Двойные колонковые трубы
Средства для отбора керна при бурении с комбинированной промывкой (рис. 8.4) занимают положение между средствами с прямой и обратной промывками.
Рис. 8.4. Принципиальная схема работы технических средств
отбора керна с комбинированным типом промывки (двойные колонковые
трубы).
а, б - без движения промывочной жидкости в керноприемной
трубе; в - с обратной всасывающей промывкой в керноприемной трубе;
г - с обратной нагнетательной промывкой в керноприемной трубе.
1 -
подшипниковый узел; 2 - наружная труба; 3 - сливное отверстие; 4 - керноприемная
труба; 5 - отверстия для прохода промывочной жидкости; 6 - керн; 7 -
кернорвательное устройство; 8 - коронка; 9 - верхний переходник.
Конструктивно они представляют собой двойные колонковые трубы, для которых характерно опережение наружной колонковой трубы по отношению к внутренней керноприемной.
На участке Z1 (для большинства средств от забоя скважины до нижнего среза кернорвательного устройства) промывка прямая, поэтому, как и в предыдущем случае , здесь может происходить разрушение керна. В то же время, если физико-механические свойства горных пород позволяют керну сохраниться на участке Z1, то в керноприемной трубе (участок Z2) вероятность сохранения керна увеличивается. Следовательно, при комбинированной промывке действие промывочной жидкости на керн ослаблено по сравнению с прямой промывкой.
Технические средства без движения жидкости в керноприемной трубе
На схемах (рис. 8.4, а и б) показаны технические средства без движения жидкости в керноприемной трубе.
В этих средствах промывочная жидкость движется к забою скважины по кольцевому зазору между трубами и на участке Z1 вступает в контакт с керном.
Из керноприемной трубы жидкость вытесняется поступающим керном через дренажные отверстия.
В схеме промывки труб ТДВ-1 и ТДН-1 конструкции ВИТР, приведенной на рис. 8.4, а, контакт прямой промывки с керном наступает выше кернорвательного устройства, поэтому участок значителен по длине (200-300 мм), а показатели бурения трубами близки к показателям бурения одинарными колонковыми снарядами.
В схеме промывки труб ТНД-2 и в снарядах ССК, конструкции ВИТР, и КССК, конструкции СКБ, приведенной на рис. 8.4, б, контакт керна с прямым потоком жидкости происходит ниже рвательного устройства, поэтому расстояние Z1 уменьшено и составляет 20-40 мм, что позволяет успешно бурить этими снарядами в трещиноватых горных породах.
Cредства с обратной всасывающей промывкой в керноприемной трубе
На схеме (рис. 8.4, в) изображены средства с обратной всасывающей промывкой в керноприемной трубе, создаваемой эжекторным насосом.
К этим средствам относятся трубы ДЭС (ЦНИГРИ).
Ниже рвательного устройства в этих снарядах происходит разделение потока
промывочной жидкости, и часть жидкости засасывается в керноприемную трубу,
увлекая за собой шлам и керн. Но всасывающая промывка обладает недостаточным
напором, поэтому при бурении в мягких и раздробленных горных породах с ростом
гидравлических сопротивлений циркуляция жидкости
прекращается.
Технические средства с обратной нагнетательной промывкой
На схеме (рис. 8.4, г) изображены технические средства с обратной нагнетательной промывкой в керноприемной трубе типа ТДН-УТ, конструкции ВИТР.
Напорное движение жидкости в них создается за счет повышения гидравлических сопротивлений в кольцевом зазоре и между стенками скважины и центратором, выполняющим роль пакера. Напорный поток лучше эжектируемого обеспечивает выход керна в керноприемную трубу, так как более эффективно поддерживает шлам и частицы керна во взвешенном состоянии. Установлено, что в момент забуривания около 70% промывочной жидкости проходит через керноприемную трубу. По мере наполнения керноприемной трубы керном, вызывающим рост гидравлических сопротивлений, обратный поток ослабевает.
Кернорвательные устройства у большинства средств открытого типа - пружинные.
У некоторых типов труб для бурения в слабых горных породах используются
лепестковые кернорватели, представляющие собой набор проволочек, расположенных
по кольцу, или набор стальных пластинок.
Узлы подвески керноприемных труб
В двойных колонковых трубах важным конструктивным элементом является узел подвески керноприемной трубы.
Он представляет собой специальный переходник со сверлениями для прохода промывочной жидкости и деталями для крепления подшипникового узла, если керноприемная труба не вращается. В основном, в практике работ используются невращающиеся керноприемные трубы, за исключением труб ТДВ-1.
Большинство подшипниковых узлов закрытого типа. В узлах открытого типа иногда
используется шаровая пята. Из дополнительных устройств в снарядах ССК
применяются сигнализаторы самозаклинивания. В эжекторных снарядах используются
шламовые трубы закрытого типа для сбора шлама как дополнительного источника
геологической информации.
