Далі роботу ведуть конічним склянкою - це основний інструмент. Піднімають його за мотузку на висоту 1-1,5 м і кидають. Склянка врізається в дно свердловини, ґрунт входить до нього, ущільнюється і утримується в склянці, поки його витягують на поверхню. Може трапитися, що склянка буде забирати ґрунту занадто мало або зовсім його не забирати. Це відбувається в тих випадках, коли ґрунт дуже твердий і сухий або складається з сипкого піску або піску, нагодована водою (пливуна). У першому випадку треба підливати в забій воду, в другому - підсипати небагато рослинної землі і незначно змочувати водою. Можна також пустити в справу циліндричний стакан або желонку. Остання і призначена для проходки сипучих і спливають ґрунтів, оскільки забезпечена клапаном. За допомогою желонки можна витягати і досить великі камені, аби вони змогли пройти в отвір під клапан. Желонки в пливучих ґрунтах буде успішно забирати породу. Але оскільки порода буде заливати свердловину, проходку свердловини доведеться вести одночасно з опусканням обсадної труби. Матеріали, з яких роблять обсадні труби, можуть бути самими різними, тут же ми поки зупинимося на конструкції обсадної труби з дощок. Це один з найбільш доступних варіантів. Зауважимо, що сучасні матеріали дозволяють дещо спростити конструкцію дощаній обсадної труби - шини зробити вставними, а всі з'єднання зібрати на водостійкому синтетичному клеї, наприклад, епоксидному, з запресовуванням шурупами або цвяхами. Дошки нижнього кінця обсадної труби загострюють, заокруглені і в них також просвердлюють отвори для проходу води у водоносному шарі. Верхні дошки встановлюють у розбіг, щоб рознести стик при нарощуванні труби. Обсадних труб під час проходки свердловини опускають до самого дна. Описаний вище снаряд Шітца без допомоги коваля виготовити зовсім непросто. Так, навіть в умовах досить оснащеного ремонтно-механічного цеху конічний склянку автору зробити не вдалося. Тому довелося виготовити цей інструмент з двох відрізків труб: у нижній вирізали клини кисневим різаком, нагріли до пластичного стану, підігнув і заварили - вийшов конус.
Тут не будуть розглядатися особливості буріння різних порід, дуже їх багато. Будівельник колодязя сам пристосується до "своїх" породам, підбираючи той чи інший інструмент. У ряді випадків справа полегшується, якщо в забій підливати воду. Тоді й процес буріння йде легше, і розбуреної породи, особливо тверді, легше забрати желонкою.
При кожному підйомі із забою бурового інструменту його треба ретельно оглядати. І все ж, незважаючи на всі обережності, трапляються аварії. Найбільш слабким місцем при ударно-канатному бурінні є кріплення сталевого троса в канатному замку. При заклинюванні інструменту в забої трос іноді можна вирвати із замку. У цьому випадку для вилучення інструменту доведеться виготовити уловлювачі. Перед спуском ловителя в свердловину зуби його треба відвести в крайнє положення, стиснувши пружини і закріпивши зуби штифтами. Коли уловлювачі надіне на верхню частину канатного замку - на конусну гребінку, торець замку підніме траверсу, штифти звільнять зуби, і останні під впливом пружин захоплять замок за конічні виступи.
Коли проходка свердловини ведеться з обсадної трубою, буровий інструмент повинен проходити всередині труби з зазором 10-15 мм на сторону. Що залишається на стінках свердловини зайвий ґрунт буде зрізати обсадної трубою при її опусканні. Тут знову вельми корисною виявиться важка штанга, якої трубу можна ґрунтовно пристукнути і обложити вниз. Сталева труба в цьому випадку буде найкращою.
Якщо свердловина проходить через тверді поропласти каменю, зрізати стінки за допомогою обсадної труби вже не вдасться. Можна спробувати розширити свердловину ексцентричним долотом, але більш ефективним інструментом є спеціальний розширювач. Цей розширювач має два різця, які можуть повертатися на осі і, виступаючи назовні, за краї обсадної труби, розробляти відповідно свердловину більшого діаметра. Розширювач працює разом з долотом. Щоб спустити розширювач в обсадних труб, треба його різці відігнути вниз, стиснувши пружину.
Пройшовши нижній обріз обсадної труби, різці під впливом стислої пружини (через підкладку) розходяться і встановлюються в робоче положення. При поданих ударної штанги різці зрізають породу зі стінок свердловини за межами обсадної труби. Коли інструмент піднімають на поверхню, різці впираються в краю обсадної труби, повертаються вниз, долаючи опір пружини, і проходять в обсадних труб.
Глава 3. Долото для відбору гірських порід (керна)
геофізичний земна кора буріння долото
Керн (нім. Kern), циліндрична колонка (стовпчик) гірської породи, вибурюється в результаті кільцевого руйнування вибою свердловини (Колонкове буріння).
Долото бурове, основний елемент бурового інструменту для механічного руйнування гірської породи на вибої свердловини в процесі її проходки. Термін «долото» зберігся від раннього періоду розвитку техніки буріння, коли єдиним способом проходки свердловин було ударне буріння, при якому долото бурове мало схожість з теслярським інструментом того ж найменування. долото бурове, як правило, закріплюють в кінці бурильної колони, яка передає йому осьове і окружне зусилля, що створюється буровою установкою (у разі ударного буріння долото бурове підвішується на канаті і завдає ударів по забою свердловини за рахунок енергії вільного падіння).
В основу класифікацій долото бурове покладені дві ознаки: призначення і характер впливу на породу. За призначенням розрізняють 3 класу долото бурове: для суцільного буріння (руйнування породи по всьому вибою свердловини), для колонкового буріння (руйнування породи по кільцю у стінок свердловини із залишенням в її центральній частині керна) і для спеціальних цілей (розбурювання цементу в колоні труб, розширення свердловини та ін.) За характером впливу на породу долото бурове діляться на 4 класи: дроблячої дії, дроблячо-сколювальні, стираючо-ріжучої і режуче-сколювальні. Основні елементи долото бурове - корпус і робоча (руйнівне) частина; остання визначає три типи долото бурове, широко використовуються в промисловості: шарошечні, алмазні та лопатеві.
Шарошкових доліт бурове здійснюється понад 90% обсягу буріння на нафту і газ; ці долото бурове найбільш продуктивні при бурінні геологорозвідувальних (суцільним забоєм) та вибухових свердловин в міцних породах. Шарошечне долото бурове (або колонкова бурильна головка) складається з однієї, двох, трьох і більше конічних, сферичних або циліндричних шарошок, змонтованих на підшипниках кочення або ковзання або ж їх комбінації на цапфах секцій долото бурове. На зовнішній поверхні шарошки мають породоруйнуючих елементи - фрезеровані зуби або запресовані (запаяні) твердосплавні зубки або комбінації зубів і зубків. Для підвищення зносостійкості фрезеровані зуби армуються твердим сплавом. Зуби на конусах шарошок, як правило, мають клиноподібну форму; твердосплавні зубки - клиноподібну або напівсферичну робочі поверхні. Залежно від конструкції корпусу, шарошечні долото бурове поділяються на секційні і цільокорпусні. У секційних долото бурове корпус зварюється з окремих (двох, трьох і чотирьох) секцій, на цапфах яких монтуються вільно обертаються шарошки. У цільокорпусних бурове долото корпус литий, до нього приварюються лапи з шарошки. Для приєднання долото бурове до бурильної колоні у секційних передбачена зовнішня конусна різьба (ніпель), у корпусних - внутрішня конусна різьба (муфта). Секції (лапи) і шарошки долото бурове виготовляються з хромо-нікельо-смолібденових, хромонікелевих і нікельо - молібденових сталей. Саме широке поширення мають трьохшарове бурове долото В обмежених обсягах застосовуються вставні двох-і трехшарошечние долото бурове для буріння свердловин турбінним і роторним способами, що дозволяють опускати нове і піднімати відпрацьоване долото бурове всередині колони бурильних труб без підйому останніх на поверхню, а також багатошарове бурове долото для буріння свердловин діаметрами 346-2600 мм реактивно-турбінним способом.
Лопатеві долото бурове складається з кованого корпусу, до якого приварюються три лопаті і більше. У дволопатеве долота корпус і лопаті відштамповуються як одне ціле. Передні межі лопатей армуються твердосплавними пластинами прямокутної форми і зерновим сплавом реліту, а бічні - твердосплавними циліндричними зубками. Лопатеві долото бурове застосовуються для розбурювання м'яких і середньої твердості порід.
Ефективне буріння свердловин забезпечується своєчасним очищенням вибою від вибурених частинок породи і піднесенням їх на поверхню, а також охолодженням робочих елементів долото бурове Це здійснюється звичайно продувкою при бурінні неглибоких (до 20 м) свердловин, а при бурінні глибоких і надглибоких - промиванням. У шарошкових долото бурове застосовується два види промивки: по центральному каналу і гідромоніторним - між шарами, а у великих корпусних долото бурове - їх комбінація. Форма, перетин, розташування і кількість промивних каналів залежать від призначення, типу та розміру долото бурове У гідромоніторним шарошкових і лопатевих долото бурове для збільшення переданої ними гідравлічної потужності застосовуються змінні мінералокерамічні або металокерамічні насадки різних діаметрів, перетворюють перепад тисків на долото бурове в швидкісний тиск, підвищує ефективність руйнування породи.
Удосконалення долото бурове здійснюється в напрямку поліпшення їх конструкцій (гідромоніторним система очищення вибою свердловини, створення нових опор ковзання та ін), застосування нових матеріалів (високоміцні тверді сплави, стали електрошлакового й вакуумно-дугового переплавів), оснащення робочих елементів долото бурове алмазами, високоміцними твердими сплавами і надтвердими матеріалами.