Применение двойных колонковых труб
Обновлено: 07.07.2024
Опыт внедрения двойных колонковых труб и породоразрушающего инструмента производства «TECSO S.A.», Испания
Фирма «TECSO S.A.» является одним из европейских лидеров в производстве бурового геологоразведочного оборудования и инструмента. Ею производится следующая номенклатура:
- одноколонковые трубы диаметром бурения от 46 мм до 146 мм;
- двойные колонковые трубы (наборы) типов ТТ, Т2, Т6 в сборе и комплектующие к ним различных диаметров — от 46 до 146 мм;
- колонковые наборы ССК (W-L), комплектующие к ним, а также комплексы ССК (W-L) диаметром от 46 мм до 146 мм (AQ-PQ);
- трубы бурильные и обсадные ниппельные и безниппельные, гладкоствольные колонны ССК различных диаметров;
- буровой инструмент алмазный и твердосплавный: коронки и расширители- калибраторы диаметром от 46 до 146 мм;
- вспомогательный инструмент (вертлюги-сальники, ключи, наголовники, аварийный инструмент, трубодержатели и т.д.);
- насосы промывочные плунжерные; пробоотборники и т.д.
Двойная колонковая труба: принцип работы и сфера применения
Двойная колонковая труба представляет собой инструмент, целью использования которого является увеличение показателя выхода керна при бурении, а также для улучшения показателя его сохранности. Кроме того, применение двойных колонковых труб позволяет увеличить показатель проходки, что также является немаловажным доводом в пользу применения такого инструмента.
Принцип работы двойной трубы основан на разделении функций между ее элементами: внутренняя труба предохраняет поступающий в нее керн от разрушения, а наружная – передает усилие и крутящий момент на породоразрушающий инструмент, обеспечивая непосредственно процесс углубления.
Выделяется 2 типа двойных колонковых труб: устройство с вращающейся внутренней трубой и с неподвижной. Основным фрагментом конструкции данного инструмента является узел подвески – то есть место соединения внутренней трубы, выступающей в роли керноприемника, при помощи специального переходника, в котором предусмотрены отверстия для прохода промывочной жидкости.
Каждый из этих инструментов имеет свою область применения, где он наиболее эффективен. Так, труба с невращающейся внутренней частью используются в алмазном бурении рыхлых и разрушенных твердых пород. Кроме того, они могут применяться и проведении работ на участках переслаивания пород с различными показателями твердости. В случае с зафиксированной упорными шарикоподшипниками внутренней трубой при попадании в нее керна она перестает вращаться, что позволяет избежать самозаклинивания керна, увеличить процент его выхода и показатель проходки за один рейс.
Подвижная внутренняя труба также предотвращает самозаклинивание благодаря создаваемому восходящему потоку промывочного раствора, керн гораздо эффективнее входит в принимающую трубу. Показатель проходки также повышается. Применяются такие устройства при работе в монолитных породах со средним показателем твердости, а также для работы в твердых трещиноватых породах.
Тип применяемой промывочной жидкости (вода или глинистый раствор), а также конкретный тип коронок зависит от вида используемого инструмента. Аналогично выбору породоразрушающего инструмента и промывочного агента в каждой конкретной ситуации осуществляется индивидуальный выбор режима бурения, исходя из выбранного оборудования и геолого-технических условий.
Применение двойных колонковых труб
ГОСТ Р 51776-2001
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТРУБЫ ДВОЙНЫЕ КОЛОНКОВЫЕ ДЛЯ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
Типы и основные параметры
Double tube core barrels for exploration drilling.
Types and main parameters
Дата введения 2002-01-01
1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом методики и техники разведки (ВИТР)
ВНЕСЕН Министерством природных ресурсов Российской Федерации
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 10 июля 2001 г. N 262-ст
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на двойные колонковые трубы общего назначения, применяемые для отбора керна при геолого-разведочном бурении на твердые полезные ископаемые.
Стандарт не распространяется на специальные технические средства для отбора керна.
Двойные колонковые трубы должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и комплекту конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент
ГОСТ 19527-74 Коронки алмазные для бурения геолого-разведочных скважин. Основные размеры
3 Классификация, конструктивные параметры
3.1 Двойные колонковые трубы подразделяют согласно классификации горных пород по трудности отбора керна [1] на пять типов, соответствующих горно-геологическим условиям и физико-механическим свойствам горных пород (таблица 1).
Таблица 1 - Классификация типов двойных колонковых труб
Тип колонковой трубы
Характеристика группы горных пород
Группа горных пород по классификации
Слабые, рыхлые, разрушенные, размываемые, сыпучие, I-III категории по буримости
Мягкие, раздробленные, IV-V категории по буримости
Средней твердости, различной степени трещиноватости, VI-VII категории по буримости
Твердые, слабо- и среднетрещиноватые, VIII-Х категории по буримости
Очень крепкие, твердые, монолитные, XI-XII категории по буримости
3.2 Обозначение двойных колонковых труб:
Р, М, С, Т, К - тип трубы;
36, 46, 59 и т.д. - диаметр скважины;
В - вращающаяся керноприемная труба;
Н - невращающаяся керноприемная труба;
Р - разрезная керноприемная труба;
Г - гильза керноприемная;
О - труба для бурения с обратной циркуляцией промывочной жидкости;
Э - труба для бурения с эрлифтом.
Примеры условного обозначения двойных колонковых труб:
- трубы двойной для мягких пород с невращающейся разрезной керноприемной трубой для скважин диаметром 112 мм:
ТДМ-НР-112 ГОСТ Р 51776-2001
- трубы двойной для пород средней твердости с вращающейся керноприемной трубой и обратной циркуляцией промывочной жидкости для скважин диаметром 93 мм:
ТДС-ВО-93 ГОСТ Р 51776-2001
3.3 Конструктивные параметры двойных колонковых труб, определяющие степень защиты керна, приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Конструктивные параметры двойных колонковых труб, определяющие степень защиты керна
Тип колон-
ковой трубы
Технологический параметр двойных колонковых труб
Степень защиты керна
Крепление керно-
приемной трубы
Тип керно-
приемной трубы
Зазор между керном и внутрен-
ней керно-
приемной трубой*, мм
Толщина режущей части буровой коронки
Прямая без контакта с керном
Разрезная с керно-
Увеличенная, с пилотной частью
Прямая с выходом ниже керно-
На пяте или без подшип-
Прямая с выходом выше керно-
3.4 Внутренняя конусность корпуса коронки и корпуса кернорвателя для двойных колонковых труб всех пяти типов равна 1:10.
3.5 Рекомендуемая область применения двойных колонковых труб различных типов по диаметрам, определенная исходя из геологических условий бурения, сложности отбора керна в конкретных геологических условиях, характеристики породоразрушающего инструмента и ряда других факторов, приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Область применения двойных колонковых труб различных типов по диаметрам
Двойные колонковые трубы
Одним из видов технических средств, позволяющих повысить сохранность керна и увеличить углубку за рейс являются двойные колонковые трубы.
В отличие от обычных одинарных, двойные колонковые трубы, кроме наружной трубы, через которую на породоразрушающий инструмент передаются осевая нагрузка и крутящий момент, имеют внутреннюю трубу, предохраняющую поступающий в нее керн от разрушения. Внутренняя труба может вращаться вместе со снарядом (ТДВ) и может быть невращающейся (ТДН) в процессе бурения.
Трубы ТДВ предупреждают лишь размывание керна, а трубы ТДН предохраняют его еще и от истирания.
ВИТРом ВПО «Союзгеотехника» разработаны двойные колонковые трубы нескольких типов для работы в различных геолого-технических условиях.
Трубы первого типа выпускаются с вращающейся (ТДВ-76-1 и ТДВ-59-1) и невращающейся (ТДН-76-1 и ТДН-59-1) внутренними трубами. Они предназначены для бурения с промывкой водой монолитных и слаботрещиноватых пород V—VII категории буримости. Для труб данного типа в качестве породоразрушающих инструментов используются серийные твердосплавные и алмазные коронки диаметром 76 и 59 мм.
Трубы второго типа предназначены для бурения с промывкой водой или глинистым раствором трещиноватых и сильнотрещиноватых малоустойчивых пород VlI-XII категорий буримости. Они выпускаются трех диаметров с вращающейся (ТДВ-76-2, ТДВ-59-2, ТДВ 46-2) и невращающейся (ТДН-76-2, ТДН-59 2 и ТДН-46-2) внутренними трубами, С ними применяются специальные алмазные коронки (10АЗ, ПИЗ) с увеличенном шириной матрицы и удлиненным корпусом с внутренней резьбой.
В двойной колонковой трубе с вращающейся внутренней трубой (рис. 61, а) наружная 3 и внутренняя 7 трубы получают вращение от бурильной колонны через износостойкий переходник 1 и переходник 2. Промывочная жидкость при бурении поступает через межтрубное пространство и отверстия во внутренней трубе в зазор между керном и трубой 7. Далее жидкость направляется в затрубное пространство двумя путями: одна часть — омывая коронку 12 и забой скважины, а другая — через шариковый клапан 6 и каналы переходника 2.
Двойная колонковая труба с невращающейся внутренней трубой (рис. 61,6) в отличие от труб ТДВ имеет подшипниковый узел 3, обеспечивающий свободное проворачивание внутренней трубы 6 относительно переходника 2 и наружной трубы 4, на нижнем конце которой закреплены расширитель 7 и коронка 11. Промывочная жидкость проходит по межтрубному пространству и, омывая коронку, поступает в скважину. Внутренняя труба 6 с кернователем (9, 10) на нижнем конце в процессе бурения надевается па керн и, как чехол, предохраняет его от истирания.
Труба четвертого типа ТДН-76-4 предназначена для бурения с промывкой водой или глинистым раствором разрушенных, легкоразмываемых и сильнотрещиноватых пород V—X категорий по буримости. С этими трубами используются специальные алмазные коронки КДТ-4А, КДТ-4И и расширитель РДТ-4-76. Толщина стенок коронок КДТ 15 мм. В корпусе коронки сделаны каналы, по которым промывочная жидкость из межтрубного пространства поступает непосредственно под торец коронки, минуя керн. Керн удерживается в трубе проволочным кернорвателем типа «паук»
Труба ТДН-У предназначена для бурения монолитных и слаботрещиноватых пород VIII—XII категорий по буримости. С этой трубой применяется алмазная коронка с уменьшенной до 7 мм ширной матрицы (у коронок для двойных колонковых труб других конструкций ширина матрицы 8,5—15 мм).
Трубы типа 0 (ТДН-93-0, ТДН 76-0, ТДН-59-0, ТДН-46-0) предназначены для бурения в сложных геологических условиях: сильнотрещиноватых, раздробленных, брекчированных, перемежающихся по твердости, хрупких, подверженных истиранию породах V—X категорий по буримости. Трубы используют со специальными алмазными коронками. Большие зазоры между колонковыми трубами допускают применение глинистых растворов любой, в том числе повышенной, вязкости В комплект трубы (рис. 61, в) входят кернорватели двух типов: пружинный при бурении в слаботрещиноватых породах и проволочный — при бурении в сильно разрушенных породах.
Особенность труб данного типа — обеспечение обратной циркуляции промывочной жидкости в призабойной зоне скважины. Верхний переходник 1, имеющий пояс и вставки из твердого сплава, создает в скважине сопротивление потоку промывочной жидкости, поднимающемуся по затрубному пространству, в связи с этим до 40 % жидкости, выходящей из межтрубного пространства и проходящей через каналы коронки 9 на забой, поступает во внутренюю трубу 7, поднимается по ней до верхнего переходника и через отводной капал 2 изливается в скважину. При этом шлам и мелкие частицы керна осаждаются во внутренней шламовой трубе 5. Более крупные обломки керна потоком промывочной жидкости удерживаются во взвешенном состоянии в верхней части керноприемной трубы 7, что уменьшает вероятность самозаклинивания керна и повреждения алмазов коронки. Если же самозаклинивание произойдет, то срабатывает сигнализатор 3, представляющий собой два резиновых кольца, разделенных стальной шайбой.
При самозаклинивании керна внутренняя труба через керн воспринимает осевую нагрузку, направленную вверх, и через подшипниковый узел передает его па резиновые кольца сигнализатора. Кольца сжимаются и перекрывают зазор для прохода промывочной жидкости в межтрубное пространство, что фиксируется резким увеличением давления по манометру насоса. Сигнализатор срабатывает при осевой нагрузке 10—12 кН.
Трубы типа УТ (ТДН-76-УТ, ТДН-59-УТ, ТДН-46-УТ) предназначены для бурения с промывкой водой монолитных, слаботрещиноватых и трещиноватых пород VII—XI категорий по буримости. С трубами этого типа применяются специальные алмазные коронки 18АЗ, КУТ-В, 19ИЗГ, КУТ-И, ширина матрицы которых такая же, как у серийных коронок. Трубы типа УТ обеспечивают как прямую, так и обратную призабойную циркуляцию промывочной жидкости, причем интенсивность обратного потока жидкости можно регулировать винтами в переходнике.
Работая с двойными колонковыми трубами, описанными выше, при спуске снаряда в скважину его необходимо остановить в 1,5—2 м нал забоем и включить насос для очистки каналов коронки и трубы от шлама. Снаряд на забой ставят с вращением и медленной подачей, осуществляя в течение 10— 15 мин приработку коронки на малой частоте вращения с осевой нагрузкой 3—4 кН, чтобы керн вошел в керноприемную трубу, не сломав рвательное кольцо. В процессе бурения не рекомендуется отрывать снаряд от забоя. Значения параметров режима бурения приведены в табл. 26. Перед окончанием рейса осевую нагрузку следует уменьшить и 1—2 мин вращать снаряд с усиленной промывкой.
Для бурения пород II—VI категорий буримости, в основном на угольных месторождениях, рядом производственно-геологических объединении разработаны двойные колонковые трубы, работающие с твердосплавными коронками при прямой циркуляции промывочной жидкости. Наиболее широко применяются следующие конструкции двойных колонковых снарядов: в Донбассе — двойная труба С. Е. Алексеенко ДТА-2 и двойная труба Д1-76(93) конструкции ПГО «Южукргеология», в Кузбассе — двойная колонковая труба Г. Г. Игнатьева и двойная колонковая труба ДК-46 (59, 76) конструкции ПГО «Запсибгеология», в Печорском угольном бассейне — трубы ТДК-59-П и ТДК-76-Т конструкции Полярно-Уральского ПГРО и двойные трубы «Донбасс НИЛ» —59 ( 76, 93) конструкции Донбасской научно-исследовательской лаборатории Мингео СССР. Названные трубы характеризуются тем, что имеют две коронки или вместо внутренней — штамп. Это позволяет полностью изолировать керн от потока промывочной жидкости, что особенно важно при перебуривании мягких углей (III—IV категорий по буримости), легко поддающихся размыванию. Длина керноприемных труб невелика (0,8—1,5 м). Двойные колонковые снаряды «Донбасс НИЛ» выпускаются в трех модификациях.
ДКС «Донбасс НИЛ-I» (рис. 62, а) предназначен для бурения пластов простого строения, сложенных углем любого петрографического состава и любой степени углефикации.
ДКС «Донбасс НИЛ-II» (рис. 62, б) предназначен для бурения угольных пластов сложного строения в районах повышенного метаморфизма угля и вмещающих пород.
ДКС «Донбасс НИЛ-III» (рис. 62, в) предназначен для бурения угольных пластов сложного строения при низкой степени метаморфизма.
Внутренняя — керноприемная труба 6 двойных колонковых снарядов «Донбасс НИЛ» соединена нижним концом со штампом 7, который благодаря подшипниковому узлу 3 при бурении вдавливается в уголь без вращения, опережая наружную коронку 8 на 2—5 мм.
Снаряд «Донбасс НИЛ-II» имеет пружинно-фрикционный механизм, а штамп 7 снабжен твердосплавными резцами. При встрече пропластка твердой породы осевую нагрузку на снаряд увеличивают, благодаря чему тарельчатые пружины 4, сжимаясь, включают фрикцион 9. Через диски фрикциона керноприемная труба 6 и штамп-коронка 7 приводятся во вращение. Таким образом пропласток твердой породы бурится вращательным способом.
ДКС «Донбас НИЛ III» имеет вибрационный узел (10, 11). При встрече твердого пропластка вмещающей породы или угля осевая нагрузка на снаряд увеличивается. Тарельчатые пружины 4 получают дополнительное сжатие и штамп заходит внутрь наружной коронки 8 Нижняя — ведомая — обойма 11 вибратора соединяется с верхней — ведущей — обоймой 10. Ролики верхней обоймы, перекатываясь по роликам нижней обоймы, будут возбуждать высокочастотную динамическую нагрузку на керноприемную трубу 6 и штамп 7. При работе в режиме вращательно-вибрационного бурения наружная коронка 8 вбуривается в породу забоя, образуя керн, который на расстоянии 2—4 мм от забоя обрабатывается вибрирующим штампом 7. После выхода из пропластка твердой породы осевая нагрузка на снаряд автоматически уменьшается за счет опережающего внедрения штампа в уголь. Пружины разжимаются, и вибратор выключается.
Срыв и удержание керна при работе снарядами «Донбасс НИЛ» производятся созданием перед подъемом увеличенной осевой нагрузки при отключенном вращении. Керн в своей нижней части деформируется и расклинивается на кольцевом бурте штампа.
При бурении снарядами «Донбасс НИЛ» диаметром 76 мм рекомендуется придерживаться следующих параметров.
Для бурения с гидроударпиками применяется двойная колонковая труба (Ж70М-76, разработанная СКВ ВПО «Союзгеотехника».
При бурении скважин пневмоударниками используются двойные колонковые трубы ТДП 102 (диаметром 121, 146, 168, 203), разработанные ЦНИГРИ.
Геологоразведочный инструмент TECSO S.A. Опыт внедрения двойных колонковых труб типа Т2 76
Фирма TECSO S.A. (Испания) – один из лидеров в производстве бурового геологоразведочного оборудования и инструмента.
Компания выпускает следующую номенклатуру: одноколонковые трубы диаметром бурения от 46 до 146 мм; двойные колонковые трубы (наборы) типов ТТ, Т2, Т6 с сборе и комплектующие к ним различных диаметров – от 46 до 146 мм; колонковые наборы ССК (W–L), комплектующие к ним, а также комплексы ССК (W–L) диаметром от 46 до 146 мм (AQ–PQ,SG); трубы бурильные и обсадные ниппельные и безниппельные, гладкоствольные колонны ССК различных диаметров; буровой инструмент алмазный и твердосплавный: коронки и расширители-калибраторы диаметром от 46 до 146 мм; вспомогательный инструмент (вертлюги%сальники, ключи, наголовники, аварийный инструмент, трубодержатели и т. д.); насосы промывочные плунжерные; пробоотборники и пр.
Продукция выпускается в соответствии с метрическими и дюймовыми международными стандартами, поэтому по типоразмерам она полностью взаимозаменяема с инструментом других изготовителей. Производство и контроль качества сертифицированы в системе ISO 9001, имеют другие европейские сертификаты. Также продукция сертифицирована в системе ГОСТ Р.
Двойные колонковые трубы
TECSO S.A. выпускает широкую номенклатуру двойных колонковых труб (наборов) типов: ТТ, Т2 и Т6 (D бурения – 46–146 мм). Они обеспечивают отличный выход керна, скорость и экономичность бурения за счет конструкции: отсутствия контакта промывочной жидкости с керном и меньшей вибрации, передаваемой на керн. Бесспорным преимуществом таких наборов является возможность их использования с бурильными трубами и буровыми станками отечественного производства.
Набор типа ТТ (тонкостенный) предназначен для бурения крепких слаботрещиноватых и слабоабразивных крепких и крепчайших пород с промывкой водой. Он обеспечивает отличный выход керна увеличенного диаметра, кроме того, за счет применения тонкостенных буровых коронок обеспечивается повышенная скорость бурения, снижаются энергозатраты, уменьшается стоимость шпурометра. Тип Т2 (стандартный) используется для бурения пород различного типа от некрепких до крепких, сильно и среднетрещиноватых, средне- и сильноабразивных с промывкой водой. Такой набор обеспечивает отличный выход керна, скорость бурения и себестоимость шпурометра. Тип Т6 предназначен для бурения слабых, некрепких пород и пород средней крепости, в том числе сильнотрещиноватых и абразивных, с промывкой как водой, так и глинистыми растворами. Это обеспечивается увеличенным зазором между внешней и внутренней трубами, а также другими конструкционными особенностями набора. Возможно навинчивание (удлинение) внешних и внутренних труб для увеличения длины рейса. Также возможно применение сменных пластиковых керноприемных гильз (тип Т6 triplex). Таким образом, стандартный набор Т6 трансформируется в Т6 triplex. Выпускается тройная колонковая труба с многоразовой разъемной алюминиевой трубой%гильзой типа Т6 S. Обеспечивает достойный выход керна при бурении сильнотрещиноватых и разрушенных пород и грунтов. Для всех типов двойных колонковых труб и коронок поставляются полнообхватные ключи.
Конструкция двойной колонковой трубы T2
Относится по классификации к двойным колонковым трубам с невращающейся внутренней трубой (ТДН). Внутренняя керноприемная труба, подвешенная на мощном подшипниковом узле, состоящем из 5 подшипников 6303, при бурении не поворачивается. Керн, поступающий в трубу, изолирован от напора промывочной жидкости и за счет этого эффекта сохраняется от разрушения. Максимально приближенный корпус кернорвателя к матрице коронки сокращает разрушающее действие напора промывочной жидкости на керн.
Конструкция двойных колонковых труб типов Т2 46, Т2 56, Т2 66, Т2 76, Т2 86 и Т2 101 представлена на рис. 1. Таким образом, колонковые наборы Т2 в сборе, выпускаемые длиной L 1500 и L 3000 (п. 1–17) состоят из: 1 – коронки буровой алмазной/твердосплавной; 2 – кольца кернорвательного; 3 – корпуса кернорвателя; 4 – удлинительного патрубка; 5 – расширителя-калибратора алмазного/ твердосплавного; 6 – внешней трубы L 1500/3000; 7 – внутренней керноприемной трубы L 1500/3000; 8 – шайбы; 9 – стопорного кольца; 10 – уплотнительного кольца; 11 – переходника колонкового набора (на стандартную резьбу бурильной трубы); 12 – штока подшипникового узла; 13 – корпуса подшипникового узла; 14 – упорного кольца; 15 – регулировочной шайбы; 16 – шариковых подшипников (комплект из пяти штук 6303, три из них стандартных и два усиленных); 17 – гайки.
Результаты внедрения Т2 76
Целью внедрения указанных двойных колонковых труб Т2 76 с алмазным породоразрушающим инструментом производства TECSO S.A. было получение кондиционного керна в пределах 95% с максимальным сохранением структуры пород и выбор наиболее эффективного бурового инструмента.
Характеристика участка буровых работ «Светлый». Песчаники кварц-полевошпат хлорит-серицитовые; часто окварцованные алевросланцы; сланцы филлитовые того же состава, часто окварцованные; прослои темно-серых углеродистых сланцев; кварцево-жильные зоны метаморфизированные, нередко гидротермально проработанные; кварцево%жильные зоны с 10% кварца. Все породы характеризуются абразивностью выше средней и динамической прочностью. Категория пород по буримости – от 7 до 10.
Используемое буровое оборудование, инструмент и материалы. Буровая установка типа УКБ-4С, оснащенная буровым станком СКБ-41; промывочный насос НБ 4 160; механизм свинчивания и развинчивания бурильных труб РТ-1200М; полуавтоматический элеватор ЭН-12,5; бурильные трубы ТБСУ55, ЛБТН-54.
Электроснабжение от дизельной электростанции ДЭС-100. В процессе буровых работ применялся буровой инструмент российского стандарта и европейского метрического стандарта: двойные колонковые трубы Т2 66, 76, 86, 101 мм производства TECSO S.A. и Atlas Copco, с комплектом необходимых при регулировке технических зазоров полнообхватных ключей для сборки и разборки двойных колонковых труб.
Породоразрушающий инструмент указанных типоразмеров: алмазные коронки О2И3 (ВИТР-Mir), алмазные импрегнированные коронки, тип матрицы М3 и М4 TECSO S.A., алмазные коронки 33И3Г-76 ОАО «ТЕРЕКАЛМАЗ», расширители РСА-76 (ВИТР-Mir) или расширители однослойные TECSO S.A. Очистительный агент при бурении – техническая вода с добавлением NACL. В качестве антивибрационных средств применялись антивибрационная смазка КАВС-45+0,3-ный Superdrill или «Комета-Метеор 013М».
Конструкция скважины. Глубина 0–5,0 м, бурение скважины «всухую» (в связи с необходимостью выхода керна 100% по делювиальным отложениям) твердосплавными коронками СМ6 D 112 мм c последующим обсаживанием пройденного интервала обсадными трубами D 108 мм на нижний сальник. На глубину от 5,0 до 10,0 м бурение производилось двойными колонковыми трубами типа Т2 86 с расширителем с обсаживанием пройденного интервала обсадными трубами D 89 мм на нижний и верхний сальник. В интервале от 10,0 м до проектной глубины 250,0 м бурение осуществлялось двойными колонковыми трубами Т2 76 с импрегнированными алмазными коронками (тип матрицы М4 TECSO S.A.) и с однослойными расширителями того же производителя. В качестве очистного агента использовалась техническая вода; антивибрационные средства – КАВС-45 и 0,3%-ная эмульсия Superdrill.
Компоновка бурильной колонны. Породоразрушающий инструмент – алмазная импрегнированная коронка типа Т2 76, матрица М4 (D наружный – 76,0 мм, D внутренний/керна – 61,5 мм), расширитель однослойный Т2 76 RES (D наружный – 76,2 мм), двойная колонковая труба Т2 76 L 3000 в сборе, переводник с колонковой трубы Т2 76 на переводник 53КВ, бурильные трубы ТБСУ-73 L 2000 с замками З–53 отечественного производства, переводник на ЛБТН-54, бурильные трубы ЛБТН-54 отечественного производства, ведущая труба в шпинделе СКБ-41, промывочный сальник СА-В.
При проходке скважин применялись следующие режимы бурения:
– усилие на породоразрушающий инструмент, Р – 11–13 кН,
– частота вращения бурильной колонны, n – 660–1000 об/мин;
– подача очистного агента (техническая вода+0,3% Superdrill), Q – 25 л/мин.
Результаты. Механическая скорость бурения составила 6,0–12,8 п. м/час. Наработка алмазной коронки Т2 76 матрица М4 составила в среднем 164 п. м. Причина снятия алмазной коронки с эксплуатации – полный износ алмазосодержащей матрицы и потеря по наружному и внутреннему диаметрам. Выход керна составил 97% с сохранением всех структур проходимых пород. Значительно снижена себестоимость буровых работ за счет применения указанного выше инструмента. Некоторые результаты отражены в табл. 2.
Подготовлено по материалам,
предоставленным инженером-технологом буровых
работ Р.Н. Мирхаевым
Применение двойных колонковых труб
ГОСТ Р 51682-2000
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТРУБЫ ОБСАДНЫЕ И КОЛОНКОВЫЕ ДЛЯ
ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
Casing and coring tubes for geology-exploring drilling.
Specifications
Дата введения 2001-07-01
1 РАЗРАБОТАН Государственным предприятием Специальное конструкторское бюро по геологоразведочной технике СКБ "Геотехника"
ВНЕСЕН Министерством природных ресурсов Российской Федерации
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 14 декабря 2000 г. N 354-ст
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на стальные гладкие бесшовные обсадные и колонковые трубы повышенной прочности, соединительные муфты и ниппели к ним для применения в процессе бурения скважин при поисках и разведке твердых полезных ископаемых и воды, инженерно-геологических изысканиях и строительстве.
Стандарт не распространяется на двойные колонковые трубы и колонковые трубы, применяемые при отборе керна снарядами со съемными керноприемниками.
Трубы должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.
Требования стандарта являются обязательными, кроме 4.2.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.051-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм
ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования
ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение
ГОСТ 1763-68 (ИСО 3887-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя
ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия
ГОСТ 5584-75 Индикаторы рычажно-зубчатые с ценой деления 0,01 мм. Технические условия
ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия
ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для химического состава
ГОСТ 8026-92 Линейки поверочные. Технические условия
ГОСТ 9450-76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников
ГОСТ 10692-80 Трубы стальные, чугунные и соединительные части к ним. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа
ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита
ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы
ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора
ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния
ГОСТ 22536.5-87 (ИСО 629-82) Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца
ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения мышьяка
ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома
ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля
ГОСТ 23170-78 Упаковка для изделий машиностроения. Общие требования
ГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования
3 Основные параметры и размеры
3.1 Настоящим стандартом предусмотрены модификации обсадных и колонковых труб по способам соединения (ниппельного - тип НС и приварного - тип П), толщинам стенок и видам термообработки.
3.2 Настоящим стандартом предусмотрены следующие виды термообработки:
нормализация с поверхностной закалкой - НЗ;
улучшение с поверхностной закалкой - УЗ.
3.3 Размеры и масса труб и соединительных муфт типа П должны соответствовать рисунку 1 и таблице 1.
3.3.1 Трубы диаметром 33,5 и 44 мм поставляют длиной 1,0; 1,5; 3,0 м, диаметром 57 мм - 1,0; 1,5; 3,0; 4,5 м и диаметром 73 и 89 мм - 1,0; 1,5; 3,0; 4,5 и 6,0 м и могут использоваться в качестве обсадных, в том числе с вращением (диаметры 57; 73 и 89 мм) и колонковых труб (диаметры 33,5; 44; 57; 73 и 89 мм). Предельные отклонения по длине не должны превышать +10 мм.
3.4 Размеры и масса труб и ниппелей типа НС должны соответствовать рисунку 2 и таблице 2.
3.4.1 Колонковые трубы диаметром 25; 33,5 мм поставляют длиной 1,0; 1,5; 3,0 м, диаметром 44 мм - 1,0; 1,5; 3,0; 4,5 м и диаметром 57; 73; 89; 108 мм - 1,0; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 м. Предельные отклонения по длине не должны превышать +10 мм.
3.4.2 Обсадные трубы диаметром 57; 73; 89; 108; 127 и 146 мм поставляют длиной 1,0; 1,5; 3,0; 4; 5 и 6,0 м. По требованию потребителя поставляют трубы большей длины, но не более 9 м.
Предельные отклонения по длине не должны превышать +10 мм при длине до 6 м; +15 мм - при длине свыше 6 м.
3.5 Форма и параметры профиля резьбы (правой и левой) для обоих типов труб должны соответствовать указанным на рисунке 3 и в таблицах 3 и 4.
Примеры условных обозначений:
Обсадная труба типа П диаметром 89 мм, толщиной стенки 3,5 мм, нормализованная, длиной 3,0 м:
Труба обсадная П 89х3,5 - Н - 3,0 ГОСТ Р 51682-2000
То же, для соединительной муфты:
Муфта М 89 - Н - ГОСТ Р 51682-2000
Колонковая труба типа НС диаметром 57 мм, толщиной стенки 4,0 мм, улучшенная с поверхностной закалкой, длиной 6,0 м:
Труба колонковая НС 57х4,0 - УЗ - 6,0 ГОСТ Р 51682-2000
То же, для ниппеля:
Ниппель - НС 57 - УЗ - ГОСТ Р 51682-2000
Обсадная труба типа НС диаметром 89 мм, толщиной стенки 5,0 мм, улучшенная, с левой резьбой, длиной 6,0 м:
Двойные колонковые трубы типов ТТ, Т2, Т6 и породоразрушающего инструмента производства “TECSO S.A.”, Испания
Фирма “TECSO S.A.” является одним из Европейских лидеров в производстве бурового геологоразведочного оборудования и инструмента. Производится следующая номенклатура: одноколонковые трубы диаметром бурения от 46 мм. до 146 мм.; двойные колонковые трубы (наборы) типов ТТ, Т2, Т6 с сборе и комплектующие к ним различных диаметров от 46 до 146 мм.; колонковые наборы ССК (W-L) , комплектующие к ним, а также комплексы ССК (W-L) диаметров от 46 мм. до 146 мм. (AQ- PQ); трубы бурильные и обсадные ниппельные и безниппельные, гладкоствольные колонны ССК различных диаметров; буровой инструмент алмазный и твердосплавный: коронки и расширители калибраторы диаметром от 46 до 146 мм.; вспомогательный инструмент (вертлюги-сальники, ключи, наголовники, аварийный инструмент, трубодержатели и т.д.); насосы промывочные плунжерные; пробоотборники и т.д.
Буровой инструмент “TECSO S.A.” выпускается в соответствии с метрическими и дюймовыми международными стандартами, поэтому по типоразмерам он полностью взаимозаменяем с инструментом других изготовителей. Производство и контроль качества сертифицирован в системе ISO 9001, а также имеет ряд других Европейских сертификатов. Также продукция “TECSO S.A.” имеет сертификат соответствия ГОСТ Р РФ.
Двойные колонковые трубы, технические характеристики. Колонковые трубы и коронки “TECSO S.A.” обеспечивают отличный выход керна, высокую скорость и экономичность бурения. Их можно использовать как с зарубежными, так и российскими бурильными трубами на зарубежных и отечественных буровых станках. Для всех типов колонковых труб поставляется буровой инструмент.
Типы двойных колонковых труб компании “TECSO S.A.”
Двойная колонковая труба типа Т2 компании “TECSO S.A.”
1 - коронка; 2 - кольцо кернорвательное; 3 - корпус кернорвателя; 4 - удлинительный патрубок; 5 - расширитель-калибратор; 6 - внешняя труба; 7 - внутренняя керноприёмная труба; 8 - шайбы; 9 - стопорное кольцо; 10 - уплотнительное кольцо; 11 - переходник колонкового набора; 12 - шток подшипникового узла; 13 - корпус подшипникового узла; 14 - упорное кольцо; 15 - регулировочная шайба; 16 - шариковые подшипники; 17 - гайка.
Некоторые типы породоразрушающего инструмента для двойных колонковых труб.
Коронка алмазная импрегнированная, изготовленная из качественных синтетических алмазов. Выпускается “прямого” и “W-образного” профиля. Выпускается семь типов матриц различной высоты: М1- М7 для бурения пород, различных по крепости и абразивности от средне- крепких до крепчайших и от неабразивных до сильно абразивных. Прекрасно подходят для высокооборотного производительного колонкового бурения.
Однослойные расширители-калибраторы предназначены для калибровки и обеспечения цилиндричности скважины. Выпускаются “прямого” и спирального профиля.
Твердосплавные коронки типа CARBOTEC, изготовленные из твердосплавных (“ВК” карбид вольфрама) спёков-конгломератов размером от 2 до 6 мм. на медно-никелевой матрице, предназначены для бурения некрепких пород – пород средней крепости до сильно абразивных.
Твердосплавные (“ВК” карбид вольфрама) резцовые коронки предназначены для бурения слабых и некрепких пород различной абразивности низкооборотным колонковым бурением.
Читайте также: