Особенности бурения роторным способом

Быстро вращательное бурение сплошным забоем - роторное

При быстром вращательном бурении инструмент для работы на забое собирается и спускается в скважину в следующем порядке:

1. долото, служащее для разрушения породы на забое;
2. риммер — для выравнивания и округления стенок скважины, а также для центрировки долота;
3. удлинитель — массивная тяжелая труба, служащая для направления долота (рис. 2); удлинитель как бы удлиняет шейку долота и облегчает ловильные работы при авариях;
4. бурильные полые трубы диаметром 150 или 100 мм, передающие вращение от вращателя к рабочему инструменту и соединяемые между собой муфтами и замками в свечи длиной соответственно высоте вышки (обычная длина свеч 24—26 м); соединение бурильных труб муфтой показано на рис. 3;
5. рабочая труба квадратного сечения, вращаемая ротором. Рабочая труба соединяется со свивлом (вертлюгом), подвешенным на крюке талей.

Во время бурения долото полностью разрушает породу на забое, а глинистый раствор, нагнетаемый насосами через пустотелые бурильные трубы, омывает забой и выносит выбуренную породу на дневную поверхность.

В зависимости от физических свойств проходимых пород употребляется тот или иной тип долота.

Для проходки мягких пород применяются долота «рыбий хвост» (рис. 4).

В более твердых породах часто целесообразнее употреблять фасонные долота — дисковые (рис. 5) и долото Зублина (рис. 6). В породах средней и высокой твердости наиболее успешно можно применять шарошечными долотами; шарошки этих долот вращаются вокруг своих осей и дробят и скалывают породу.

Для удлинения времени работы долота на забое и для увеличения скорости долота облицовываются твердыми сплавами (рис. 7).

Облицовка долот твердыми сплавами производится как правило в особых долотных цехах. Обычно долото наваривается несколькими твердыми сплавами. Для проходки по более плотным породам долото «рыбий хвост» облицовывается зернистым сплавом вокар и кусковым сплавом победит. Нередко ребра долота укрепляются дробленым сплавом ТСБ. Для проходки мягких пород долото «рыбий хвост» наваривается часто одним зернистым сплавом вокар, причем более сильно укрепляются углы и ребра долота. Зернистые сплавы навариваются вольтовой дугой, а кусковые — газовой горелкой.

Общая схема станка для вращательного бурения показана на рис. 8, где

• 1 — два мотора мощностью в 260 IP, работающие на один редуктор,
• 2 — главный трансмиссионный вал,
• 3 — промежуточный вал,
• 4 — четырехскоростная лебедка для подъема и спуска инструмента через четырехроликовые тали,
• 5 — ротор для вращения бурильных штанг.

Таким станком возможно бурение до глубины 2 000—2 500 м. Передача между отдельными механизмами — цепная. Устройство двухскоростной лебедки ясно из рис. 9.

Здесь 1 — трансмиссионный вал, получающий через звездочку 2 вращение от двигателя. Через звездочки 3 и 4 или 5 и в лебедочный вал 7 и барабан 8 вращаются с большой или малой скоростями. Включение звездочек 4 и 6 производится посредством кулачковых муфт. Для торможения при спуске инструмента служат ленточные тормоза. В мощных станках для глубокого Б. применяют водяное охлаждение тормозов, а эа последние годы вводят в употребление гидравлические автоматические, т. н. гидроматические тормоза. Катушки 9 служат для навертывания на них каната, которым производится свинчивание й навинчивание труб. Ротор (вращатель) изображен на рис. 3.

Вал 1 получает вращение от трансмиссионного вала станка посредством цепной передачи через звездочку 2. Посредством конической шестерни 3 вращение передается собственно вращателю 4, представляющему собой стальной диск с отверстием посредине, с гладкой верхней поверхностью и с нижней частью, нарезанной по периферии под конич. шестерню. Вращатель 4 покоится на конич. роликах 5. Ротор устанавливается над устьем скважины на шахтных брусьях. Центральное отверстие ротора обычно пропускает инструмент диаметром до 600 мм. Для вращения квадратной рабочей трубы в отверстие ротора вкладывают квадратные вкладыши (рис. 1).

При подъеме и спуске инструмента квадратные вкладыши извлекаются, а вместо них вставляются клинья (рис. 2), имеющие с внутренней стороны, прилегающей к круглым буровым штангам, острую поперечную нарезку, необходимую для удержания штанг навесу. Ротор вращается с числом оборотов от 60 до 150 в минуту. Число оборотов ротора регулируется или изменением числа оборотов двигателя или сменой звездочек

Стандартная высота вышки при быстро вращательном - 37 м.

Для сверхглубокого - высота вышек превышает 50 м.

К преимуществам роторного бурения с глинистой промывкой надо отнести:

К недостаткам этого вида бурения можно отнести:

Быстро вращательное бурение применяется при эксплуатационном и разведочном бурении на нефть. При разведочных работах часто употребляются колонковые долота, позволяющие получать керн.

Турбинное бурение

При глубоком вращательном бурении получаются большие потери мощности на длинном пути от машины двигателя к долоту. Кроме того глубокие скважины при вращательном - имеют большое стремление
к искривлению. Эти вредные явления могут быть устранены только при перенесении вращателя непосредственно к долоту.

При турбинном - во вращении участвует только долото, присоединенное непосредственно к шпинделю турбобура. Бурильная труба служит только для поддержания турбобура и для подачи глинистого раствора. Сам турбобур в основном состоит из турбины (рис. 4), передаточного аппарата, предназначенного для преобразования большого числа оборотов в меньшее, и пустотелого шпинделя, служащего для соединения турбобура с долотом.

1. 1. большие скорости проходки, превышающие скорости прочих способов (до 5 000—9 000 м на станко-месяц при благоприятных грунтах и при скважинах глубиной до 1 200 м),
   2. огромную экономию в обсадных трубах;
   3. большие глубины (глубокая скважина в мире глубиной в 3 875 м пробурена в Калифорнии быстро вращательным бурением);
   4. возможность кароттажа скважин.
   1. большие затраты на оборудование;
   2. большую тяжесть оборудования;
   3. загрязненность шлама глинистым раствором;
   4. способность скважин искривляться.