Геофизические методы поисковых работ

- долото, укрепленное на проволочном канате. Эта система бурения применена была с успехом Г. Кольбом в Баварии в начале семидесятых годов. Буровой инструмент составляют: долото, ударная штанга с направляющими корзинками и вертлюг. Особое устройство последнего с ударной штангой и составляет сущность этой системы, в которой можно заставить долото поворачиваться во время работы. При подъеме канат, натягиваясь, — раскручивается более или менее сообразно весу инструмента, и этим способом поворачивают долото; при падении же долота канат сразу освобождается от груза и вновь скручивается, а с ним вместе отворачивается и долото. Система эта, в не особенно твердых породах, превосходит предыдущие и со свободнопадающим инструментом, так как при этой системе грунт скорее разрыхляется и подъем инструмента, а также очистка скважины производятся быстрее.

- бурение на ножницах посредством каната или штанг. Эта система бурения составляет переход от бурения долотом на сплошных штангах к бурению со свободнопадающим инструментом. Ножницы одинаково хорошо действуют как на канатах, так и на деревянных штангах. Бурение этой системой имеет наибольшее применение в Америке: на канатах употребляется в Пенсильвании и носит название пенсильванского, а на деревянных штангах — канадского. Канатное бурение на ножницах употребляется в глубоких скважинах, более 200 метров, так как на такой глубине вес штанг был бы уж очень велик. Этим способом бурения достигают глубины 600 метров, причем производство самой работы весьма просто. Сначала опускают малое долото и пробуравливают им скважину в 1 метр, вынимают его, очищают скважину и опускают долото больших размеров для расширения отверстия и т. д. Для придания лучшего направления ножницам, ширина их делается на 1 дюйм меньше диаметра скважины. Нижний конец каната посредством обоймицы скрепляется с верхней частью ножниц. Канат изготовляется из самой лучшей пряди, диаметром от 1½ до 2 дюймов. Подъем инструмента не превышает 90 см, при 45 ударах в минуту. Очистка скважины делается желонкой.

- долото, укрепленное к свободнопадающему инструменту. Всякий свободно падающий инструмент производит при падении удар на породу в буровой скважине и сила этого удара находится в зависимости от массы ударного прибора и высоты его падения. Из физики известно, по закону Галилея, что пути, проходимые падающим телом, относятся как квадраты времен падения; следовательно, всякое свободно падающее тело проходит, например, в 2 секунды пространство в 4 раза большее, чем в 1 секунду. Поэтому для достижения наибольшей производительности свободнопадающего инструмента надо найти наибольшую высоту подъема и величину веса его. Бурение может производиться с успехом лишь тогда, когда имеются отличной выделки долота и другие ударные инструменты, независимо от диаметра скважины и степени твердости проходимых пород. В последнее время свободнопадающий инструмент начали применять ко всем буровым системам; а в особенности к канатной. Изобретение, сделанное в Кельне Guilieaume, состоящее в устройстве пустотелого проволочного каната, может создать самую совершенную систему бурения, если изобретение это на практике даст хорошие результаты. Эта система канатно-водяного бурения со свободнопадающим, автоматически действующим инструментом, представит самую совершенную из систем, какую только можно себе представить в настоящее время. При производстве работ подобного рода системой, кроме хороших инструментов, надо иметь и отличных рабочих. Свободнопадающий инструмент на сплошных штангах имеет большое применение в Европе. В усовершенствованной системе этого рода требуется иметь три прибора: а) долото; б) расширитель (когда скважина укрепляется обсадными трубами), и в) свободнопадающий инструмент. Бурение состоит в том, чтобы буровой инструмент поднять на требуемую высоту, которая бывает от 30 до 60 см, и затем сбросить его. Бурение может производиться ручным и машинным способом. Из перечисленных ударных систем в Европе для глубоких скважин применяется единственно штанговая система со свободнопадающим инструментом, для различных диаметров и глубины, как оказавшаяся наиболее выгодной, и только в редких случаях применяют канатную. В Америке, где геологические напластования однообразны на весьма значительную глубину, самого большого успеха в работе достигают, употребляя канатное или на деревянных штангах с ножницами бурение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Долото для отбора горных пород (керна).

     Керн (нем. Kern), цилиндрическая колонка (столбик) горной породы, выбуриваемая в результате кольцевого разрушения забоя скважины (Колонковое бурение).

     Долото буровое, основной элемент бурового инструмента для механического разрушения горной породы на забое скважины в процессе её проходки. Термин «долото» сохранился от раннего периода развития техники бурения, когда единственным способом проходки скважин было ударное бурение, при котором долото буровое имело сходство с плотничным инструментом того же наименования. долото буровое, как правило, закрепляют в конце бурильной колонны, которая передаёт ему осевое и окружное усилие, создаваемое буровой установкой (в случае ударного бурения долото буровое подвешивается на канате и наносит удары по забою скважины за счёт энергии свободного падения).

     В основу классификаций долото буровое положены два признака: назначение и характер воздействия на породу. По назначению различают 3 класса долото буровое: для сплошного бурения (разрушение породы по всему забою скважины), для колонкового бурения (разрушение породы по кольцу у стенок скважины с оставлением в её центральной части керна) и для специальных целей (разбуривание цемента в колонне труб, расширение скважины и др.). По характеру воздействия на породу долото буровое делятся на 4 класса: дробящего действия, дробяще-скалывающего, истирающе-режущего и режуще-скалывающего. Основные элементы долото буровое — корпус и рабочая (разрушающая) часть; последняя определяет три типа долото буровое, широко применяемых в промышленности: шарошечные, алмазные и лопастные.

     Шарошечными долото буровое осуществляется свыше 90% объёма бурения на нефть и газ; эти долото буровое наиболее производительны при бурении геологоразведочных (сплошным забоем) и взрывных скважин в крепких породах. Шарошечное долото буровое (или колонковая бурильная головка) состоит из одной, двух, трёх и более конических, сферических или цилиндрических шарошек, смонтированных на подшипниках качения или скольжения или же их комбинации на цапфах секций долото буровое. На наружной поверхности шарошки имеют породоразрушающие элементы — фрезерованные зубья или запрессованные (запаянные) твёрдосплавные зубки или комбинации зубьев и зубков. Для повышения износостойкости фрезерованные зубья армируются твёрдым сплавом. Зубья на конусах шарошек, как правило, имеют клиновидную форму; твёрдосплавные зубки — клиновидную или полусферическую рабочие поверхности. В зависимости от конструкции корпуса, шарошечные долото буровое разделяются на секционные и цельнокорпусные. В секционных долото буровое корпус сваривается из отдельных (двух, трёх и четырёх) секций, на цапфах которых монтируются свободно вращающиеся шарошки. В цельнокорпусных долото буровое корпус литой, к нему привариваются лапы с шарошками. Для присоединения долото буровое к бурильной колонне у секционных предусмотрена наружная конусная резьба (ниппель), у корпусных — внутренняя конусная резьба (муфта). Секции (лапы) и шарошки долото буровое изготовляются из хромоникельмолибденовых, хромоникелевых и никельмолибденовых сталей. Самое широкое распространение имеют трёхшарошечные долото буровое В ограниченных объёмах применяются вставные двух- и трёхшарошечные долото буровое для бурения скважин турбинным и роторным способами, позволяющие опускать новое и поднимать отработанное долото буровое внутри колонны бурильных труб без подъёма последних на поверхность, а также многошарошечные долото буровое для бурения скважин диаметрами 346—2600 мм реактивно-турбинным способом.

     Лопастное долото буровое состоит из кованого корпуса, к которому привариваются три лопасти и более. У двухлопастного долота корпус и лопасти отштамповываются как одно целое. Передние грани лопастей армируются твердосплавными пластинами прямоугольной формы и зерновым сплавом релит, а боковые — твёрдосплавными цилиндрическими зубками. Лопастные долото буровое применяются для разбуривания мягких и средней твёрдости пород.

     Эффективное бурение скважин обеспечивается своевременной очисткой забоя от выбуренных частиц породы и подъёмом их на поверхность, а также охлаждением  рабочих элементов долото буровое Это осуществляется обычно продувкой при бурении неглубоких (до 20 м) скважин, а при бурении глубоких и сверхглубоких — промывкой. В шарошечных долото буровое применяется два вида промывки: по центральному каналу и гидромониторная — между шарошками, а в больших корпусных долото буровое — их комбинация. Форма, сечение, расположение и количество промывочных каналов зависят от назначения, типа и размера долото буровое В гидромониторных шарошечных и лопастных долото буровое для увеличения передаваемой ими гидравлической мощности применяются сменные минералокерамические или металлокерамические насадки различных диаметров, преобразующие перепад давлений на долото буровое в скоростной напор, повышающий эффективность разрушения породы.

     Совершенствование долото буровое осуществляется в направлении улучшения их конструкций (гидромониторная система очистки забоя скважины, создание новых опор скольжения и др.), применения новых материалов (высокопрочные твёрдые сплавы, стали электрошлакового и вакуумно-дугового переплавов), оснащения рабочих элементов долото буровое алмазами, высокопрочными твёрдыми сплавами и сверхтвёрдыми материалами. 
 
 
 
 
 
 

Список литературы: 

          1. С. Войслав, "Исследование грунта и разведка полезных ископаемых, посредством ручного бурения" 1889

         2."Гидротермальные рудопроявления рифтов Срединно-Атлантического хребта"/ Ю.А.Богданов.- М.: Научный Мир, 1997.- 167 с

         3."Россыпные месторождения России  и других стран СНГ"/ Н.Г.  Патык-Кара, Б.И. Беневольский, Б.И.  Быховский и др.- М.: Научный мир, 1997.- 479 с

         4.Основы нефтегазового дела: Учеб.пособие/  А.А. Коршак А.М. Шаммазов - УФА  ДизайнПолиграфСервис 2001.-543с.