Спосіб буріння свердловин

Изобретение относится к области горного дела, в частности к способам бурения скважин на твердые полезные ископаемые. Известен вращательный способ бурения скважин, при котором к породоразрушающему инструменту прикладывают крутящий момент и осевую нагр узку, а очистк у забоя скважины осуществляют промывочным агентом, которым может быть техническая вода, аэрированный раствор, пена, сжатый воздух. Так. в частности, при применении промывочной жидкости из-за поглощения эффективность данного способа значительно снижается. В этих условиях применение аэрированных растворов позволяет проходить интервалы поглощения без осложнений. Аэрация промывочной жидкости осуществляется различными способами, в том числе путем введения в нее пакетов сухого льда [1], в результате чего происходит его сублимация и снижается плотность и температура промывочной жидкости. Недостатком этого способа является то, что необходимо ожидать, пока сухой лед растворится в жидкостном очистном агенте, ибо в противном случае при дохождении его до забоя и скапливании там может возникнуть аварийная ситуация из-за невозможности прохода промывочной жидкости, что снижает эффективность бурения. Известен способ доставки сухого льда, используемый для очистки забоя от разрушенных после бурения горных пород восходящим потоком жидкостного агента с аэрированием последнего путем введения в него гранул сухого льда. подаваемого с поверхности в нисходящий поток жидкости очистного агента [2]. Тем не менее, отсутствие выражения, определяющего зависимость между размерами сухого льда, подводящего канала и количеством подаваемой жидкости также не позволяют эффективно использовать этот способ для аэрации жидкостного очистного агента. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа бурения скважин путем выбора размера гранул, что обеспечивает насыщение промывочной жидкости газом, и таким образом, повышает качество очистки скважин от выбуренной породы. Поставленная задача решается тем, что в способе бурения скважин, включающем разрушение горных пород, очистку забоя от разрушенных горных пород восходящим потоком жидкостного очистного агента с аэрированием последнего путем введения в него гранул сухого льда, подаваемого с поверхности в нисходящий поток жидкостного очистного агента, согласно изобретению, перед введением сухого льда в жидкостный очистной агент, размер гранул определяют из выражения где dн - внутренний диаметр соединения бурильных тр уб; dгр - размер гранул сухого льда; L - глубина скважину; dsн - внутренний диаметр бурильных труб; Q - расход промывочной жидкости, 0,174 - коэффициент, определяющий зависимость между размером гранул и временем растворения. Способ поясняется чертежом, на котором представлен график. Данные, по которым построен этот график, получены при проведении лабораторных и стендовых испытаний предлагаемого метода на кафедре химии и отраслевой лаборатории технологии бурения Днепропетровского горного института. Состав смеси для очистки скважины выбирается из условия полной сублимации гранул сухого льда, необходимого расхода жидкостного очистного агента, глубины скважины и размеров проходного отверстия соединения бурильных тр уб. Для осуществления процесса бурения скважин предлагаемым способом породоразрушающий инструмент алмазная коронка на колонне бурильных тр уб O 50 мм (внутренний диаметр соединений 28 мм) доставляют на / забой. Создают осевую нагрузку и крутящий момент и осуществляют разрушение горной породы. При этом по колонне бурильных труб на забой скважины подают промывочную жидкость, в которую на поверхности ввели гранулы углекислоты размером не менее 5 мм и не более 28 мм (такой размер гранул гарантирует выполнение всех условий способа - насыщение газом, охлаждение и воздействие на забой). По меретранспортирования гранул на забой происходит насыщение промывочной жидкости газом. Достигнув забоя скважины газоводяная смесь обеспечивает очистку от выбуренной породы и охлаждение горной породы забоя. Снижение гидростатического давления на проницаемую зону, полученное за счет насыщения промывочной жидкости газом, дает возможность проходить значительные интервалы скважин без проведения специальных изоляционных работ с высокими технико-экономическими показателями. А низкая температура поднимающейся промывочной жидкости позволяет использовать этот метод при бурении пород в районах многолетней мерзлоты. Применение предлагаемого способа позволит значительно повысить эффективность бурения как с отбором керна, так и сплошным забоем за счет упрощения процесса насыщения промывочной жидкости газом, снижения затрат на борьбу с поглощениями промывочной жидкости и повышения механической скорости бурения.