Эксцентрическая обсадка скважины во время бурения: техника, предотвращающая обрушение грунта.
Некоторые отверстия никак не хотят оставаться открытыми. Вы бурите через слой рыхлого гравия, зону трещин или разложившуюся породу, и в тот момент, когда долото проходит, стенки за ним обрушиваются. Отверстие заполняется. Долото заклинивает. Работа останавливается.
Раньше решение заключалось в том, чтобы бороться с обрушением — отодвинуть, просверлить заново, добавить обсадную трубу уже после завершения работ, надеяться, что всё выдержит. Современное решение — никогда не допускать обрушения стены: просверлить обсадную трубу сверлом за один проход. Это и есть обсадка во время сверления, а эксцентриковое сверло — это инструмент, который обеспечивает её эффективность.
Как работает эксцентриковое сверло
Стандартное буровое долото ДТХ бурит отверстие, диаметр которого немного превышает его собственный. В системе бурения с обсадкой используется эксцентриковое долото — долото со смещенным, качающимся расширяющим крылом, которое бурит отверстие большего диаметра, чем диаметр обсадной трубы. Обсадная труба и башмак обсадной трубы следуют за долотом по мере его продвижения. Стенка скважины поддерживается стальной обсадной трубой с момента ее обрыва. Обрушения не происходит.
Когда обсадная труба достигает заданной глубины, эксцентриковое крыло втягивается — оно складывается обратно в корпус бурового долота. Втянутое долото становится достаточно малым, чтобы протянуть его через обсадную трубу, оставляя ее на месте и удерживая отверстие открытым. Эта технология превращает самые сложные условия бурения в контролируемый, воспроизводимый процесс.
Принцип работы: Низкий, низкий, высокий
Эксцентрическое бурение имеет иную философию параметров, чем обычное бурение с использованием буровой головки с погружным насосом. Запомните три вещи:
Низкая скорость вращения.Эксцентричное крыло раскачивается, чтобы проделать отверстие слишком большого размера. Высокие обороты двигателя выталкивают крыло с большей силой, чем необходимо, и создают вибрацию. Вращение должно быть медленным и равномерным — крыло должно раскачиваться, а не беспорядочно болтаться.
Низкое давление подачи.Эксцентричное сверло вырезает отверстие увеличенного диаметра со смещенной геометрией. Сильная подача приводит к слишком быстрому вдавливанию сверла, крыло не может очистить отверстие от стружки, и образовавшееся кольцевое пространство забивается. Подавайте сверло ровно столько, чтобы оно оставалось в контакте с дном — не больше.
Высокая скорость обратного потока воздуха.Для удаления бурового шлама из затрубного пространства между обсадной трубой и бурильными штангами необходима высокая скорость воздушного потока. Это критически важный параметр. Если скорость обратного потока воздуха снижается, шлам оседает, затрубное пространство забивается, и обсадная труба заклинивает. Необходим всегда большой объем воздуха.
Чтение местности
Строй определяет скорость движения. Мягкий, прочный грунт обеспечивает стабильное проникновение. Рыхлый, трещиноватый или влажный грунт требует более легкого подхода.
При попадании в особенно рыхлую или сильно трещиноватую зону снизьте давление подачи и скорость подачи. Эксцентричному крылу нужно время, чтобы прорезать, и обсадной трубе нужно время, чтобы следовать за ним. Пробурите немного, тщательно промойте, пробурите еще немного. Проталкивание через проблемную зону на полной скорости — это способ заполнить затрубное пространство и закрепить обсадную трубу.
Последовательность извлечения информации, от которой зависит успех или провал работы.
Самая деликатная часть операции — извлечение центрального инструмента — молотка и эксцентрикового сверла — обратно через обсадную трубу. Если допустить ошибку, эксцентриковое крыло не втянется, и сверло застрянет в отверстии вместе с обсадной трубой.
Последовательность:
Тщательно очистите отверстие. Выдуйте всю шламовую массу со дна и из затрубного пространства.
Остановить вращение.
Медленно приподнимите центральный инструмент, ровно настолько, чтобы он поднялся — усилие подъема должно быть минимальным, а высота подъема должна обеспечить контакт заднего края эксцентрикового крыла с передней частью обсадной трубы.
Медленно вращайте нить в обратном направлении, осторожно приподнимая её. Обратное вращение возвращает эксцентриковое крыло в сложенное положение.
Когда инструмент начнет свободно подниматься, крыло втянуто. Потяните центральный инструмент обычным способом.
При обратном вращении будьте осторожны. Слишком большой крутящий момент при обратном вращении резьбовой колонны может привести к отвинчиванию соединения в скважине — а это, помимо всего прочего, еще и работа по извлечению инструмента.
Когда крыло не убирается
Иногда эксцентрик не складывается обратно, потому что вокруг его оси забились обломки металла. Симптом: вы вращаете инструмент в обратном направлении и поднимаете его, но он не освобождается. Не прилагайте чрезмерных усилий. Принудительное воздействие на застрявший эксцентрик приводит к его окончательному заклиниванию.
Решение: восстановить приток воздуха, снова промыть отверстие и ненадолго ударить молотком — несколько секунд удара помогут отделить плотно утрамбованные обломки от оси вращения крыла. Затем повторить последовательность уборки: поднять, повернуть в обратном направлении, проверить. Обычно после удаления обломков всё получается со второй или третьей попытки.
Почему эта техника важна
Обсадка скважины во время бурения с использованием эксцентриковых буровых долот — это разница между завершенным бурением и заброшенной скважиной. В рыхлых породах, в трещиноватых горных породах, в любых формациях, где стенки не могут стоять самостоятельно, традиционное бурение означает постоянную борьбу — расширение скважины, обсадка уже после завершения работ, потерянные скважины, потерянные дни.
Эксцентриковая система справляется с задачей за один проход. Обсадная труба следует за долотом, стенка непрерывно поддерживается, и инструмент плавно возвращается в исходное положение после установки обсадной трубы. Это не подходящий инструмент для каждой скважины. Но для скважин, где грунт оказывает сопротивление, это инструмент, который завершает борьбу.
