Геологоразведка телефон: (812) 412-76-30
факс: (812) 412-98-83

e-mail: geo@geolraz.com

Буровой инструмент и технология бурения направленных скважин            
(техника и технология XXI века)     

Бурение направленных скважин, особенно из подземных горных выработок, является одной из сложнейших и наукоемких проблем колонкового бурения.    
Направленное бурение – это бурение строго по заданной трассе с обязательным получением на конечной глубине заданного поля допуска по отклонению скважины.    
В СССР, а теперь в РФ, выполняется основной объем мирового направленного бурения.       «Направленно-сберегающей технология» - это комплекс конструкторско-технологических решений, которые обеспечивают процесс бурения с минимальной интенсивностью искривления скважин.    
Новизной разработанной «направленно-сберегающей технологии» является сочетание «пассивного» и «активного» методов управления скважиной.
  «Пассивный» способ – это корректировка трассы скважины за счет изменения конструкции колонкового набора (его длины, мест размещения и количества центраторов, численных значений диаметров расширителей, коронок и центраторов).    
 «Активный» способ – это корректировка трассы скважины за счет применения отклонителя непрерывного действия. 

Технические характеристики комплекса ССК-59ГН для бурения  направленных скважин из подземных горных выработок:

• Протяженность скважины, м - 600; 
• Конечный диаметр бурения, мм - 76; 
• Скважины забуриваются под углом от – 20о до + 25о к горизонту; 
• Оптимальная область применения - бурение в монолитных, слабо- средне- и сильнотрещиноватых (до 40 кусков на метр), умеренно и 
среднеабразивных (Каб = 0,8±1,5), анизотропных и слабоанизотропных, 
умеренно перемежаемых пород VI-VIII, частично IХ-Х категорий по 
буримости (pm = 7,5…28, по ОСТ 41-89-74) с промывкой скважины 
эмульсионными промывочными жидкостями; 
• Выход керна диаметром 35 мм, в (%) - не менее 80; отклонение скважины от проектной оси на конечной глубине , в градусах - не более 4, в метрах(30м±2м)
• Увеличенная до 7,3 м длина колонкового набора; и до 6,3м.- 
керноприемника;общая длина нижней стабилизирующей части бурильной 
колонны 16-17м. 
• Минимальный зазор между стенками скважины и центраторами (трубами) 
колонкового набора; 
• Двухупорные резьбовые соединения всех изделий наружной линии 
колонкового набора исключают возникновение «шарнирного» эффекта и 
обеспечивают заданную прямолинейность колонкового набора (при длине 
7,3 м в средней части не прямолинейность составляет не более 4,2 мм); 
• Разница наружных диаметров изделий колонкового набора - не более     0,2 мм, при стабилизации трассы скважины, и 0,4 мм и более – при ее корректировке; 
• Полный средний ресурс комплекса – не менее 4000 м, 
гарантированный (назначенный) ресурс - не менее 1200 м; 
• Первоначальный объем поставки комплекса с ЗИПом и сменными частями 
рассчитан на гарантированный ресурс; 
• Буровой агрегат обслуживается буровой сменой из двух человек – машиниста и его помощника. 
• Инклинометр и ориентатор досылаются на забой скважины потоком 
промывочной жидкости и извлекаются лебедкой, т.е. аналогично работе с 
овершотом. 

Технологический регламент бурения технологической скважины предусматривает
два этапа работ: 

 

1. Бурение по заданной трассе пилот-скважины диаметром 59 мм. 
2. Разбуривание скважины до диаметра 76 мм и ее калибровка (спрямление). 

Для бурения комплексом ССК-59ГН используются:

- станок колонкового бурения СКБ-5 ТУ 02-16-19-73; 
- насос буровой НБ-4-160/63 ТУ 41-01-558-86; 
- комплекс инструмента для бурения со съемным керноприемником ССК-59ГН ТУ 3664-154-01423955-2000; 
- лебедка керноприемная Л-5 (ТУ 41-01-428-84 с канатом Ø5,1 мм ГОСТ 2608-80) допускается замена на лебедку Л-5ПТУ 41-01-428-84, изв. № 4 с проволокой 3,0 мм ГОСТ 7332-79; 
- отклонитель ТЗ-3П-59 (ТУ 41-01-411-84); 
- трубы бурильные ЛБТН54 (ТУ41-01-363-79), СБТ50 по нормали 0Н41-1-68 (ВТУ 01- 70). 
- инклинометр ИГМ-42-120/60 (ТУ Н-221.401233.008) и ориентатор ОЭМ-36-1 (ТУАХЖ2.787.009); 
- смазка графитовая (ТУ 38-101-330-78) или ее аналог; 
- эмульсионный концентрат «Брин» (ТУ 2439-002-31971111-2001) или его аналог с гигиеническим сертификатом. 
 

Комплекс ССК-59ГН состоит из следующих комплектов инструмента: 


Z
• алмазного породоразрушающего с ужесточенным полем допуска по наружному диаметру; 
• бурильных труб ССК-55 по ГОСТ 26250 гладкоствольных по наружным и внутренним поверхностям; 
• технологического, в т.ч. колонкового набора (7 вариантов сборки) для стабилизации и управления скважины (на рис.1 и 2 показаны стабилизирующая колонковая труба и центратор) и вспомогательного технологического, в т.ч. инструмент для искусственного искривления скважины и для

                                                                                          проработки интервала искривления; инструмент для   truba kolonk контроля (селекции) технического состояния АПИ, центраторов и др.изделий комплекса, как до начала их использования, так и в процессе эксплуатации; облегченного малогабаритного промывочного сальника и герметизатора троса; 

• вспомогательного, в т.ч. ключи, опоры различного назначения и пр.; 
• спуско-подъемного, в т.ч. овершот, гидравлический трубодержатель при бурении восстающих скважин; при бурении горизонтальных и слабонаклонных скважин используется пневматический экстрактор, работающий от воздушной магистрали шахты. 
• аварийного (специальные метчики, труболовка). 

   Центратор колонкового набора, изготавливается в модификациях для стабилизации трассы скважины или ее корректировки; армируется наплавками релита или алмазными вставками различного наружного      диаметра.

     Комплекс совместим с отечественным буровым оборудованием и инструментом. 

   Технологическим регламентом предусматривается инклинометрия скважины через каждые 50 м проходки. По ее результатам определяется тенденция (вектор) искривления скважины и принимается решение о принятии мер по обеспечению выполнения заданных требований по направленности. 
    Работа производится с использованием специально разработанного программного обеспечения и компьютерной техники. 
   При принятии решений учитываются значения допустимого угла локального искривления скважины для бурильных труб ССК. 
     На Среднем Урале в ООО «Щит-Строй» проведены производственные испытания макетного и опытного образцов комплекса (при участии Ростехнадзора); всего пробурено 67 скважин, каждая протяженностью 600 м, все скважины требованиям соответствовали. 
    Опыт показал, что комплекс ССК-59ГН по сравнению с бурением одинарным колонковым набором обеспечивает: 
    - существенное (30-40% и более) снижение интенсивности естественного искривления скважин за счет использования стабилизирующего колонкового набора, что позволило резко сократить количество постановок отклонителя; 
   - стабилизацию и искривление скважин за счет изменения конструкции колонкового набора; 
   - возможность обеспечения заданных требований по направленности за счет комплексной реализации «пассивного» и «активного» управления трассой направленной скважины; 
  - отклонение скважины от проектной оси на конечной глубине, в градусах (м), не более 3, (30 м); 
  - повышение выхода керна не менее, чем до 80% и ресурса АПИ – на 15%; 
  - повышение – в 1,5 раза и более – скорости (производительности) за счет увеличения (до 6,3 м) углубления за цикл и механической скорости бурения, снижения (вплоть до исключения) количества постановок искусственных отклонителей, повышения ресурса АПИ; 
  - повышение безопасности и снижение трудоемкости СПО за счет многократного уменьшения количества спуско-подъемных операций; 
 - минимизацию стоимостных и временных затрат при бурении направленных скважин из подземных горных выработок, особенно восстающих. 
  Объем и номенклатура первоначальной поставки комплекса корректируется по требованию Заказчика в зависимости от условий эксплуатации. 
     Нормативный объем поставки ЗИПа, сменных частей и принадлежностей колонкового набора ССК-59ГН составляет 159 изделий 45-ти наименований. 

   Опыт бурения направленных скважин с использованием импортной буровой техники показывает, что разработанная технология полностью применима к зарубежному комплексу ССК «WL-76/57,5» (разработанные нами центраторы и стабилизирующие трубы колонкового набора адаптированы к резьбовым соединениям шведского комплекса). 
      Для бурения направленных скважин с дневной поверхности комплексами ССК рекомендуется использовать колонковый набор ССК-59НБ02.100 (ТУ 41-01-554-86), конструктивно-технологические параметры которого аналогичны колонковому набору комплекса ССК-59ГН. 
     Длина центрирующего колонкового набора ССК-59НБ02.100 в сборе с коронкой и расширителем 3350 мм и 5450 мм, т.е. равна длине колонковых наборов комплексов ССК-59; средний ресурс – 800 м в указанных выше областях применения. 
     Комплекс ССК-59НБ был успешно внедрен в ПГО «Севзапгеология», ПГО «Центргеология», ПГО «Ташкентгеология», Кайракумская ГРЭ, ПГО «Южказгеология», ГРС «ГМК «Печенганикель», ПГО «Приморгеология» и др. Общий объем выпуска колонкового набора ССК-59НБ в СССР составил 45 комплектов. 
   Предусматривается сервисное обслуживание при использовании комплекса ССК-59ГН, 59НБ, в т.ч. размещение заказов и авторское сопровождение при изготовлении; предоставление эксплуатационной и технической документации (паспорт), регламент работ, обучение бурового персонала, технологическое сопровождение. 
По желанию Заказчика может быть разработана любая конструкция колонкового набора для направленного бурения для конкретных геолого-технических условий бурения под бурильную колонну отечественного или зарубежного сортамента. 

f