные операции, а также за счет повышения механической скорости бурения.

Глубины колонковых скважин бывают различные - от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

Диаметры колонковых скважин зависят от целей их проходки и от типа породоразрушающего инструмента.

При алмазном бурении скважины проходятся коронками диаметром 36, 46, 59 и 76 мм. Твердосплавными коронками чаще всего бурятся скважины диаметрами 76, 93, 112, 132 и реже 151 и 190 мм. При дробовом бурении применяются коронки диаметром 91, 110, 130 и 150 мм. На инженерно-геологических и гидрогеологических работах проходятся колонковым способом шурфо-скважины диаметром от 400 до 1500 мм. За последнее время появились установки для бурения колонковым способом шахт диаметром более 4 м. По сравнению с другими способами колонковое бурение дает возможность:

• извлекать ненарушенные столбики породы - керны, по которым можно точно составить геологический разрез скважины;
• бурить скважины под различными углами к горизонту;
• бурить скважины в породах любой твердости и устойчивости;
• проходить скважины малых диаметров на большую глубину.

К недостаткам колонкового бурения следует отнести частое искривление скважин, недостаточный выход керна при бурении в рыхлых, трещиноватых и тонкослоистых породах, довольно высокая аварийность, непроизводительные затраты энергии на вращение колонны бурильных труб.

Бурение алмазными и твердосплавными коронками может производиться в любом направлении. Скважины, которые бурятся дробью, должны быть направлены только вниз.

Заказ услуг колонкового разведочного бурения: (812) 449-45-91; (812) 942-77-36.