Долота для бурения кольцевым забоем

Для изучения геологического строения разреза, механических, абразивных, коллекторских свойств, состава и строения горных пород, состава и свойств насыщающего породу флюида в процессе бурения периодически или непрерывно отбирают образцы проходимых пород колонковыми долотами (наборами).

При отборе образцов бурение осуществляется кольцевым забоем. Керн (образец горной породы) должен иметь необходимые размеры (не менее 20 мм в диаметре и по длине), быть минимально на­рушенным при отборе, по возможности сохранить не тольконасыщающий флюид, но и пластовые условия.

Рис. 9. Схема колонкового долота

Колонковые долота должны обеспечить качественные характеристики керна и количественные характеристики процесса: высокий (60-90%) процент выноса керна (отношение длины образца к интервалу бурения) в любых, особенно рыхлых, хорошо насыщенных нефтью песках, пористо-кавернозно-трещиноватых пластах, значительные проходку без подъема долота и общую проходку, большую скорость бурения.

Колонковое долото включает следующие элементы:(рис. 9):

породоразрушающую бурильную головку 1, корпус 2, грунтоноску 6 с дренажным клапаном 5, в которую поступает керн, керноприемное устройство 7, кернорватель 8. Через переводник 3 колонковое долото соединяется с бурильной колонной.

Грунтоноска подвешивается в корпусе долота (набора) жестко или на подшипниках 4, предотвращающих ее вращение при вращении инструмента, что способствует сохранности керна внутри грунтоноски.

Сохранность керна зависит также от прямолинейности грунтоноски и точности обработки ее внутренней поверхности, расстояния от забоя до керноприемного устройства, конструкции системы промывки бурильной головки.

Применение колонковых долот со съемной грунтоноской позволяет после бурения на длину грунтоноски извлекать ее с керном специальным ловителем на канате без подъема бурильной колонны. После извлечения керна съемная грунтоноска вновь опускается и устанавливается в колонковом долоте (Стреляев В.И.).

При турбинном бурении керн отбирают с помощью колонковых турбодолот со съемной грунтоноской КТДЗ и КТД4.

Шарошечные бурильные головки выпускаются в трех, четырех-и шестишарошечном исполнении. Трехшарошечные бурильные головки (рис. 22) предназначены для низкооборотного бурения в породах средней твердости с отбором керна несъемной грунтоноской. Корпус бурильной головки внутри имеет выточ­ку для размещения кернорвателя. Промывка осуществляется через три канала круглого сечения 2 в корпусе, расположенные между шарошками 3. Бурильная головка имеет низкий керноприем 4, защищенный от воздействия промывочной жидкости.

Четырехшарошечные бурильные головки применяют для отбора керна с несъемной и сосъемнойгрунтоносками. Шестишарошечные головки предназначены для роторного бурения с несъемной грунтоноской.

Для отрыва керна от забоя и удержания его в грунтоноске при подъеме на поверхность колонковые долота снабжаются кернорвателями цангового, рычажкового или пружинного типов (рис. 23). Цанговые кернорватели применяют при бурении в твердых породах, рычажковые и пружинные - при бурении в мягких породах. Иногда в одном наборе используют одновременнокернорватели для разных пород.

Особенности эксплуатации колонковых долот связаны с необходимостью сохранения количества и качества отбираемого керна, часто в ущерб показателям по проходке и механической, скорости.