Специальные снаряды.

Бурение специальными снарядами отличается технологией извлечения на поверхность керна и может быть обозначено как "бурение с подъемом керна без подъема бурильных труб". Два варианта, входящие в эту подгруппу - снаряды со съемным керноприемником - ССК и комплекты с гидротранспортом керна - КГК, имеют принципиальные различия, как по технике, так и по технологии решения этой задачи и по области применения.

Снаряды со съемными керноприемниками – ССК   представляют собой одинарную колонну специальных бурильных труб с увеличенным внутренним диаметром, приближенным к диаметру колонковой трубы. В колонковой трубе размещается внутренняя тонкостенная труба со специальной головкой - съемный керноприемник, который может свободно проходить внутри бурильной колонны (Рис.11) На нижнем конце колонковой трубы алмазная коронка - 7 с увеличенной шириной торца, так что керн может заходить внутрь керноприемника. Во время бурения керн заходит в керноприемник - 6 (керноприемник надвигается на керн), который удерживается в колонковой трубе от смещения вверх специальными упорами – 2, а вниз упорным кольцом – 3. Керноприемная труба во время бурения не вращается за счет подшипников – 5. В случае самозаклинивания керна в керноприемной трубе гидравлический сигнализатор - 4 перекрывает проход промывочной жидкости, и рост давления показывает самозаклинку. После заполнения керноприемника керном (ℓкп. = З или 4,5 или 6 м), бурение останавливается; с поверхности на тонком канате с быстроходной лебедки спускается ловитель (Б) и захватывает за головку керноприемника. Последний натяжением троса расфиксируется (упоры сдвигаются внутрь) и быстро с керном поднимается на поверхность, керн извлекается и в буровой снаряд сбрасывается пустой керноприемник. Затем потоком промывочной жидкости он быстро доставляется в колонковую трубу и там фиксируется - бурение продолжается. Таким образом, подъем керна осуществляется без подъема бурильных труб в несколько раз быстрее, чем при бурении простым снарядом, что обеспечивает значительный рост производительности, особенно в благоприятных для ССК условиях.   Рис. 11

Кроме роста производительности к достоинствам ССК относится меньшее разрушение стенок скважины за счет уменьшения числа спускоподъемных операций (СПО), лучшие условия для сохранения керна (керн защищен от прямого потока промывочной жидкости и керноприемная труба не вращается в процессе бурения).

Главный недостаток ССК - его более высокая стоимость и более высокие требования к обслуживанию и квалификации персонала. Применение ССК, оправданно, когда его более высокая стоимость окупается соответствующим ростом производительности и качества бурения. Рост производительности от применения ССК зависит от глубины скважины (чем глубже скважина, тем больше выигрыш времени на СПО) и проходки за один рейс, определяемой ресурсом алмазной коронки ССК. Применение ССК можно считать целесообразным при глубине скважины более 200-300 м и при проходке за рейс (на коронку) не менее 30-50 м.

В нашей стране были разработаны работоспособные конструкции съемных (раздвижных) алмазных коронок (СРК - Югова), которые спускаются и поднимаются весте с керноприемником, и после износа заменяются на поверхности на новую, что позволяет бурить всю скважину без подъема бурильной колонны. В массовое производство они так и не были внедрены.

Высококачественные коронки зарубежных фирм – Craelius, Boart Longyear, Diamatic и другие позволяют проходить десятки метров даже в самых твердых породах, а в породах средней твердости сотни метров, и расширяют области рационального применения снарядов ССК.

До перехода на применение снарядов Longyear в нашей стране использовались два варианта снарядов ССК отечественного производства: КССК-76 конструкции "СКБ", Москва и ССК-76,ССК - 59 и ССК - 46 конструкции "ВИТР", С.Петербург.

КССК-76 – «комплект снаряда со съемными керноприемником» предназначен для бурения скважин в разрезах с перемежающимися породами средней крепости VI-IХ, частично X категорий буримости глубиной до 3000м. Он имеет прочную колонну бурильных труб с замковыми соединениями. Для бурения особо глубоких скважин имеется комплект с легкосплавными бурильными трубами. Разработан комплект КССК-95

ССК – 46, ССК – 59, ССК -76 – «снаряды со съемным керноприемником» приспособлены для высокооборотного алмазного бурения в однородных устойчивых породах VIII - X, частично XI категории по буримости в скважинах глубиной до 1500 м, имеют гладкоствольную тонкостенную колонну труб с резьбовым соединением труба в трубу.

В настоящее время повсеместно получили применение комплекты снарядов фирмы Longyearс размерами по диаметру коронок от 48 мм до 146 мм и с практически не ограниченной глубиной бурения (такими снарядами была пробурена самая глубокая геологоразведочная скважина глубиной 5422 м в ЮАР в 2010 году).