Келли-штанги

На сегодняшний день в бурении скважин набирают популярность устройства, именуемые келли-штангами. Конструкция келли-штанги представляет собой телескопическую систему штанг, снабженную направляющими. Каждый фрагмент телескопической системы именуется секцией, их количество зависит от типа решаемых задач и условий работы (глубины бурения, крутящего момента и т.д.), варьируясь от 2 до 6. В верхней части келли-штанги расположен соединительный узел, обеспечивающий сочленение устройства с буровой установкой. Нижняя часть представлена так называемым келли-квадратом, на который осуществляется монтаж бурового инструмента.

Материал изготовления самих штанг – прочная сталь, в то время как соединительные элементы выполняются из сверхпрочных сплавов. Для гашения вибраций инструмента наиболее часто конструкция оснащается пружинами. Бурение с использованием келли-штанги осуществляется за счет передачи крутящего момента и усилия подачи от внешней штанги на внутренние. Оснащение буровой установки келли-штангой позволяет улучшить такие показатели как проходка за рейс, нагрузка на породоразрушающий инструмент, частота его вращения, а также оптимизировать операции по спуску и подъему оборудования.

Выделяется два типа келли-штанг, универсальные замковые и фрикционные. Ключевое отличие между указанными категориями устройств заключается в способе передачи усилия от вращателя. В замковых устройствах она происходит при помощи замковых соединений, выполненных из твердых сплавов, а во фрикционных – за счет силы трения, возникающей между направляющими. Таким образом, замковые келли-штанги позволяют вести работы практически в любых условиях, а фрикционные могут использоваться при работе на небольшую глубину (не более 100 метров) в мягких породах. Несмотря на эти ограничения по области применения фрикционные келли-штанги могут состоять из большего количества секций (пять или шесть в противовес не более 4 секций для замковых устройств), а также позволяют сократить временные затраты на производство работ за счет ускорения процесса извлечения инструмента из скважины и увеличения показателя скорости бурения.

Преимуществом применения технологии келли-штанги в целях геологоразведки является снижение потерь выбуренной породы в ходе подъема бурового снаряда на поверхность за счет плавности переходов между внутренними и внешними штангами. В отличие от обычных конструкций буровых установок в данном случае исключаются удары, которые происходят при разъединении буровых штанг и которые вызывают высыпание фрагментов породы из бурового снаряда и, как следствие, понижению качества проб. В целях уменьшения потерь после осуществления подъема снаряда на поверхность, при его разгрузке, а также для повышения безопасности необходимо оснащение установки поворотной платформой.