Реактивно-турбинное бурение (РТБ)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Одним из наиболее перспективных способов сооружения скважин большого диаметра и шахтных стволов является реактивно-турбинный. Реактивно-турбинные буровые агрегаты находят все более широкое применение в России и за рубежом.

Во ВНИИ буровой техники выполнен значительный объем научно-исследовательских работ, определивших теоретические основы технологии реактивно-турбинного бурения. Создан ряд конструкций забойных буровых машин планетарно-турбинного (реактивно-турбинного) бурения, успешно выполнявших сооружение скважин

большого диаметра и шахтных стволов. Планетарно-турбинные буровые агрегаты разрушают забой долотами, совершающими сложное, планетарное движение: долота вращаются вокруг своих осей (относительное движение) и, вместе с траверсой, вокруг продольной оси агрегата (переносное движение). В большинстве случаев бурения большими диаметрами каждое из этих движений осуществляется от раздельных приводов: относительное от турбобуров (каждое долото от отдельного турбобура), переносное - от ротора на поверхности через бурильные трубы.

Значительным преимуществом реактивно-турбинных буровых агрегатов (РТБ) является разрушение породы на всей площади забоя с одновременным ее удалением из ствола с помощью промывки, что обеспечивает непрерывность процесса углубки скважины или ствола шахты. Применение в конструкции агрегатов РТБ стандартных узлов (турбобуров, шарошечных долот) значительно упрощает и снижает затраты при их изготовлении и эксплуатации. Общая схема установки для реактивно-турбинного бурения приведена на рис. 13.7.

Теоретически установками РТБ можно бурить стволы скважин и шахт любой глубины. Практически при современной технологии ими возможно бурение стволов до глубины 500—1000 м.

Забойные агрегаты РТБ в зависимости от типа применяемого при бурении инструмента могут использоваться при бурении горных пород любой твердости. Штыревые шарошечные долота позволяют бурить породы с коэффициентом крепости f=12—16.

Принципиальная конструктивная схема реактивно-турбинного забойного бурового агрегата приведена на рис. 13.26. Агрегат состоит из турбобуров, жестко соединенных в единую конструкцию с помощью траверсы, хомутовипродольных стяжек. Траверса соединяется с колонной бурильных труб переводником, а с турбобурами с помощью ниппелей. На выходных валах турбобуров через переводники крепятся шарошечные долота. Агрегат РТБ получает общее вращательное движение от бурильной колонны, вращаемой ротором. Вращательное движение агрегата достигается также за счет реактивного действия струй жидкости, выходящих из турбобуров.

Вращение шарошечных долот создается промывочной жидкостью, подаваемой в турбобур под давлением и вызывающей вращение вала турбобура. Для увеличения осевой нагрузки на шарошечные долота на агрегате устанавливаются грузы-утяжелители. Породоразрушающий инструмент РТБ в результате вращения вокруг своей оси и общего вращения вокруг центра забоя ствола приобретает планетарное движение. Рабочие элементы долот (зубки шарошек) движутся по отношению к плоскости забоя по гипоциклоидам, разрушая породу у стенок ствола и на внутренней площади у центра забоя. При таком характере работы инструмента обеспечивается равномерный износ зубьев. Стойкость долот может быть повышена за счет применения оптимальных режимов работы зубков долота, выполняющих работу разрушения породы. Основными режимными параметрами при бурении являются осевая нагрузка на долото и окружная скорость вращения шарошек, а также расположение и форма лезвий зубков. В принципе, чем тверже порода, тем большей должна быть осевая нагрузка и тем меньшей скорость вращения шарошки. При выборе форм, расположения зубков (штырей) долота необходимо учитывать действие всех сил, возникающих при бурении. Особенно ускоряет затупление зубков наличие волочения их и недостаточная величина осевой нагрузки. При исключении этих недостатков стойкость долот значительно повышается. В настоящее время при бурении реактивно-турбинным способом применяют шарошечные долота специальной конструкции, разработанные ВНИИБТ. К таким относятся унифицированные трехшарошечные долота, предназначенные для бурения крепких пород диаметром 394, 445, 490 мм, армированные твердосплавными зубками со сферическими головками, выступающими над поверхностью корпуса шарошки на 6 мм. Характерной особенностью реактивно-турбинного бурения является высокая вертикальность стволов (отсутствие искривлений). Установками реактивно-турбинного бурения пройдено много вентиляционных, вспомогательных и разведочных стволов шахт. В последние годы реактивно-турбинное бурение все больше применяется при проходке нефтяных и газовых скважин увеличенного диаметра, обеспечивая удовлетворительные технико-экономические показатели.

ЛИТЕРАТУРА

Бобин Н.С. Механическое бурение скважин во льду. /Н.И. Васильев, Б.Б. Кудряшов и др. – Л.: Изд-во ЛГИ, 1988.-92 с.
Брылин В.И. Бурение скважин на россыпи. Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2000. – 104 с.
Власюк В.И. Бурение вентиляционных скважин большого диаметра в твердых породах.//Разведка и охрана недр. – 1983. - № 3. – с.31-33.
Егоров Н.Г. Применение расширителей для отбора проб увеличенного объема из разведочных скважин. /А.И. Рябинин//В сб. Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые. – Екатеринбург.: Изд-во УГГА, 2001. – Вып.24.-с. 94-100.
Емелин М.А. Новые методы разрушения горных пород. Учебное пособие для вузов. /В.Н. Морозов, Н.П. Новиков и др. – М.: Недра, 1980. – 240 с.
Кардыш В.Г. Универсальное буровое оборудование производства ОГАО «Геомаш» /Г.В. Кардыш,//Разведка и охрана недр. – 2004. - № 2. – с.17-18.
Качан В.Г. Бурение шахтных стволов и скважин. /И.А. Купчинский. – М.: Недра, 1984. – 278 с.
Кершенбаум Н.Я. Виброметод в проходке горизонтальных скважин. /В.И. Минаев. – М.: Недра, 1968. – 153 с.
Климентов М.Н. Сооружение скважин ударно-вращательным способом бурения./В.И. Тиль. – М.:Недра, 1986.-96 с.
Кудряшов Б.Б. Бурение скважин в сложных условиях. Учебное пособие для вузов. /А.М. Яковлев. – М.:Недра, 1987. – 269 с.
Кудряшов Б.Б.Бурение скважин в условиях изменения агрегатного состояния горных пород /В.К. Чистяков, В.С. Литвиненко. – Л.:Недра, 19911. – 295 с.
Кудряшов Б.Б. Бурение скважин с отбором керна электромеханическим снарядом на грузонесущем кабеле в ледниковых и послеледниковых породах./В.К. Чистяков, Н.И. Васильев, П.Г. Талалай//Матер. гляциол. исслед. – М.:1991.-вып. 71. – с.165-170.
Окмянский А.С. Бурение термальных скважин на лавовом «озере». Реферат.//ЭИ.ВИЭМС. Техн. и технол. геол.-развед. работ; орг. пр-ва, 1983. – Вып. 13. – с.24-26.
Парийский Ю.М. Проблемы и перспективы технологии бурения геотермальных скважин. /Б.Б. Кудряшов //В сб.:Методика и техника разведки. –СПБ.; ВИТР, 1998, №№ 8, 9, 10.
Ракишев Б.Р. Бурение специальных скважин в мерзлых породах. /Б.Ф. Шерстюк, Е.К. Ястребов и др. – М.: Недра, 1993. – 314 с.
Рябинин А.И. Новый буровой инструмент для разведки россыпей золота и алмазов /П.М. Степанов//Геологическое изучение и использование недр:научно-техн. и инф.сб. ЗАО «Геоинформмарк».-М., 2000.-Вып.5-6.-с.22-37.
Шкурко А.М. Устройство для электрохимического бурения скважин с отбором керна. А.С. № 1513981, 1989, Б.И. № 37 /Б.Б. Кудряшов, В.К. Чистяков.
Шкурко А.М. Коронка для электротермического бурения скважин с отбором керна. А.С. № 1558078, 1990, Б.И. № 14/А.А. Земцов, В.П. Терещенко.

Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!