Технологія твердосплавного буріння
Технологія колонкового буріння
Колонкове буріння, коли порода руйнується по кільцевому вибою, й у центрі вибою залишається стовпчик неразрушенной породи – керн. Розрізняють ряд різновидів колонкового буріння, що відрізняються як буровим інструментом, що застосовується, так і технологією буріння. Особливості технології залежать, насамперед, від застосовуваного породоруйнуючого інструменту, виду снаряда, застосування або відсутності забійних машин та спеціальних колонкових наборів. При бурінніпростими снарядамитехнологічні параметри та особливості технології буріння залежать від виду матеріалу різців: - твердий сплав -твердосплавне буріння (точніше буріння коронками з різцями з твердого сплаву) ; алмази природні та синтетичні -алмазне буріння (точніше буріння коронками з дрібноалмазними різцями); буріння різцями з надтвердих матеріалів - буріння зСТМ (спіки дрібних природних або синтетичних алмазів, різці з нітратів бору, композиційні алмазотвердосплавні пластини - АТП та інші).
При бурінніспеціальними снарядами(ССК, КГК), снарядами, що включають забійні машини (гідро і пневмо ударники, забійні двигуни) або спеціальні колонкові набори (для підвищення виходу керна), основні принципи технології виходять з типу породоруйнівного інструменту, а наявність забійних машин чи спеціальних колонкових наборів зумовлює специфічні особливості технології.
Технологія твердосплавного буріння
Оскільки твердосплавне буріння застосовується в широкому діапазоні порід від м'яких і пухких до скельних порід середньої фортеці - монолітних, тріщинуватих, абразивних, є кілька груп твердосплавних коронок, що відрізняються конструкцією та принципами на породу.
- СМ -для порід середньої міцності, монолітних,
- СТ – для порід середньої фортеці – тріщинуватих,
- СА для порід середньої фортеці – абразивних.
На відміну від коронок типу «М», коронки, призначені для буріння скельних пород, руйнують породу на вибої за принципом ступінчастого вибою. При цьому передові різці, що мають розмір менше ширини вибою, що виступають більше за інших з торця, роблять канавки на вибої, що їм робити легше, так як менше площа руйнування і порода на вибої не затиснута з боку бічних стінок свердловини. Наступні різці зрізають (скелюють) частину породи вибою, що залишилася, що їм також легше, оскільки частина вибою, що залишилася, має додаткову вільну поверхню і легше сколюється. Найбільш наочно цей принцип видно з прикладу коронки типу СМ-4, рис.35.
Всі твердосплавні різці мають відносно гостру різальну частину, Залежно від того, як відбувається зношування різальної частини різців, коронки діляться на незаточувані, що заточуються після кожного рейсу і самозаточуються.
Коронки з незаточуваними різцями (СМ-4, СМ-5, СМ-6, СМ-9), призначені для буріння малоабразивних, монолітних і порід, що перемежуються, для буріння в таких же, але тріщинуватих породах застосовуються коронки (СТ-2, СТ- 4). У процесі буріння ріжуча кромка різців поступово стирається, площа контакту зростає і знижується швидкість буріння. Оскільки переріз різців порівняно невеликий, (4х4 і 3х3мм.), а породи не дуже тверді, то до повного зношування різальної кромки різців коронка встигає пробурити кілька метрів, тобто. Забезпечується раціональна глибина за рейс.
При бурінні в абразивних породах незалежно від твердості та міцності породи відбувається швидке зношування різальної кромки різця і різці можуть повністю затупитися.вже на перших метрах глибини. У таких породах успішно застосовуються коронки з різцями, що самозаточуються. Ідея самозаточування у тому, що глибина застосування різця в породу (глибина різання) обернено пропорційна площі контакту різця з породою, тобто. майданчики притуплення. При незначному притупленні різця глибина різання ще достатньо ефективного буріння. різці, Що Самозаточуються, являють собою тонку твердосплавну пластинку (0,7 - 1,0 мм), ззаду якої припаяна і закріплена в корпусі коронки сталева пластинка товщиною 4 - 5 мм, що захищає твердосплавну пластинку від сколювання. У процесі буріння сталева опорна пластинка зношується (стирається) швидше, ніж твердосплавна та твердосплавна пластинка починає виступати попереду опори. Маючи невелику контактну площу, частина твердосплавної пластинки, що виступає, впроваджується в породу вибою, що забезпечує достатню швидкість поглиблення. Ріжуча твердосплавна частина такого різця теж зношується, проте повільніше, ніж опорна пластинка і, таким чином, вона виступає попереду опори і забезпечує постійну швидкість поглиблення. Мал. 36 а, б.