Гидротранспорт керна

ГИДРОТРАНСПОРТ КЕРНА (а. hydraulic соre lifter; н. hydraulisches Ausstoßen des Kernes, hydraulischer Kerntransport; ф. transport hydraulique de la carotte; и. transporte hidrauliсо del testigo de sondeo) — способ доставки из скважины на поверхность керна  и шлама восходящим потоком промывочной  жидкости в процессе бурения.

Жидкость нагнетается  к забою по кольцевому зазору между  бурильными трубами и стенками скважины или между наружными трубами, передающими осевую нагрузку и крутящий момент, и внутренними, служащими  кернопроводом (рис.). Комплекс технических  средств для бурения с гидротранспортом керна включает специальные твердосплавные коронки (наружный диаметр 76, 84 и 93 мм), керноприёмный снаряд с керноломом, двойные бурильные трубы диаметром 73 мм, промывочный сальник, обеспечивающий подвод жидкости от бурового насоса к  кольцевому зазору и отвод её из центрального канала вместе с керном, систему промывки, позволяющую оперативно регулировать направление потока и  доставлять керн по шлангам к керноприёмному устройству. Керноприёмное устройство состоит из перфорированных или  сетчатых лотков, перемещаемых цепным транспортёром. Лотки поочерёдно заполняются  керном, который затем перекладывается  в керновые ящики. Для повышения  стабильности восходящего потока и  сокращения потерь жидкости над породоразрушающим  инструментом иногда устанавливают  пакер.

 Гидротранспорт керна  применяется при бурении скважин  (глубина 100-300 м) В породах до V категории по буримости (с  пропластками пород до VIII категории), поисках и разведке руд полиметаллов, золота, бокситов, углей, нерудных  строительных материалов, а также  при геохимических, геофизических  и гидрогеологических исследованиях.  Полученные пробы пригодны для  литологических, микропалеонтологических,  палеомагнитных, термолюминесцентных,  геохимических исследований, шлихового  опробования. Применение гидротранспорта  керна обеспечивает непрерывность  технологического процесса, увеличивает  механическую скорость, позволяет  вести бурение без подъёма  инструмента для извлечения керна,  сокращает количество спуско-подъёмных  операций и расход промывочной  жидкости, обеспечивает замкнутость  системы циркуляции и значительно  увеличивает процент выхода керна.  Скорость бурения повышается  по сравнению с обычной технологией  в 4-10 раз и составляет в среднем  4500-5500 м, рекордная — 18 000 м в  месяц на один комплекс, стоимость  снижается в 1,5--2,5 раза.

 Бурение с гидротранспортом  керна предложено в США в  1935 с одинарной колонной Х.  Хохманом и др., с двойной колонной  в 1953 Д. Грейблом; в СССР применяется  с 1965

    Задачи повышения производительности и качественных характеристик геологоразведочного бурения при снижении его себестоимости настоятельно требуют не только ускоренного освоения и внедрения последних достижений научно-технического прогресса в этой области, но и разработки принципиально новых, энерго- и ресурсосберегающих технологий.

За последние  годы наиболее впечатляющие положительные  результаты в развитии разведочного бурения достигнуты за счет освоения и широкого внедрения гидротранспорта  керна и наиболее эффективной  разновидности газожидкостных смесей (ГЖС) - пены.

Бурение с  гидро- и пневмотранспортом керна  вместе со шламом обеспечивает 100-процентную представительность геологической  пробы и при этом многократно  более высокую производительность (до 12000 м/ст.мес.) в сравнении с  обычным колонковым разведочным  бурением, причем практически в любых  самых неблагоприятных условиях (поглощения, мерзлота, набухаемость и  неустойчивость проходимых пород и  пр.) [2, 6, 7, 12-18, 35-37, 39, 44, 49-51, 58]. Серьезным  недостатком существующих систем гидро- и пневмотранспорта является высокая  стоимость изготовления двойных  бурильных труб.

Пена как  последняя ступень в развитии очистных агентов для бурения  скважин является совершенно самостоятельной  их разновидностью, принципиально отличается от других и в настоящее время  представляет собой наиболее универсальное  технологическое средство повышения  производительности, качественных показателей  и экономической эффективности  разведочного бурения, особенно, в осложненных  условиях [5, 9, 22, 24, 26, 32, 33, 42, 43, 59, 61-67]. Обладая  известными преимуществами перед жидкостными  и газообразными очистными агентами, пена лишена их недостатков (трудность  водоснабжения, возможность потери циркуляции, замерзание воды при бурении  с промывкой; недостаточное охлаждение алмазного инструмента, пыль, зависимость  от обводненности, сыпучесть проходимых пород, необходимость в дорогостоящих  компрессорах -при бурении с продувкой  и др.).