Содержание к диссертации
Введение
Глава. 1. Анализ современных технологий бурения гидрогеологических скважин
1.1 Технология вращательного бурения с прямой промывкой 8
1.2 Технология ударно-канатного бурения 10
1.3 Технология ударно-вращательного бурения 10
1.4 Технология бурения с гидротранспортом керна по двойной концентрической колонне 13
1.5 Вращательное бурение с гидропневмотранспортом керна за рубежом 17
1.6 Выводы и рекомендации 23
Глава 2. Цель, задачи исследований, методика их проведения и обработка результатов
2.1 Введение 25
2.2 Цель и задачи работы 28
2.3 Методика исследований 29
2.4 Методика измерений рабочих характеристик гидроударных машин на стенде СВУБ-2 30
2.5 Методика определения результатов бурения 35
Глава 3. Технологические схемы бурения и рекомендации по применению технических средств для их эффективной реализации
3.1 Технологические схемы 36 ч
3.2 Технология вращательного бурения с двойной концентрической колонной и кольцевым гидроударником 39
3.3 Технология ударно-вращательного бурения с двойной концентрической колонной и серийными гидроударными машинами 48
3.4 Выводы и рекомендации 54
Глава 4. Теоретические и экспериментальные исследования технологии бурения гидрогеологических скважин большого диаметра
4.1 Введение 55
4.2.Гидродинамические исследования по определению расхода промывочной жидкости и скорости движения разрушенного керно-шламового материала при бурении скважин на воду большого диаметра 59
4.3 Аналитические исследования повышения забойной мощности гидроударных машин при снижении противодавления за счет образования ГЖС непосредственно иод клапаном 71
4.4 Выводы... 77
Глава 5. Рекомендации по технологии бурения и результаты испытаний комплексов КГК-200 и КГ . 100
5.1 Особенности технологии и общие закономерности 78
5.2 Исследование влияния величины коэффициента аэрации и глубины скважины на показателя бурения 81
5.3 Результаты приемочных испытаний 86
Общие выводы и рекомендации 97
Приложение №1 - Расчет экономического эффекта от внедрения в производство геологоразведочных работ машины гидроударной Г-112 99
Список литературы 107
- Технология бурения с гидротранспортом керна по двойной концентрической колонне
- Методика измерений рабочих характеристик гидроударных машин на стенде СВУБ-2
- Технология вращательного бурения с двойной концентрической колонной и кольцевым гидроударником
- Аналитические исследования повышения забойной мощности гидроударных машин при снижении противодавления за счет образования ГЖС непосредственно иод клапаном
Введение к работе
Подземные воды имеют решающее значение для обеспечения населения качественной питьевой водой. Они широко исполь-зуютсяи для удовлетворения нужд промышленности и коммунального хозяйства, обводнения пастбищ, орошения.
По сведениям Г. П. Квашнина, в США и Швейцарии на долю
водоснабжения из подземных водоисточников приходится около
60%, в Дании-около 100%. В нашей стране эта доля составляет 50-
55%.
Россия располагает огромными ресурсами пресных подземных вод, с возможным годовым потреблением около 330 км. куб. Из них в среднем в народном хозяйстве используется лишь немногим более 10%, в Сибири и на Дальнем Востоке-менее 6% прогнозных ресурсов. Для городского и промышленного водоснабжения используется 16 км.куб. подземных вод в год, а для сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения пастбищ и орошения-20 км.куб/год.
Пуровыс скважины являются наиболее эффективными и экономичными сооружениями для добычи подземных вод.
Бурение и оборудование скважин на воду занимает важное место в народном хозяйстве страны, объем работ по их сооружению в 90-х годах был сопоставим с объемом бурения скважин на твердые полезные ископаемые, а сейчас значительно превышает его.
В СССР ежегодно сооружалось несколько десятков тысяч
разведочных гидрогеологических и более 200 тыс. шт. скважин для
водоснабжения, обводнения пастбищ, водопоиижеиия, добычи
минеральных и термальных вод. В последние 10 лет объем их
бурения резко снизился и в то же время большое количество ранее
пробуренных скважин, особенно на водозаборах, в
сельскохозяйственных предприятиях, санаторно-курортных
учреждениях вышли из строя или снизили дебит. Поэтому в
условиях начавшегося социально-экономического возрождения
страны неизбежны огромные объемы работ по сооружению новых и
восстановлению вышедших из строя скважин.
В связи с этим разработка и внедрение эффективных технологий сооружения скважин на воду чрезвычайно актуальна.
Известно, что одной из наиболее эффективных технологий бурения в мягких и средней крепости породах является бурение с гидро-пневмотранспортом разрушенного материала по двойной концентрической колонне, а в породах высокой твердости -технология ударно-вращательного бурения с использованием гидро или пневмоударных машин.
Однако серийные технические средства обеспечивают эффективное бурение с гидротранспортом керна в мягких и средней крепости породах диаметром только до 200 мм, а серийные гидроударные машины обладают недостаточной забойной мощностью для эффективного бурения в крепких породах диаметром более 200 мм, что недостаточно для сооружения скважин на воду большого диаметра. Кроме того, и та и другая технологии обеспечивают высокие показатели при использовании в качестве очистного агента воды, что далеко не всегда возможно при сооружении гидрогеологических скважин из-за неустойчивости ствола при проходке в мягких породах и поглощении промывочной жидкости (воды) в крепких. .
Работы последних лет, проведенные в СКБ «Геотехника», показали что существуют реальные возможности расширения эффективной области технологии гидропиевмотрапспорта как в сторону увеличения диаметра бурения до 300 и более мм, так и в область бурения более твердых пород до X категории при обеспечении устойчивости стенок скважин и ликвидации поглощений за счет включения в состав снаряда помимо двойной концентрической колонны специальных забойных эжекторных снарядов, гидроударных машин и использования газожидкостной смеси образующейся непосредственно на забое скважины.
Решению вопроса выбора технологических схем бурения гидрогеологических скважин с использованием вышеуказанного бурового инструмента, подбору оборудования, наиболее эффективно реализующих возможности выбранных технологий, теоретическим и экспериментальным исследованиям, повышающим эффективность рассматриваемых технологий и облегчающим их практическое использование и посвящена данная диссертация.
Работа выполнялась в МГГА и СКБ «Геотехника», где автор в качестве конструктора, технолога и зам. зав. отделом прогрессивных способов бурения принимал непосредственное участие в проведении исследований и производственных испытаний.
Технология бурения с гидротранспортом керна по двойной концентрической колонне
Однако этому способу присущи все недостатки вращательного бурения, о которых говорилось выше. При бурении на глинистом растворе к вышеуказанным недостаткам прибавляется резкое снижение ресурса работы гидроударной машины. Кроме того, в процессе испытаний установлено, что при увеличении диаметра породоразрушающего инструмента свыше 200 мм показатели проходки резко снижаются из-за недостаточной энергии удара машины.
В последние годы в СКБ под руководством Киселева А.Т. и Меламеда Ю.А. проведен широкий комплекс исследований и конструкторских работ по увеличению забойной мощности гидроударных машин. В частности для бурения скважин большого диаметра создан ряд машин Г-1 12; Г-146; Г-190, в которых энергия единичного удара увеличена в 1,3-1,5 раза по сравнению с гидроударником Г-151 за счет введения в их конструкцию отражателя гидроударных волн [6,15,16,17]. Кроме того, за счет оптимизации конструкции ресурс их работы увеличен, в том числе и при использовании глинистого раствора.
В связи с этим их широкое применение для бурения скважин на воду, как самостоятельно, так и в сочетании с другими прогрессивными способами стало более реально.
Вращательный способ бурения с гидротранспортом керношламового материала по внутреннему каналу двойной концентрической колонны применявшейся с начала 70-х годов при бурении в любом геологическом разрезе, сложенном породами до VI категории с пропластками пород до V11I категории, обеспечивает при бурении поисковых скважин малого диаметра 61-93 мм наиболее высокие механические скорости до 200-400 м/ч., устойчивость стенок скважины в сложных разрезах и высокий (до 100%) вынос керна.
Для сооружения гидрогеологических скважин он стал применяться с середины 80-х годов, когда в СКБ «Геотехника» были разработаны комплексы КГК-АГ (гидротранспорт) и КГК АП (пневмотранспорт) [7,18,27]. Комплекс КГК-АГ включает буровую установку УРБ-2А-2ГГ, прицеп-емкость ПБ-3,5 комплект бурового инструмента КБИ-7 и гидроприводное керноприемное устройство, смонтированное на прицепе-емкости. Буровая установка УРБ-2А-2ГГ снабжена гидравлическим трубодержателем, вспомогательной лебедкой грузоподъемностью 250 кг системой промывки скважины, обеспечивающей подвод промывочной жидкости в кольцевой канал промывочного сальника и отвод керношламового материала из его центрального канала. Гидросистема установки обеспечивает работу гидроприводных механизмов прицепа-емкости. Прицеп-емкость снабжен выдвижным контейнером для бурильных труб, который используется для их укладки во время спуско-подьемных операции. Контейнер перемещается в рабочее и транспортное положение с помощью гидроцилиндров. Над емкостью прицепа размещено гидроприводное керноприемное устройство, включающее перфорированный вращающийся барабан, отстойники для сбора шлама и шламоприемный коллектор, через который обеспечивается удаление поступающего керношламового материала. Буровой инструмент комплекса КГК-АГ включает коронки с наружным диаметром 112-192 мм лопастные долота диаметром 220 мм, снаряд для бурения шарошечными долотами.
Комплекс КГК-АП включает буровую установку УРБ-2А-2ГП, прицеп для перевозки труб ПИ-1, керноприемное устройство и комплект инструмента КБИ-7П. Установка снабжена компрессором 4ВУ-5/9, емкостью для ПАВ, пневмосистемой, пеногенератором, дозировочным насосом, трубодержателем и лебедкой. Техническая характеристика комплексов приведена в табл. 3.
Буровой инструмент комплексов изготавливается в виде наборов, укомплектованных всем необходимым для ведения буровых работ.
В зависимости от решаемых геологических задач в состав наборов инструмента включаются специальные буровые снаряды и технические средства, обеспечивающие их функционирование. Типовой набор инструмента (рис.1) содержит двойные стальные или легкосплавные бурильные трубы 1, керноприемные трубы 9, 12 и 14 для различных геолого-технических условий бурения, твердосплавные коронки 11 и 13 различных диаметров, снаряды 9 для бурения шарошечными долотами 10, лопастные долота 8, соединительные переходники 6 и 7 и вспомогательные инструменты 2-5.
Бурильная колонна комплексов состоит из секций двойных труб, соединенных между собой ниппелями и муфтами с помощью слабоконической ленточной резьбы. Стальные бурильные трубы (рис.2) содержат концентрично расположенные наружную 4 и внутреннюю 5 трубы. К наружной трубе присоединены детали разъемного замкового соединения - ниппель 6 и муфта 2, а к внутренней - элементы телескопического соединения - штуцер 8 и гильза 7. Штуцер снабжен резиновыми кольцами 9, обеспечивающими герметичность телескопического соединения при сборке колонны.
Комплексы обеспечивают эффективное сооружеение скважин глубиной до 100 м (КГК-АГ) и 70 м (КГК-АП) и бурильной колонне 89 мм диаметрами соответственно 220-начальный - 151-конечный и 142-112 мм. При этом время сооружения скважин сокращается в 1,5-2,5 раза за счет высокой механической скорости до 150 м/ч и трехкратного снижения времени на исследование и освоение водоносного горизонта.
Методика измерений рабочих характеристик гидроударных машин на стенде СВУБ-2
На основании проведенного обзора и в соответствии с задачами работы нами должны быть предложены технологические схемы бурения для реализации комплексной технологии на базе двойной концентрической колонны и забойных машин. Но, как было сказано выше, обе эти технологии успешно реализованы при использовании в качестве рабочего агента воды и частично воздуха, что не всегда может обеспечить эффективную проходку скважин в сложных геологических условиях, в которых, в большинстве случаях, необходимо сооружать скважины на воду (см. гл.2).
В связи с этим нами еще раз рассмотрены преимущества и недостатки существующих очистных агентов с точки зрения реализации их в предлагаемых технологиях. Наиболее распространенными очистными агентами при бурении забойными ударными машинами являются жидкости и газы: вода, глинистые, полимерные и др. растворы, а также сжатый воздух. Жидкостные очистные агенты обладают рядом существенных преимуществ: являются эффективными переносчиками энергии к забойным ударным машинам; позволяют проходить скважины при водопритоках любой мощности; создают противодавление на стенки скважины, обеспечивая их крепление; из-за высокой теплоёмкости хорошо охлаждают породоразрушающий инструмент. Основным недостатком жидкостного агента является невозможность бурения в многолетнемерзлых несвязных породах, а также трудности бурения в трещиноватых, разрушенных скальных породах (3/4 территории России). Проявляется также отрицательное влияние гидростатического давления столба жидкости: поглощения при бурении трещиноватых пород; снижение эффективности разрушения горных пород с увеличением глубины скважины; зашламование (кольматация) продуктивного горизонта, особенно при использовании глинистых растворов. Недостатки жидкостей как очистных агентов ведут к увеличению затрат времени и средств на бурение и освоение скважин [24]. Сжатый воздух в качестве очистного агента, по сравнению с жидкостными, имеет преимущества, основным из которых является отсутствие гидростатического давления. Это обстоятельство и высокая скорость очистки забоя от шлама повышает механическую скорость бурения по сравнению с бурением с промывкой примерно в 5 раз. Сжатый воздух аффективно применяется при бурении набухающих (водочувствительных) пород, а также в условиях поглощения промывочной жидкости [14,25,26]. К основным недостаткам сжатого воздуха следует отнести невозможность использования его при водопритоках (вследствие отсутствия высокой стоимости компрессоров высокого давления) и при обвалах пород. При достижении противодавления 20 % от давления в рабочей сети, пневмоударник прекращает работать. К сложно решаемым в России проблемам относятся: пылеподавление при работе ударных машин на сжатом воздухе; охлаждение сжатого воздуха при бурении мерзлых пород; создание давления в рабочей сети 3,0-4,0 МПа. Газожидкостные смеси объединяют в себе преимущества жидкости и газа: пониженное давление в затрубном пространстве позволяет при постоянном давлении на насосе увеличивать перепад давления, срабатываемого на забойной машине; выносная способность стабильных ГЖС в 7-8 раз выше выносной способности воды, что увеличивает механическую скорость в 2-KS раза; при проходке зон поглощений со стабильными ГЖС происходит кольматация трещин, а низкое давление столбов ГЖС обеспечивает проходку трещиноватых зон без осложнений ( по этой же причине ооеспечивается качественное вскрытие продуктивных горизонтов); расход воздуха при бурении с ГЖС, при прочих равных условиях в 5-Ю раз меньше, чем при бурении с продувкой, автоматически решается проблема пыдеподавдения; малая растопляющая способность ГЖС делает их незаменимыми очистными агентами при бурении многолетнемерзлых пород. Исходя из вышеизложенного ГЖС целесообразно использовать: при бурении слабоцементированных пород (валунно-галечных отложений, конгромератов и т.п.). Обычная проходка таких пород ударно-канатным способом требует значительных затрат времени, сложной конструкции скважин; в пустынях, в районах затрудненного водоснабжения, в поглощающих горизонтах; в многолетнемерзлых породах; в условиях водопритоков в скважине, где пневмоударник «глохнет»; в скважинах глубиной 1500 м и более с применением компрессоров низкого давления и специальных дожимных устройств; в породах склонных к набуханию; при вскрытии продуктивных горизонтов. Следовательно предлагаемая комплексная технология должна обязательно обеспечивать возможность применения ГЖС. В СКБ в 1995 - 97 г.г. были проведены работы по созданию гидроударной машины работающей на ГЖС. В результате была разработан макет газожидкостной ударной машины ГЖУМ, исследования которой подтвердили принципиальную возможность ее эффективной работы, однако на данном этапе энергетические показатели ее уступают как гидро, так и пневмоударным машинам. В тоже время проведенные исследования поставили задачу опробации схемы бурения гидроударной машиной при раздельной подаче энергоносителя - воды к гидроударнику и очистного агента -воздуха в межтрубиое пространство с использованием двойной колонны для образования ГЖС на забое. Работы СКБ последних лет показали, что в результате применения отражателей гидроударных волн энергетические показатели гидроударных машин с отражателями близки к пневмоударным машинам. Это подтверждает целесообразность и возможность использования в предлагаемых технологических схемах именно гидроударные машины. В результате нами предложены к реализации две комплексные технологии.
Первая технология осуществляется по классической схеме гидротранспорта, т.е. с подачей очистных агентов по межтрубному пространству и выносу разрушенного материала по центральному каналу двойной концентрической колонны, в состав которой включена кольцевая гидроударная машина и специальные эжекторные снаряды с шарошечными долотами для бурения крепких пород.
Вторая технология также базируется на двойной концентрической колонне, но с обычной серийной гидроударной машиной и реализуется путем подачи по центральному каналу воды для работы гидроударника, а по межтрубному кольцевому каналу воздуха, в результате чего под клапаном машины, а, следовательно, на забое образуется ГЖС, которая выносит разрушенную породу по третьему каналу - между наружной трубой двойной колонны и стенками скважины.
Технология вращательного бурения с двойной концентрической колонной и кольцевым гидроударником
Изучение технологических закономерностей при бурении с гидропневмотранспортом керна и шлама и установление рациональных параметров бурения малыми диаметрами до 151 мм в зависимости от механических свойств пород выполнялось в СКБ в течение ряда лет д.т.н. Кардышем В.Г. и к.т.н. Пешковым А.Ы., Кузьминым И.В., Райкиным В.Л. и Дроздовским А.Б. Они в работах [7,38,39,40,41] отличили, что в отличии от вращательного бурения, бурение с гидротранспортом позволяет беспрепятственно проходить скважины в зонах поглощения промывочной жидкости, в водонасосных песках, в набухающих разновидностях глин, в мерзлых породах, теряющих устойчивость при оттаивании и др.
Ими, в зависимости от соотношения мягких, рыхлых, вязких и твердых пород, их мощности и содержания обломочного материала выделили 3-е группы разрезов: мягкие и рыхлые породы с различным содержанием обломочного материала; рыхлые и вязкие породы, содержащие обломочный материал и твердые пропластки, твердые коренные породы; породы средней твердости. К бурению каждой из этих групп пород разработаны рекомендации. При бурении с гидротранспортом следует различать параметры режима устанавливаемые бурильщиком и показатели процесса бурения, зависящие от геолого-технических условий - свойств пород, состояние ствола скважины, обводненность и др. К первым относятся осевая нагрузка, частота вращения и интенсивность промывки, ко вторым - механическая скорость, крутящий момент, усилие подъема инструмента и давление промывочной жидкости. Косвенными показателями правильности режима являются интенсивность и . загрузка выходящего потока промывочной жидкости, уровень жидкости в затрубном пространстве и состоянии керношламового материала. Значение параметров и их сочетания в конкретных условиях корректируется исходя из достигаемых скоростей и возникающих при бурении крутящих моментов. При бурении с гидропневмотранспортом углубка скважины представляет собой ряд последовательных циклов, состоящих из бурения и расходок. В.Л.Райкин и А.Б.Дроздовский [38] условно разделили цикл на 4-е зоны: I - начальный период расходки (движение инструмента вверх); II - конечный период расходки (движение инструмента вниз); Ш - начальный период бурения, характеризующийся повышенной механической скоростью; IV - конечный период бурения, характеризующийся стабильной механической скоростью. Характер изменения параметров в циклах приведен на рис.1 1, где Рпод - давление в гидросистеме подачи, Умех - механическая скорость бурения; ппр - частота вращения; AV - углубка на оборот; Рвр - давление в гидросистеме вращателя; n.m - частота вращения двигателя; Рнас - давление на насосе. Как видно из рис. 11 в каждом цикле, несмотря на его кратковременность, происходит изменение всех параметров характеризующих процесс. При бурении и расходке необходимо тщательно контролировать величину крутящего момента. Нормальному процессу углубки соответствует крутящие моменты, изменяющиеся в пределах 300-700 н.м. В случае резкого возрастания момента на вращателе необходимо уменьшить скорость бурения и увеличивать частоту расходок. Перед очередным наращиванием бурильной трубы необходимо промыть забой до полного выноса керношламового материала выполнив 3-7 расходок на высоту 0,2-0,4 м. При бурении в сыпучих гравийно-галечных отложениях необходимо обеспечивать постоянное заполнение затрубного зазора густым глинистым раствором, поступающим самотеком из специального зумпфа, который препятствует потере жидкости циркулирующий в бурильной колоне и снижает крутящий момент на вращение. В случае сильного поглащения при встрече трещиноватых пород и быстром падении гравия глинистого раствора в затрубном пространстве следует закачать через колонну труб глинистый раствор в объеме 0,05-0,01 м3 и затем продолжить бурение по обычной технологии. При образовании вывалов из стенок скважины, о чем свидетельствует скачкообразное повышение крутящего момента, следует первоначально размыть завал водой снизу вверх прямой промывкой, а после падения давления жидкости покачать глинистый раствор для восстановления корки. Для повышения устойчивости стенок скважины с целью последующего проведения геофизических исследований следует после окончания бурения обработать стенки скважины раствором с полиакриламидом. Указанные закономерности были положены нами в основу при составлении руководства по эксплуатации комплексов КГК-200 и КГ-100, с учетом увеличения диаметров бурения, момента вращения, усилия подачи, а также не гидрофицированного подвижного вращателя буровой установки УБР-12, являющейся основой комплекса КГК-200 [31,32]. Дополнительные технологические исследования были проведены нами только для определения необходимого количества воздуха для образования ГЖС при работе по технологической схеме комплекса КГ. В ходе выполнения задач первоначальных исследований: Проводилось дооборудование установки УРБ 2А-2 (комплекс КГ-100) компрессором, изготавливалась двойная колонна 73, соответствующие детали, обеспечивающие её применимость на данной установке, а также различные переходники для подсоединения гидроударника к колонне и подачи рабочего агента воды по межтрубному пространству, на воздуха - по центральному каналу с выходом в кольцевое пространство скважины, минуя гидроударник. На стенде СВУБ-2 подготовили к работе гидроударник Г-134. Произвели измерение его энергетических параметров и установили перепад давления на машине, соответствующий задаваемой мощности. Провели опытное бурение шарошечными долотами сплошным забоем, при этом количество жидкости на гидроударник (его регулировка) принимали установленным на стенде, а необходимое количество воздуха принимали по условию выноса шлама на поверхность. В процессе бурения фиксировалась Умех, давление в напорных магистралях, перепад давления на машине. Для оценки эффективности исследуемой схемы гидроударного бурения с ГЖС определили влияние глубины скважины на давление в напорной магистрали, на перепад давления на машине и на V мех при различных значениях степени аэрации (аж). Для этого при установленной постоянной подаче промывочной жидкости подача воздуха изменяется от 0 до 6 м /мин. Эти показатели определяются через каждые 10 м.(табл. 23).
Аналитические исследования повышения забойной мощности гидроударных машин при снижении противодавления за счет образования ГЖС непосредственно иод клапаном
Как видно из данных табл. 30 механическая скорость бурения в зависимости от проходимых пород изменялась от 1,5 до 50 м/час. Баланс рабочего времени был высокий 48 %.
Выход керна определялся мерной емкостью по разнице уровня воды в ней до и после помещения породы в емкостью по отношению к объему скважины по внутреннему диаметру породоразрушающего инструмента практически во всех случаях составляя 100%, по отношению к объему скважины по наружному диаметру изменялся пропорционально соотношению наружного и внутреннего диаметров породоразрушающего инструмента, что соответствовало практике бурения комплексами КГК.
Оценка показателей надежности составных частей комплекса КГК-200, в т.ч. составных частей комплекта инструмента КБИ-16 не представляется возможным в связи с малым объемом бурения. Комплект КБИ-16 включает более 30 типоразмеров специального инструмента, которые в сочетании с комбинацией различных очистных агентов и технологических приемов позволяют осуществлять эффективную проходку скважин в любых породах, в т.ч. более высокой крепости, в сложных условиях (поглощающие горизонты и т.п.).
Поэтому целесообразно проведение опытной подконтрольной эксплуатации комплекса в различных геологических условиях, позволяющих испытать все снаряды комплекта КБИ-16.
Применение комплекса технических средств КГК-200 позволит сократить материальные затраты на сооружение скважин по сравнению с традиционными методами бурения с прямой промывкой благодаря более высоким скоростям бурения, меньшим удельным затратам энергии, оперативному и качественному опробованию буримых пород, улучшение экологических условий бурения, более точной отбивке границ пластов пород, предотвращению кольматации водоносных горизонтов и как следствие, сокращению затрат на освоение скважин.
Это позволит, по аналогии с отечественным опытом эксплуатации комплексов типа КГК, сократить время и затраты на сооружение скважин в 1,5-2,0 раза. Существенным отличительным достоинством комплекса КГК-200 является механизация работы с обсадной колонной, что помимо снижения затрат времени, существенно снижает трудозатраты на технологическую операцию «спуск обсадной колонны». Общие выводы и рекомендации. На основании выполненных теоретических, экспериментальных исследований и производственных испытаний можно сделать следующие основные выводы и рекомендации. 1. Проведем анализ существующих технологий бурения скважин на воду, на основании которого сделано обоснование, что одной из наиболее эффективных для бурения в сложных геологических условиях и породах от I до XI категорий по буримости является комплексная технология сооружений скважин с гидротранспортом разрушенной породы двойной концентрической колонне применением гидроударных машин. Разработали соответствующие технологические схемы бурения. 2. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено что эффективное сооружение скважин на воду большого диаметра обеспечивается за счет определенного оптимального сочетания конструктивных и технологических параметров таких как внутренний диаметр внутренней колонны, диаметр керна, диаметр бурения, механическая скорость и расход очистного агента. Полученны формулы описывающие расчетные зависимости. 3. Для оперативного использования полученных зависимостей разработана номограмма, по которой в зависимости от требуемого диаметра бурения и плотности пород выбирается конструкция двойной колонны (внутренний диаметр внутренней трубы, необходимая подача очистного агента и оптимальная механическая скорость бурения. 4. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено увеличение забойной мощности гидроударных машин на 40 % при образовании под клапаном в зоне низкого давления гидроударника и затрубном пространстве ГЖС, образующийся за счет раздельной подачи воды для работы гидроударника по внутреннему каналу и воздуха по межтрубному каналу двойной концентрической колонны. 5. Проведено исследование и установлено влияние коэффициента аэрации в пределах 15 - 150 на период давления в гидроударной машине, изменение давления в нагнетательной линии компрессора, механическую скорость бурения и эффективную глубину применения предлагаемой технологии. 6. Уточнены рекомендации по составу оборудования и инструмента буровых комплексов КГ-100 и КГК-200, на которых реализованы предложенные технологии бурения скважин. 7. Установлено, что применение комплекса КГ-100 обеспечивает рост механической скорости бурения по сравнению с вращательным способом на 250%, по сравнению с ударно-вращательным с применением тех же гидроударников на 70%. Общее время сооружения скважины на воду глубиной до 100 м под эксплуатационную колонну не более 6" сокращается не менее чем на 50%. Применение комплекса КГК-200 позволит сократить материальные затраты на сооружение скважин по сравнению с традиционными методами бурения с прямой промывкой благодаря более высоким скоростям бурения, меньшим удельным затратам энергии, оперативному и качественному опробованию буримых пород, улучшению экологических условий бурения, более точной отбивке границ пластов пород, предотвращению кольматации водоносных горизонтов и как следствие, сокращению затрат на освоение скважин в 1,5-2 раза. Основной , задачей последующих исследований является разработка технологии бурения комплексами в различных геологических условиях (вечная мерзлота, безводные районы).
