Практическое руководство по выбору долот для бурения с погружным пневмоударником по стабильности пласта — практическая стратегия, которая поможет новичкам избежать ошибок
При выборе долот для погружного бурения с учётом стабильности пласта необходимо учитывать, склонен ли пласт к обрушению и целостность его структуры, подобрать долото с механизмом разрушения, соответствующим особенностям грунта, и сочетать выбор долота с соответствующими мерами защиты скважины. Это позволяет сбалансировать качество скважины и эксплуатационную эффективность. В целом, пласты подразделяются на два типа: стабильные и склонные к обрушению. Ниже приведены подробные рекомендации по выбору.
Стабильные породы (например, неповрежденный известняк, плотный мрамор, прочно связанный песчаник). Эти породы имеют неповрежденную структуру и прочные стенки скважины, практически без риска обрушения. При выборе следует ориентироваться на максимальную эффективность бурения, не ограничиваясь требованиями к защите стенок; подходит большинство типов долот для погружного бурения. Рассмотрите следующие варианты:
Отдавайте приоритет высокоэффективному бурению: выбирайте долота вращательного типа с погружным пневмоударником (DTH). Разрезая породу на высоких скоростях вращения с непрерывным режущим воздействием, они могут значительно ускорить процесс. Например, при бурении нетронутого известняка использование долота вращательного типа с чистой водой в качестве промывочной среды упрощает процесс; скорость вращения 100–150 об/мин позволяет достичь скорости проходки около 1–1,5 м/мин, что подходит для неглубоких разведочных скважин и бурения небольших фундаментов.
Для скважин среднего и большого диаметра: выбирайте шарошечные (зубчатые) долота для бурения погружным пневмоударником (DTH). Их вращающееся режущее действие подходит для устойчивых пород средней твёрдости и обеспечивает плавное удаление шлама, что делает их подходящими для скважин большего диаметра (например, для вспомогательных скважин при проходке горных выработок). Они обеспечивают высокую эффективность и снижают износ долот.
Для обработки локальных твёрдых прослоев в устойчивых пластах: используйте ударно-вращательные композитные долота. Они сочетают в себе высокую режущую способность вращательных долот в мягких устойчивых породах с ударным действием для проходки твёрдых прослоев, что позволяет избежать частой смены долот.
Формирования, склонные к обрушению (например, рыхлые песчаные слои, выветренные/трещиноватые породы, сильнотрещиноватые пласты). Эти формации рыхлые или сильно трещиноватые и склонны к обрушению и выкрашиванию стенок скважины во время бурения. При выборе следует учитывать «минимальное воздействие на стенки скважины и совместимость с системами крепления стенок». Выбирайте долота, которые оказывают минимальное воздействие на ствол скважины и хорошо сочетаются с методами стабилизации:
Первый выбор: долота для бурения погружным пневмоударником (DTH) вращательного типа. Вращательное бурение обеспечивает более плавное бурение и значительно меньшие удары и повреждения стенок скважины, чем долота ударного типа, что минимизирует риск обрушения. При использовании с буровым раствором последний образует плотную фильтрационную корку на стенке скважины, которая способствует её стабилизации. Скорость вращения не должна превышать 80 об/мин, а давление промывки/бурового раствора должно быть 0,3–0,5 МПа, чтобы избежать возмущений, вызванных высоким давлением или высокой скоростью. Подходит для бурения анкерных скважин при строительстве котлованов под фундаменты метрополитена и укрепления земляного полотна.
Особые случаи: армированные шарошечные долота с зубьями, предотвращающими обрушение. Если пласт, склонный к обрушению, содержит много мелкого гравия, чисто вращательное долото может быть неэффективным. Армированное шарошечное долото с зубьями, предотвращающими обрушение (стабилизирующими), обеспечивает сочетание режущего и лёгкого ударного воздействия для работы с гравием, в то время как зубья, предотвращающие обрушение, уменьшают расширение ствола скважины. Применение в сочетании с высоковязким буровым раствором для укрепления стенок скважины может улучшить проходку и предотвратить обрушение, что подходит для неглубоких гравийно-песчаных пластов.
Дополнительные примечания
Избегайте использования стандартных ударных долот погружного типа в обрушающихся породах: их высокочастотные удары могут дополнительно ослабить стенки скважины и значительно увеличить риск обрушения. Если использование долота неизбежно в особых случаях, используйте его вместе со специализированными стабилизаторами ствола скважины, уменьшите частоту ударов и контролируйте состояние стенок скважины в режиме реального времени.
