Реферат на тему Породоразрушающий инструмент для отбора керна

Содержание:

 

ВВЕДЕНИЕ 2

1 Инструмент для отбора керна 3

2 Назначение и классификация породоразрушающих инструментов 5

2.1 Твердосплавные коронки 9

2.2 Бурильная колонна 11

2.3 Бурильные головки 13

2.4 Снаряды керноотборные 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 18

Введение:

Бурение геологоразведочных скважин при разведке месторождений полезных ископаемых, как область применения алмазного породоразрушающего инструмента повышенной работоспособности, является одной из самых востребованных, но и наиболее сложных по условиям его работы. При этом доля расходов на инструмент в общей стоимости геологоразведочных работ по бурению скважин является тем выше, чем более трудноразрушающиеся и абразивными являются горные породы. Поэтому при разработке новых конструкций бурового инструмента для повышения его работоспособности необходимо учитывать физико-механические свойства горных пород, подлежащих бурению, и их взаимодействие с породоразрушающего элементами инструмента.

Большой объем буровых работ при разведке полезных ископаемых осуществляется в твердых породах. Поэтому разработка инструментов для этого класса пород является наиболее перспективным и экономически оправданным направлением. Именно с такой точки зрения в этой работе представлены наиболее современные и оригинальные пути повышение технико-экономических показателей бурения скважин инструментом, оснащенным поликристаллическими сверхтвердыми материалами.

Цель работы: рассмотреть породоразрушающий инструмент для отбора керна.

Структура работы: введение, основная часть, заключение, список использованных источников.

Объем работы: 18 страниц печатного текста.

Список использованной литературы содержит 7 источников

Заключение:

И так, подведем итоги по данной работе:

Керном называется столбик горной породы, образующийся при бурении скважины кольцевым забоем. Керн извлекается на поверхность и служит основным материалом для прямого изучения состава, строения и механических свойств горных пород разреза месторождения, а также для решения ряда задач при его разведке и разработке. Поэтому извлечение высококачественного и в достаточном количестве керна является одной из главных задач при бурении разведочных скважин.

Бурение с отбором керна широко применяется во всем мире как при ведении геологоразведочных работ на минеральные полезные ископаемые, так и при инженерно-геологических изысканиях. Основной задачей при бурении с отбором керна является получение образца горной породы (керна), который впоследствии подвергается анализу для определения структуры горной породы, твердости, состава и других параметров.

Существуют различные колонковые трубы для извлечения керна из скважины, такие как: стандартные колонковые трубы (одинарные, двойные и тройные), а также двойные колонковые трубы со съемным керноприемником (ССК).

Для извлечения керна при бурении стандартными колонковыми трубами необходимо поднять всю колонну буровых труб из скважины, что занимает достаточно большое количество времени, особенно при бурении глубоких скважин. По этой причине стандартные колонковые трубы чаще всего используются при бурении неглубоких скважин, а также при ведении инженерно-геологических изысканий.

Двойные колонковые трубы со съемным керноприемником (ССК) являются весьма эффективным буровым инструментом, т.к. позволяют извлечь керн на поверхность без подъема всей колонный буровых труб. Для подъема керна через колонну буровых труб на лебедке опускается специальный овершот, который зацепляет внутреннюю колонковую трубу вместе с керном, и на тросе поднимается на поверхность. Данный процесс занимает гораздо меньше времени, чем подъем всей колонны буровых труб. По это причине двойные колонковые трубы ССК чаще всего используются при бурении глубоких геологоразведочных скважин, т.к. позволяют экономить значительное количество времени и повышают общую эффективность ведения буровых работ.

В этой работе приведена классификация инструмента для бурения скважин; рассмотрены основные виды технологического инструмента, его назначения и условия применения.

Фрагмент текста работы:

1 Инструмент для отбора керна

Для отбора керна используется специальный породоразрушающий инструмент – бурильные головки и керноприемные устройства (снаряды).

Бурголовка, разрушая породу по периферии забоя, оставляет в центре скважины колонку породы (керн), поступающую при углублении скважины в керноприемное устройство, состоящее из корпуса и керноприемной трубы (керноприемника).

Корпус керноприемного устройства служит для соединения бурильной головки с бурильной колонной, размещения керноприемника и защиты его от механических повреждений, а также для пропуска бурового раствора к промывочным каналам бурголовки.

Керноприемник предназначен для приема керна, сохранения его во время бурения от механических повреждений и гидроэрозионного воздействия бурового раствора и сохранения керна при подъеме на поверхность. Для выпонения этих функций в нижней части керноприеника устанавливают кернорватели и кернодержатели, а вверху клапан, пропускающий через себя вытесняемый из керноприемника буровой раствор при заполнении его керном.

По способу установки керноприемника в корпусе предусматривает изготовление керноприемных устройств как с несъемными, так и со съемными керноприемниками.

При бурении с несъемными керноприемниками для подъема на поверхность заполненного керном керноприемника необходимо поднимать всю бурильную колонну.

Содержание:

1.   Введение. 2

2.   Классификация инструментов для отбора керна. 3

3.   Снаряды для колонкового бурения. 7

4.   Буровые долота специального назначения. 13

5.   Керноприемный инструмент. 18

6.   Расширители. 21

7.   Заключение. 22

8.   Список литературы.. 23

Введение:

Породоразрушающий
инструмент предназначен для передачи энергии горной породе с целью ее
разрушения. Эффективность разрушения породы зависит от ее механических свойств
и характера воздействия породоразрушающего инструмента.

При бурении нефтяных и
газовых скважин используются следующие виды породоразрушающего инструмента:
буровые долота для бурения скважины сплошным забоем; бурильные головки для
бурения скважин кольцевым забоем; расширители для расширения ствола скважины;
калибраторы, стабилизаторы, центраторы для выравнивания стенок скважины и
центрирования бурильной колонны [1].

Стойкость долота
определяется временем, в течение которого долото изнашивается до предельного
состояния, когда его дальнейшее применение недопустимо или нецелесообразно.
Стойкость долота измеряется в часах и зависит от таких же факторов, как износ.
На износ и, следовательно, на стойкость долота наибольшее влияние оказывают
частота вращения долота, осевая нагрузка, подача и качество промывочного
раствора, определяющие режим бурения в заданных геологотехнических условиях.
Важные показания работы долота – проходка на долото и механическая скорость
бурения. Увелечение проходки на долото способствует уменьшению объема
спуско-подъемных операций за период бурения скважины. При повышении механической
скорости бурения сокращается занятость буровых насосов, вертлюга и ротора в
строительстве скважины. В результате этого снижаются энеггетические затраты и
расход быстроизнашиваемых узлов и деталей подъемного механизма и оборудования
циркуляционной системы буровых комплексов [2,3].

Заключение:

Породоразрушающий инструмент, предназначенный для бурения с отбором
керна. Породоразрушающий инструмент выполняет основную роль в процессе
образования ствола скважины в массиве горной породы. При вращательном способе
бурения буровое долото разрушает породу с помощью зубьев, твердосплавных штырей
или лопастей, выполненных на рабочей поверхности инструмента, которые при
вращательном движении поражают различные участки забоя и обеспечивают
углубление скважины. Ввиду многообразия способов бурения и физико-механических
свойств горных пород породоразрушающие инструменты изготавливаются различных
типов по действию и конструктивному исполнению.

Породоразрушающие инструменты в процессе вращательного бурения
могут оказывать различное воздействие на горную породу. При трении по горной
породе изнашивается, в результате чего меняется форма и размеры вооружения
породоразрушающихся коронок и долот. При износе, сопровождающемся изменением
геометрии вооружения, снижается механическая скорость бурения. Породоразрушающий инструмент, применяемый
для бурения глубоких нефтяных и газовых скважин, работает в сложных условиях,
характеризующихся высокими температурами (600-900 С) и нагрузками (100-200
кгс/мм. кв.) в зоне контакта породоразрушающих элементов с породой. Поэтому
материалы, применяемые для изготовления породоразрушающего инструмента, должны
обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью.

Фрагмент текста работы:

1. Классификация
инструментов для отбора керна По
характеру разрушения горных пород на забое различа­ют сплошное и колонковое
бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади
забоя. Колонко­вое бурение предусматривает разрушение пород с целью извлечения
керна — цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины
скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных
пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида. Колонковое
бурение имеет целью получение из скважины образцов горных пород (керн). Керн
формируется на забое скважины в процессе ее углубления с помощью
породоразрушающего инструмента, который разрушает горную породу лишь по
кольцевому забою и оставляет в центре нетронутый целик породы (колонку). При
этом должно обеспечиваться не только эффективное разрушение породы на забое, но
и сохранность керна при его формировании и поступлении в керноприемную трубу.
Отбор керна возможен при всех способах бурения. Применяют коронки и бурильные
головки. Буровая коронка представляет собой кольцо с присоединительной резьбой,
у которого резцы располагаются на нижнем торце и боковых поверхностях. В
глубоком бурении они практически не используются. При
бурении скважин на нефть и газ используют колонковые наборы, состоящие из
бурильной головки, корпуса и керноприемной трубы. Бурильная головка, разрушая
породу по периферии забоя, оставляет в забое колонку породы (керн), поступающую
по мере углубления скважины в керноприемную трубу. Корпус колонкового набора
служит для соединения бурильной головки с бурильной колонной, размещения
керноприемной трубы и защиты ее от механических повреждений, а также для
пропуска ПЖ между ним и керноприемной трубой. Керноприемная труба предназначена
для приема керна, сохранения его во время бурения и при подъеме на поверхность.
Для выполнения этих функций в нижней части керноприемной трубы размещены
кернорватели и кернодержатели, а вверху — шаровой клапан для пропуска
вытесняемой из керноприемной трубы жидкости по мере заполнения ее керном.
Керноприемная труба в корпусе колонкового набора может быть вращающейся и
невращающейся, со съемной и несъемной [1,4]. Главная
задача при разработке технологии бурения с от­бором керна — обеспечение
высокого качества кернового материала, извлекаемого из скважины.
Высококачественный керн должен давать полное представление о горных породах,
слагающих опробуемый интервал, доставлять достоверную информацию о строении
породы-коллектора, его насыщении и составе пластового флюида. Поскольку
технология бурения с отбором керна подробно рассматривается в курсе колонкового
бурения, здесь остано­вимся в основном на рассмотрении инструментов, применяе­мых
д\я получения керна при бурении нефтяных и газовых скважин. По
классификациям (С.А. Волков, С.С. Сулакшин, И.И. Барабашкин и др.), изучаемым в
курсе колонкового бурения, все горные породы по трудности получения керна
подразделены на несколько категорий. В основу деления горных пород по­ложены
такие признаки, как прочность и стабильность внут­ренних связей в горной
породе, степень ее нарушенности, ус­тойчивость горной породы против вибраций и
эрозионного действия промывочной жидкости, растворимость горной по­роды.
Отнесение горной породы к той или иной категории позволяет   правильно  
выбрать способ получения керна, тип колонкового инструмента и наиболее
подходящий технологи­ческий режим. Разнообразие
геологических условий, в которых прихо­дится отбирать керн, обусловило большое
количество разно­видностей колонкового инструмента. По схеме и способу со­здания
циркуляции промывочного агента все их можно под­разделить на два класса и в
каждом классе выделить несколь­ко разновидностей по принципиальной
конструктивной схе­ме и способу подъема керна на поверхность. Чем труднее
удержать, сохранить керновый материал при его вы­буривании и подъеме на
поверхность, тем тщательнее нужно разрабатывать технологию бурения и сложнее
конструкции применяемого колонкового инструмента. Если из монолит­ных
устойчивых пород высокий процент выноса керна полу­чают с использованием
одинарного колонкового снаряда, то трещиноватые, дробленые породы-коллекторы и
рыхлые по­роды требуют использования двойных колонковых снарядов с вращающейся
или невращающейся керноприемной трубой. По
ГОСТ 21949 — 76 "Устройства керноприемные" предус­мотрен выпуск
керноириемных устройств двух типов в зави­симости от способа бурения: для
роторного бурения — тип Р, для бурения с забойным двигателем — тип Т. В
роторном бурении уже в течение длительного времени используют колонковый снаряд
"Недра" конструкции ВНИ-ИБТ, известный под шифром КД11 М-164/80
[ранее обозна­чался КД11М-190/80). Он имеет внутреннюю керноириемную трубу на
жесткой подвеске, изолирующую керн от потока промывочной жидкости. На базе
этого снаряда разработаны модификации СКУ1-122/52, СКУ-138/67, СКУ1-203/100,
при­чем они могут иметь как жесткую, так и подвижную подвес­ку внутренней
керноириемной трубы. Для бурения в разрезе, представленном слабосвязанными,
пластичными и пучащими породами, во ВНИИБТ разработана серия керноприемных
устройств под названием "Силур" с уменьшенным наружным диаметром
корпуса. Эта серия включает типоразмеры СКУ-146/80, СКУ-122/67 и СКУ-114/52. Во
ВНИИБТ длительное время ведутся работы по увеличению диаметра отбираемого керна
при сохранении наружного габарита корпуса. В ре­зультате этих работ положено
начало новой серии колонко­вых устройств под названием "Кембрий". Из
этой серии в ограниченном количестве производится керноприемное уст­ройство под
шифром СКУ1-172/100, имеющее керноприемную трубу на свободной подвеске.
Основные данные по уст­ройствам серий "Недра", "Силур" и
"Кембрий" приведены табл. в 6.4. В очень рыхлых, рассыпающихся сильнотрещиноватых породах
можно применять двойной колонковый снаряд с эластичной оболочкой. Ее
изготавливают из стойкой резины или иного эластичного материала. В
первоначальном состоя­нии эластичная оболочка в один или несколько слоев