Виды работ
Быстроизнашивающиеся составляющие конструкций в ГНБ установках
В ходе бурения скважин породоразрушающие механизмы постоянно подвергаются огромным силовым, абразивным и термическим нагрузкам. Катастрофическому износу режущего инструмента способствует сложность контроля его состояния в буровом канале на фоне высоких рабочих мощностей и неуправляемый перегрев (до 200°С). Свою лепту в преждевременное разрушение деталей вносит воздействие агрессивных сред. О том, какие из элементов в установках ГНБ относятся к расходным и, как минимизировать их повреждение, читаем далее.
Штанги
Одной из важных составляющих установки ГНБ является бурильная колонна, образуемая буровыми штангами (металлическими трубами). При передаче крутящего момента (КМ) и осевого давления (ОД) от основного агрегата на режущий инструмент, тягового усилия к расширителю и протягиваемой коммуникации, колонна испытывает колоссальные нагрузки (динамические, статические). Во избежание поломок штанг крайне важно не превысить изгиб их радиуса, а также допустимых показателей КМ и ОД. Эксплуатационный ресурс штанг около года.
Интенсивный износ бурильных труб обусловлен трением, в особенности при разработке крепких грунтов. Поэтому перед производством буровых работ важно не только визуально осматривать эту часть оборудования, но и контролировать ее состояние с помощью аппаратных методов – ультразвукового, испытательного и др. При изменении геометрической формы, наличия дефекта металла и видимого износа элементы бурильной колонны отбраковываются.
Изнашивание неизбежно в резьбовом соединении буровых штанг из-за частого сворачивания и разворачивания комплектующих. Для уменьшения негативного воздействия высоких нагрузок замки покрываются защитной смазкой.
В буровых штангах ГНБ могут практиковаться сборно-разборные соединения, отличающиеся большей надежностью и простотой сборки. С ними колонны более маневренны и легко проходят небольшие повороты.
Режущий инструмент
Пилотный
Породу пробуривает бурильная головка или долото. Инструмент для черновых скважин классифицирован в зависимости от структуры почв для разработки. Гидромониторными долотами создаются каналы длиной 300-1000 мм и диаметром от 40 до 200 мм. Долотами с промывочной насадкой Ø1-10мм ведутся разработки рыхлых и мягких почв. Шарошечные прототипы с наличием гидромониторных насадок подходят для пород средней твердости и плотности. Твердосплавным буром сверлят каменистую породу.
Глубина бурения, наклон и направление находятся под контролем зонда-излучателя, предусмотренного в конструкции буровой головки. Регулирование процесса бурения, в том числе и угла, обеспечивается буровой лопаткой передового бура. Она упрощает продвижение, повороты и выемку шлама. Несмотря на прочность лопаток из высококачественной закаленной стали, они являются самыми уязвимыми деталями ГНБ установок. Эксплуатационный ресурс ножей и лопаток в пределах 3-х месяцев.
Расширяющий
Для увеличения черновой скважины на очередном этапе бурения задействуют расширители с учетом структуры грунтов:
- цилиндрические риммеры с насадками - для мягких;
- однозубые фрезы либо устройства с режущими кольцами (летучими резцами) - для более твердых;
- раздвижные с твердосплавными шарошками - для каменистых.
Жесткость конструкции расширителей ГНБ способна выдерживать огромные нагрузки, с которыми сопряжено увеличение просвета канала. На продолжительность службы твердых лезвий-насадок определенным образом влияет правильный выбор диаметра скважины. Эксплуатационный ресурс расширителя составляет не меньше 4-х месяцев.
Роль промывочной жидкости в уменьшении износа бурового инструмента
Буровой раствор промывает скважину, удаляя из нее в отстойник измельченный шлам. Чем эффективнее очистка стволового канала, тем меньше изнашиваются бурильные трубы и головки. На качество удаления влияют, как свойства самого раствора, так и скорость циркуляции его между стенками канала и буровой трубой.
Кроме повышения рабочего ресурса бурильного оборудования, за счет промывки увеличивается скорость проходки, что особенно важно для мягких разработок и пород средней твердости. Органические и комбинированные примеси в составе раствора образуют смазывающую эмульсию, которая уменьшает трение. А ингибиторы коррозии способствуют снижению агрессивной активности жидкости. Абразивность и коррозийные процессы являются врагами бурильного инструмента. Под влиянием этих факторов металл разрушается, что приводит к поломкам и непредвиденным авариям.
20.11.2021