Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Коло́нкове бурі́ння (рос. колонковое бурение, англ. core drilling, нім. Kernbohren n) — буріння, при якому руйнування породи здійснюється по периферійній частині вибою, із збереженням колонки породи (керна).
Історія
Найпершими коронковими свердлами були ті, які використовували стародавні єгиптяни, винайдені в 3000 році до нашої ери.
Загальний опис
При колонковому бурінні руйнування порід йде не по всій площі вибою свердловини, а по кільцю. Внутрішня частина породи у вигляді колонки (керна) зберігається й дає можливість оцінити тип і геологічні властивості порід по глибині проникнення свердловини (рис. 5.3). Завдяки цьому колонкове обертальне буріння стало одним з основних засобів геологічної розвідки. Застосування пустотілої бурильної труби з різцями на кромці (відоме ще давнім єгиптянам) на новому етапі технічного розвитку використав Ж. Лешо в 1862 р. для збільшення швидкості буріння шпурів у вибою тунелю (він також першим оснастив кільцевий робочий орган найміцнішими алмазними різцями). Спершу основною метою нового способу було збільшення швидкості буріння, але згодом метою стає сам керн («буріння заради знань»), який надавав важливу й різноманітну інформацію для ефективного пошуку корисних копалин (зокрема — нафти та газу).
Дослідження керна дає характеристику порід. Застосовується в породах будь-якої твердості при бурінні на нафту і газ, пошуках і розвідці родов. твердих корисних копалин, геологознімальних і картувальних роботах, гідрогеолічних, інж.-геолічних і геохімічних дослідженнях. При К.б. очищення вибою здійснюється за допомогою бурового насоса або компресора шляхом нагнітання через колону бурильних труб води, глинистого розчину, емульсії, полімерних рідин, піни, аерованого розчину або стисненого повітря.
Керн зі свердловини витягується шляхом підйому колони бурильних труб, знімними керноприймачами або шляхом безперервного транспортування керна через колону труб зворотним потоком промивної рідини в процесі буріння. Діаметри коронок, що застосовуються для геологорозвідувального буріння від 36 до 151 мм, для експлуатації родовищ нафти і газу до 305 мм. Максимальна глибина колонкового буріння досягнута при бурінні Кольської надглибокої свердловини (понад 12 км). У залежності від твердості і абразивності гірських порід для колонкового буріння використовують алмазні/твердосплавні бурові коронки, або бурові долота.
Технічні засоби для колонкового буріння
Для буріння з відбором керну застосовуються спеціальні технічні засоби (колонкові снаряди), які складаються з таких елементів:
1 — бурильної головки;
2 — зовнішнього корпуса;
3 — внутрішньої колонкової труби (керноприймача);
4 — кернотримача (керновідривача).
Бурильна головка, руйнуючи породу по периферії вибою, залишає в центрі свердловини стовпчик породи (керн). Зовнішній корпус служить для з'єднання бурильної головки з бурильною колоною, розміщення керноприймача та захисту керну від механічних пошкоджень, а також для пропуску промивальної рідини між ним і керноприймачем.
Керноприймач призначений для прийому керна, зберігання його під час буріння та при підйомах на денну поверхню. Для виконання цих функцій у нижній частині керноприймача встановлюють керновідривачі і кернотримачі, а вверху ‒ клапан, який пропускає через себе витискувану промивальну рідину при заповненні керноприймача керном.
За принципом підйому керну колонкові снаряди поділяють на снаряди з незнімним (постійним) та знімним керноприймачем. При відборі керну колонковими снарядами з незнімним керноп-риймачем для підйому на поверхню колонкової труби з керном необхідно піднімати всю бурильну колону.
Колонкові снаряди із знімним керноприймачем дозволяють піднімати колонкову трубу з керном без підйому бурильної колони. Для цього в бурильну колону спускають на канаті уловлювач, за допомогою якого піднімають керноприймач на поверхню. Потім, використовуючи той же уловлювач, спускають і встановлюють у корпусі порожній керноприймач і продовжують буріння з відбором керна.
На даний час найпоширенішими є керноприймальні пристрої серії «Надра», «Кембрій» та «Силур». Вони складаються з корпуса, верхнього і нижнього перехідників, керноприймальної труби з кульковою підвіскою і керновідривача. Особливістю керноприймальних пристроїв даної серії є наявність підвіски, яка регулюється. Завдяки цьому обертання корпуса не передається на керноприймальну трубу, тож забезпечується її нерухомість під час заповнення керном.
Снаряд «Надра» має довжину керноприймального пристрою у двосекційному виконанні — 16 м, довжина керноприймача — 14,5 м і дозволяє здійснювати відбір керна діаметром 62, 67, 80, 100 мм рото-рним способом.
Найдосконалішими є пристрої типу «Кембрій» — СКУ-172/100 і СКУ-122/67. Вони мають широке застосування як при роторному, так і при турбінному способах буріння. Конструкція «Кембрію» складається з корпуса, підвіски та регулювального вузла, завдяки чому крутний момент не передається від корпуса керноприймального пристрою до керноприймальної труби та керновідривача. Однак така перевага даних конструкцій притаманна тільки бурінню вертикальних або практично вертикальних ділянках свердловини. При відборі керна в похило-скерованих та в горизонтальних ділянках свердловини, через контактування керноприймальної труби з внутрішньою поверхнею корпусних деталей пристрою за рахунок сил тертя відбувається передача крутного моменту від корпуса керноприймального пристрою до керноприймальної труби. У результаті цього різко погіршуються умови заповнення труби керном і, відповідно, знижується відсоток його винесення.
За останні роки з'явилися нові конструкції керноприймальних пристроїв, що забезпечують високий відсоток винесення керна. Такою є конструкція керноприймального пристрою «КІМ» (РФ), що розроблена на основі керноприймального пристрою типу «Надра» для роторного буріння, керноприймальна труба якого заповнена мінеральним мастилом. Але дані конструкції лише частково відповідають вимогам, що ставляться перед керноприймальними пристроями. Враховуючи великі габаритні розміри керноприймальних пристроїв та непристосованість конструкції до роботи у свердловинах з великими зенітними кутами, є неможливим використання їх у похило-скерованих та горизонтальних свердловинах.
При турбінному бурінні застосовуються колонкові снаряди із зйомним керноприймачем, які одержали назву колонкових турбобурів. Для буріння з відбором керна використовують колонкові турбобури КТДЗ і КТД4С, для яких розроблені чотиришарошкові бурильні головки. З колонковими турбобурами КТД4С застосовуються також алмазні і твердосплавні бурильні головки.
Колонкове буріння на кабелі — це техніка, яка використовується для вилучення керна без необхідності витягувати всю бурильну трубу, яку зазвичай потрібно втягувати лише після завершення отвору або заміни наконечника. Подовжувачі бурильної труби додаються зверху, якщо це необхідно, щоб подовжити трубу, коли отвір стає глибшим. Зразок керна переноситься внутрішньою трубою, зафіксованою на місці в контакті з буровою головкою. Щоб отримати керн, система приводу від’єднується, відкриваючи верхню частину труби. Інструмент, який називається овершотним вузлом, опускається на кінці дроту за допомогою лебідки, коли він досягає трубки для зразків, він фіксується на вершині, а застосування натягу до дроту відмикає трубку для зразків від бурової головки та втягує її та зразок керна до відкритого верхнього кінця бурильної труби, звідки його можна вийняти перед тим, як повернути трубку для зразка вниз по бурильній колоні, щоб зафіксувати назад на ріжучій головці. Це особливо корисно, якщо існує високий ризик руйнування стінок свердловини при втягуванні бурильної труби, тому він підходить для більшості типів ґрунтів і до глибини 1000 м. Доступні декілька діаметрів.
У світі питаннями відбору керна займаються фірми Beker Hughes INTEQ, Baroid, Security DBS, Halliburton та інші. Пристрої для відбору керна цих фірм складаються з корпуса, керноприймальної труби, що не обертається, керновідривача та кулькової підвіски.
Для відбору керну застосовують колонкові снаряди «Надра», «Силур», «Колонок», «Кембрій» тощо.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
- Українська нафтогазова енциклопедія / за загальною редакцією В. С. Іванишина. — Львів: Сполом, 2016. — 603 с. : іл., табл. — .
- Коцкулич Я. С., Кочкодан Я. М. Буріння нафтових і газових свердловин. — Коломия: 1999. — 504 с.
- Мислюк М. А., Рибчич І.Й, Яремійчук Р. С. Буріння свердловин: Довідник. — К.: Інтерпрес ЛТД, 2002. — ТТ.1,2,3,4,5.
- Яремійчук Р.С, Возний В. Р. Основи гірничого виробництва. Підручник.-Київ, Українська книга, 2000.-с.360.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу. Тт. 1-2, 2004—2006 рр. 560 + 800 с.
- Білецький В. С. Основи нафтогазової справи / В. С. Білецький, В. М. Орловський, В. І. Дмитренко, А. М. Похилко. — Полтава: ПолтНТУ, Київ: ФОП Халіков Р. Х., 2017. — 312 с.
- Орловський В. М., Білецький В. С., Вітрик В. Г., Сіренко В. І. Бурове і технологічне обладнання. Харків: Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, НТУ «ХПІ», ТОВ НТП «Бурова техніка», Львів, Видавництво «Новий Світ — 2000», 2021. — 358 с. [ 14 лютого 2022 у Wayback Machine.]
Примітки
- Jacques W. Delleur (12 December 2010). The Handbook of Groundwater Engineering, Second Edition. Taylor & Francis. с. 7 in chapter 2. ISBN .
- Wireline coring. Parma, Italy. Процитовано 17 March 2022.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kolo nkove buri nnya ros kolonkovoe burenie angl core drilling nim Kernbohren n burinnya pri yakomu rujnuvannya porodi zdijsnyuyetsya po periferijnij chastini viboyu iz zberezhennyam kolonki porodi kerna Shema kolonkovogo burinnya z pryamoyu promivkoyu Cifri v kulkah 1 Almazna koronka 2 Kernorvach 3 Stovbchik kernu 4 Kolonkova truba 5 Perehidnik 6 Mufta 7 Burova truba strilkami pokazano ruh burovogo rozchinuIstoriyaNajpershimi koronkovimi sverdlami buli ti yaki vikoristovuvali starodavni yegiptyani vinajdeni v 3000 roci do nashoyi eri Zagalnij opisPri kolonkovomu burinni rujnuvannya porid jde ne po vsij ploshi viboyu sverdlovini a po kilcyu Vnutrishnya chastina porodi u viglyadi kolonki kerna zberigayetsya j daye mozhlivist ociniti tip i geologichni vlastivosti porid po glibini proniknennya sverdlovini ris 5 3 Zavdyaki comu kolonkove obertalne burinnya stalo odnim z osnovnih zasobiv geologichnoyi rozvidki Zastosuvannya pustotiloyi burilnoyi trubi z rizcyami na kromci vidome she davnim yegiptyanam na novomu etapi tehnichnogo rozvitku vikoristav Zh Lesho v 1862 r dlya zbilshennya shvidkosti burinnya shpuriv u viboyu tunelyu vin takozh pershim osnastiv kilcevij robochij organ najmicnishimi almaznimi rizcyami Spershu osnovnoyu metoyu novogo sposobu bulo zbilshennya shvidkosti burinnya ale zgodom metoyu staye sam kern burinnya zaradi znan yakij nadavav vazhlivu j riznomanitnu informaciyu dlya efektivnogo poshuku korisnih kopalin zokrema nafti ta gazu Doslidzhennya kerna daye harakteristiku porid Zastosovuyetsya v porodah bud yakoyi tverdosti pri burinni na naftu i gaz poshukah i rozvidci rodov tverdih korisnih kopalin geologoznimalnih i kartuvalnih robotah gidrogeolichnih inzh geolichnih i geohimichnih doslidzhennyah Pri K b ochishennya viboyu zdijsnyuyetsya za dopomogoyu burovogo nasosa abo kompresora shlyahom nagnitannya cherez kolonu burilnih trub vodi glinistogo rozchinu emulsiyi polimernih ridin pini aerovanogo rozchinu abo stisnenogo povitrya Kern zi sverdlovini vityaguyetsya shlyahom pidjomu koloni burilnih trub znimnimi kernoprijmachami abo shlyahom bezperervnogo transportuvannya kerna cherez kolonu trub zvorotnim potokom promivnoyi ridini v procesi burinnya Diametri koronok sho zastosovuyutsya dlya geologorozviduvalnogo burinnya vid 36 do 151 mm dlya ekspluataciyi rodovish nafti i gazu do 305 mm Maksimalna glibina kolonkovogo burinnya dosyagnuta pri burinni Kolskoyi nadglibokoyi sverdlovini ponad 12 km U zalezhnosti vid tverdosti i abrazivnosti girskih porid dlya kolonkovogo burinnya vikoristovuyut almazni tverdosplavni burovi koronki abo burovi dolota Tehnichni zasobi dlya kolonkovogo burinnyaShema budovi kolonkovogo snaryada 1 burilna golovka 2 kern 3 kernoprijmach 4 korpus 5 klapan Dlya burinnya z vidborom kernu zastosovuyutsya specialni tehnichni zasobi kolonkovi snaryadi yaki skladayutsya z takih elementiv 1 burilnoyi golovki 2 zovnishnogo korpusa 3 vnutrishnoyi kolonkovoyi trubi kernoprijmacha 4 kernotrimacha kernovidrivacha Burilna golovka rujnuyuchi porodu po periferiyi viboyu zalishaye v centri sverdlovini stovpchik porodi kern Zovnishnij korpus sluzhit dlya z yednannya burilnoyi golovki z burilnoyu kolonoyu rozmishennya kernoprijmacha ta zahistu kernu vid mehanichnih poshkodzhen a takozh dlya propusku promivalnoyi ridini mizh nim i kernoprijmachem Kernoprijmach priznachenij dlya prijomu kerna zberigannya jogo pid chas burinnya ta pri pidjomah na dennu poverhnyu Dlya vikonannya cih funkcij u nizhnij chastini kernoprijmacha vstanovlyuyut kernovidrivachi i kernotrimachi a vverhu klapan yakij propuskaye cherez sebe vitiskuvanu promivalnu ridinu pri zapovnenni kernoprijmacha kernom Za principom pidjomu kernu kolonkovi snaryadi podilyayut na snaryadi z neznimnim postijnim ta znimnim kernoprijmachem Pri vidbori kernu kolonkovimi snaryadami z neznimnim kernop rijmachem dlya pidjomu na poverhnyu kolonkovoyi trubi z kernom neobhidno pidnimati vsyu burilnu kolonu Kolonkovi snaryadi iz znimnim kernoprijmachem dozvolyayut pidnimati kolonkovu trubu z kernom bez pidjomu burilnoyi koloni Dlya cogo v burilnu kolonu spuskayut na kanati ulovlyuvach za dopomogoyu yakogo pidnimayut kernoprijmach na poverhnyu Potim vikoristovuyuchi toj zhe ulovlyuvach spuskayut i vstanovlyuyut u korpusi porozhnij kernoprijmach i prodovzhuyut burinnya z vidborom kerna Na danij chas najposhirenishimi ye kernoprijmalni pristroyi seriyi Nadra Kembrij ta Silur Voni skladayutsya z korpusa verhnogo i nizhnogo perehidnikiv kernoprijmalnoyi trubi z kulkovoyu pidviskoyu i kernovidrivacha Osoblivistyu kernoprijmalnih pristroyiv danoyi seriyi ye nayavnist pidviski yaka regulyuyetsya Zavdyaki comu obertannya korpusa ne peredayetsya na kernoprijmalnu trubu tozh zabezpechuyetsya yiyi neruhomist pid chas zapovnennya kernom Snaryad Nadra maye dovzhinu kernoprijmalnogo pristroyu u dvosekcijnomu vikonanni 16 m dovzhina kernoprijmacha 14 5 m i dozvolyaye zdijsnyuvati vidbir kerna diametrom 62 67 80 100 mm roto rnim sposobom Najdoskonalishimi ye pristroyi tipu Kembrij SKU 172 100 i SKU 122 67 Voni mayut shiroke zastosuvannya yak pri rotornomu tak i pri turbinnomu sposobah burinnya Konstrukciya Kembriyu skladayetsya z korpusa pidviski ta regulyuvalnogo vuzla zavdyaki chomu krutnij moment ne peredayetsya vid korpusa kernoprijmalnogo pristroyu do kernoprijmalnoyi trubi ta kernovidrivacha Odnak taka perevaga danih konstrukcij pritamanna tilki burinnyu vertikalnih abo praktichno vertikalnih dilyankah sverdlovini Pri vidbori kerna v pohilo skerovanih ta v gorizontalnih dilyankah sverdlovini cherez kontaktuvannya kernoprijmalnoyi trubi z vnutrishnoyu poverhneyu korpusnih detalej pristroyu za rahunok sil tertya vidbuvayetsya peredacha krutnogo momentu vid korpusa kernoprijmalnogo pristroyu do kernoprijmalnoyi trubi U rezultati cogo rizko pogirshuyutsya umovi zapovnennya trubi kernom i vidpovidno znizhuyetsya vidsotok jogo vinesennya Za ostanni roki z yavilisya novi konstrukciyi kernoprijmalnih pristroyiv sho zabezpechuyut visokij vidsotok vinesennya kerna Takoyu ye konstrukciya kernoprijmalnogo pristroyu KIM RF sho rozroblena na osnovi kernoprijmalnogo pristroyu tipu Nadra dlya rotornogo burinnya kernoprijmalna truba yakogo zapovnena mineralnim mastilom Ale dani konstrukciyi lishe chastkovo vidpovidayut vimogam sho stavlyatsya pered kernoprijmalnimi pristroyami Vrahovuyuchi veliki gabaritni rozmiri kernoprijmalnih pristroyiv ta nepristosovanist konstrukciyi do roboti u sverdlovinah z velikimi zenitnimi kutami ye nemozhlivim vikoristannya yih u pohilo skerovanih ta gorizontalnih sverdlovinah Pri turbinnomu burinni zastosovuyutsya kolonkovi snaryadi iz zjomnim kernoprijmachem yaki oderzhali nazvu kolonkovih turboburiv Dlya burinnya z vidborom kerna vikoristovuyut kolonkovi turboburi KTDZ i KTD4S dlya yakih rozrobleni chotirisharoshkovi burilni golovki Z kolonkovimi turboburami KTD4S zastosovuyutsya takozh almazni i tverdosplavni burilni golovki Kolonkove burinnya na kabeli ce tehnika yaka vikoristovuyetsya dlya viluchennya kerna bez neobhidnosti vityaguvati vsyu burilnu trubu yaku zazvichaj potribno vtyaguvati lishe pislya zavershennya otvoru abo zamini nakonechnika Podovzhuvachi burilnoyi trubi dodayutsya zverhu yaksho ce neobhidno shob podovzhiti trubu koli otvir staye glibshim Zrazok kerna perenositsya vnutrishnoyu truboyu zafiksovanoyu na misci v kontakti z burovoyu golovkoyu Shob otrimati kern sistema privodu vid yednuyetsya vidkrivayuchi verhnyu chastinu trubi Instrument yakij nazivayetsya overshotnim vuzlom opuskayetsya na kinci drotu za dopomogoyu lebidki koli vin dosyagaye trubki dlya zrazkiv vin fiksuyetsya na vershini a zastosuvannya natyagu do drotu vidmikaye trubku dlya zrazkiv vid burovoyi golovki ta vtyaguye yiyi ta zrazok kerna do vidkritogo verhnogo kincya burilnoyi trubi zvidki jogo mozhna vijnyati pered tim yak povernuti trubku dlya zrazka vniz po burilnij koloni shob zafiksuvati nazad na rizhuchij golovci Ce osoblivo korisno yaksho isnuye visokij rizik rujnuvannya stinok sverdlovini pri vtyaguvanni burilnoyi trubi tomu vin pidhodit dlya bilshosti tipiv gruntiv i do glibini 1000 m Dostupni dekilka diametriv U sviti pitannyami vidboru kerna zajmayutsya firmi Beker Hughes INTEQ Baroid Security DBS Halliburton ta inshi Pristroyi dlya vidboru kerna cih firm skladayutsya z korpusa kernoprijmalnoyi trubi sho ne obertayetsya kernovidrivacha ta kulkovoyi pidviski Dlya vidboru kernu zastosovuyut kolonkovi snaryadi Nadra Silur Kolonok Kembrij tosho Div takozhSverdlovina Zvorotne cirkulyacijne burinnyaLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Ukrayinska naftogazova enciklopediya za zagalnoyu redakciyeyu V S Ivanishina Lviv Spolom 2016 603 s il tabl ISBN 9789669191403 Kockulich Ya S Kochkodan Ya M Burinnya naftovih i gazovih sverdlovin Kolomiya 1999 504 s Mislyuk M A Ribchich I J Yaremijchuk R S Burinnya sverdlovin Dovidnik K Interpres LTD 2002 TT 1 2 3 4 5 Yaremijchuk R S Voznij V R Osnovi girnichogo virobnictva Pidruchnik Kiyiv Ukrayinska kniga 2000 s 360 ISBN 966 7327 52 3 Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu Tt 1 2 2004 2006 rr 560 800 s Bileckij V S Osnovi naftogazovoyi spravi V S Bileckij V M Orlovskij V I Dmitrenko A M Pohilko Poltava PoltNTU Kiyiv FOP Halikov R H 2017 312 s Orlovskij V M Bileckij V S Vitrik V G Sirenko V I Burove i tehnologichne obladnannya Harkiv Harkivskij nacionalnij universitet miskogo gospodarstva imeni O M Beketova NTU HPI TOV NTP Burova tehnika Lviv Vidavnictvo Novij Svit 2000 2021 358 s 14 lyutogo 2022 u Wayback Machine PrimitkiJacques W Delleur 12 December 2010 The Handbook of Groundwater Engineering Second Edition Taylor amp Francis s 7 in chapter 2 ISBN 978 0 8493 4316 2 Wireline coring Parma Italy Procitovano 17 March 2022