Бурение методом обратной продувки

Материал из MiningWiki — свободной шахтёрской энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Бурение методом обратной продувки (МОП) схоже с керновым бурением с продувкой воздухом в том, что буровой шлам возвращается на поверхность внутри штанг. Буровой механизм — это возвратно-поступательный поршень, известный как ударник, вращающий буровую коронку из вольфрамовой стали. При бурении МОП применяются гораздо более объемные станки и техника и обычно можно достичь глубину бурения до 500 метров. В идеале в ходе бурения методом МОП производится сухой буровой шлам, так как большие воздушные компрессоры высушивают породу впереди продвигающейся буровой коронки. Бурение методом RC более медленно и более затратное, но достигается лучшая проницаемость в сравнении с бурением методом вращающейся воздушной струёй (RAB) или с керновым бурением с продувкой воздухом; оно дешевле алмазного колонкового бурения и поэтому ему отдается предпочтение в работах по разведке полезных ископаемых.

Бурение методом обратной продувки достигается посредством продувки воздуха по штангам, дифференциальное давление создает аэродинамическую подъёмную силу, поднимающую воду и шлам вверх по внутренней трубе, которая находится внутри каждой штанги. Он достигает диффузора в верхней части скважины, затем движется через пробоотборный шланг, который присоединен к верхней части циклона. Буровой шлам проходит внутри циклона до тех пор, пока не выйдет через отверстие в нижней части, затем он собирается в пробоотборные мешки.

Наиболее часто применяемыми буровыми коронками МОП являются коронки диаметром 5-8 дюймов (12.7-20.32 см) и имеющие круглые металлические «кнопки» выступающие из коронки, которые необходимо для бурения по сланцевой и абразивной породе. По мере износа кнопок бурение замедляется и потенциально колонна штанг может застрять в скважине. Это является проблемой, так как попытки извлечь штанги могут длиться несколько часов, а в некоторых случаях и несколько недель. Штанги и коронки сами по себе очень дорогостоящие, и часто результатом этого буровые компании несут большие расходы в случае утраты оборудования в скважине. Во избежание этого и ускорения процесса бурения большинство компаний регулярно перешлифовывают кнопки на буровых коронках. Обычно когда какой-либо предмет утрачивается (обламывается) в скважине, он будет скорее не из буровой колонны, а из коронки, ударника или стабилизатора нижней части буровой колонны (коронки). Обычно это происходит по причине застревания затупившейся коронки в свежей породе, перенапряжения металла, или вследствие застревания новой буровой коронки в той части скважины, которая чрезмерно мала из-за того, что применялась коронка, с диаметром меньше желаемого в виду износа.

Хотя бурение методом МОП осуществляется с воздушным приводом, вода также используется для уменьшения количества пыли, охлаждения буровой коронки и помощи в продвижении шлама вверх, а также при заложении устья новой скважины. Буровой раствор, именуемый «Liqui-pol» смешивается с водой и закачивается в буровую колонну в скважину. Это помогает поднять пробу на поверхность посредством сцепления песка. Временами также используется «суперпена» (также именуемая «Quik-foam») для доставки на поверхность всего самого мелкого шлама, а также для очистки скважины. Когда буровая коронка достигнет твердую породу в скважину вокруг буровых штанг опускается обсадка, обычно представляющая собой трубы из ПВХ. Иногда обсадка может быть выполнена из металла. Закрепление устья скважины необходимо для недопущения обрушения стенок и застопорения буровой колонны в верхней части скважины. Устья могут быть глубиной до 60 м, в зависимости от грунта, однако в случае бурения в условиях твердых пород обсадка устья может быть необязательной.

Буровые установки МОП обычно состоят из двух единиц вспомогательного транспорта, а также самого станка. На первой единице вспомогательного транспорта, обычно это грузовой автомобиль, размещаются баки с дизельным топливом и водой для дозаправки станка. Также на нем имеются прочие материалы, необходимые для техобслуживания станка. На второй единице вспомогательного транспорта размещаются вспомогательный двигатель и стартовый индукторный двигатель. Данные двигатели соединены со станком посредством воздушных шлангов высокого давления. Хотя у буровых станков МОП имеются свои собственные вспомогательный двигатель и компрессор, производящие давление воздуха, необходима дополнительная мощность, которая обычно не подается на станок в виду нехватки пространства для этих больших двигателей. Вместо этого эти двигатели устанавливаются на вспомогательный транспорт. Компрессоры на буровом станке МОП имеют выходную мощность около 1000 куб фт/мин при давлении 500 фунтов/дюйм. Альтернативно применяются автономные воздушные компрессоры с выходной мощностью в 900—1150 куб фт/мин при давлении 300—350 фунтов/дюйм в наборе из 2,3 или 4 единиц, которые все подсоединяются к станку посредством многоклапанной коробки.