В технических средствах отбора керна с герметизацией устья скважины используется обратная нагнетательная промывка.
Бурение происходит с двойной колонной бурильных труб и гидротранспортом керна на поверхность, а также одинарными и двойными пакерными снарядами ТНД-0 (ВИТР), ДКНТ-ВП (КазИМС) и др.
При бурении с герметизатором устья скважины типа УГ конструкции ВИТР ( рис. 8.5, а) промывочная жидкость закачивается в скважину через специальное устройство, закрепленное на обсадной колонне, и поднимается на поверхность через коронку, колонковую трубу и буровой снаряд. По сравнению с прямой промывкой при бурении этим способом выход керна значительно увеличивается, но фильтрация жидкости в пласты горных пород ограничивает возможности применения метода
При бурении с двойной колонной бурильных труб и гидротранспортом керна на поверхность (рис. 8.5, б) промывочная жидкость закачивается в скважину по кольцевому зазору между трубами, что предохраняет от фильтрации жидкости в пласт при росте гидравлических сопротивлений. Вынос керна на поверхность осуществляется по внутренней колонне бурильных труб, имеющих постоянное сечение. Выше коронки располагается кернолом.
В одинарном пакерном снаряде ( рис. 8.5, в ) по промывочным отверстиям в пакерном переходнике жидкость попадает в скважину, и, двигаясь по кольцевому зазору, поступает в коронку и керноприемную трубу, откуда дренируется в скважину выше пакера.
В двойных пакерных снарядах ( рис. 8.5, г ) жидкость по кольцевому зазору между трубами и по промывочным отверстиям в коронке попадает непосредственно на забой скважины, образуя обратную промывку по всей длине керна. Роль пакера обычно выполняет центратор, расположенный выше коронки.
Дополнительным средством защиты керна от разрушающих факторов служит невращающаяся керноприемная труба, предохраняющая керн от истирания и вибраций
Обратная всасывающая промывка обеспечивается эжекторными и эрлифтными насосами (рис. 8.5, д, е). Напор промывочной жидкости во всасывающих магистралях ограничен высотой всасывания и понижается с уменьшением расхода промывочной жидкости при росте гидравлических сопротивлений. Это благоприятно сказывается на условиях кернообразования, но при этом уменьшается эффективность очистки забоя от шлама.
12. В чем достоинства технических средства для бурения с извлечением керна съемными керноприемниками на канате и восходящим потоком промывочной жидкости? В чем их отличия между собой (схема)?
Керн-цилиндрическая колонка горной породы,
получаемая в результате колонкового бурения. Служит для геологического изучения и опробования.
Средства для отбора керна при бурении с прямой промывкой: Принципиальная схема работы технических средств отбора керна с прямой промывкой (одинарные колонковые трубы).
1 - керноприемная труба;
2 - керн;
3 - керноприемное кольцо;
4 - заклиночный материал;
5 - коронка
Для математической обработки результатов исследований степени влияния факторов кернообразования на формирование и сохранность керна наиболее приемлем метод дисперсионного анализа.Этот метод дает количественную оценку степени влияния конкретного фактора, оценивает его достоверность и позволяет в процентном отношении судить о правильности выбора важнейших факторов в пределах заданных условий эксперимента.I фактор — диаметр бурения (керна)—фактор № 1 в разделе технических факторов кернообразования согласно результатам обработки данных методом математического ранжирования с последующим подтверждением экспериментальными исследованиями.Объемный метод определения выхода керна обычно применяется в тех случаях, когда поднятый на поверхность керн представлен в виде мелких частиц и плашек неправильной формы.
13. Какие существуют типы кернорвателей, в чем их отличия между собой (схема)?
Лепестковый кернорватель (рис.1),. Применяется при бурении твердосплавными коронками мягких и твердых осадочных пород средней абразивности. В корпусе кернорвателя концентрично расположенно цилиндрическое рвательное кольцо с тремя или четырьмя лепестками, нижние концы которых постоянно контактируют со столбиком породного керна. При бурении лепестки свободно пропускают керн в колонковую трубу, а при подъеме бурового снаряда они задерживают рвательное кольцо на столбике керна и лепестки, входя в конусную проточку буровой коронки, заклинивают в ней керн.
Лепестковый кернорватель имеет корпус 1 и рвательное кольцо 2. резьба 3 для соединения с колонковой трубой, буровой коронкой 4. кольцевая проточка 5, в которой размещено рвательное кольцо, представляющее собой пустотелый цилиндр с несквозными продольными прорезями, образующими лепестки 6. Для лучшего контакта лепестков с породным керном они в нижней части внутренней стороны имеют наплавку твердосплавного материала 7 или рифление в виде резьбы. При бурении рвательное кольцо 2 расположено в верхней части буровой коронки.
Рисунок 2
Лепестковый кернорватель, (рис.2). Кернорватель состоит из кольца, в котором закреплены шесть лепестков. При бурении лепестки отодвигаются столбиком керна и не препятствуют его прохождению в керноприемную часть снаряда. При подъеме снаряда лепестки двигаются вниз (показано на рисунке), врезаются в керн, отрезают его и надежно удерживают. Кернорватель рекомендуется к применению в мягких неустойчивых породах.
Рисунок 3
Рычажковыйкернорватель (рис. 3), разработан в Белорусском научно-исследовательском геологоразведочном институте.
Кернорватель обеспечивает захват и надежное удержание керна, диаметр которого имеет непостоянную величину, поэтому рекомендуется для мягких неустойчивых пород.
Цанговые кернорватели обычно применяются при бурении скважин с отбором керна в твердых и крепких монолитных породах, когда собачковыерватели заостренными гранями не могут внедриться в твердую поверхность керна и оторвать его от забоя.
Цанговый кернорватель представляет собой цилиндрический кольцевой корпус, удерживающийся в колонковой трубе на конической поверхности, по которой он может свободно перемещаться. Корпус имеет продольный вырез, обеспечивающий увеличение диаметра во время прохода керна в колонковую трубу при его подъеме и сужение диаметра при отрыве керна в момент подъема инструмента с забоя.