Удосконалення техніки і технології відбору керна на основі теоретичних досліджень процесу його утворення та руйнування при бурінні глибоких свердловин. Об'єкт дослідження -бурова механічна система "гірська порода -керновідбірні пристрої - технологія буріння". Предмет дослідження - методологія відбору керна. Основні задачі дослідження. 1. Аналіз досліджень роботи технічних засобів і технології буріння з відбором керна. 2. Дослідження ступеня руйнування керна в умовах тріщинуватості і деформації гірських порід у масиві. 3. Розробка класифікації гірських порід за складністю відбору керна. 4. Обгрунтування критеріїв вибору параметрів технічних засобів з метою максимального захисту керна від руйнування. 5. Розробка концепції кернозберігаючої технології буріння, удосконалення техніки відбору керна та промислова перевірка ефективності її роботи. ЗМІСТ Стор. ВСТУП 5 РОЗДІЛ 1. СУЧАСНИЙ СТАН ДОСЛІДЖЕНЬ РОБОТИ ТЕХНІКИ І ТЕХНОЛОГІЇ БУРІННЯ З ВІДБОРОМ КЕРНА 10 1.1. Короткий огляд умов утворення і зберігання керна та сучасні уявлення про механізм його руйнування 10 1.2. Класифікація основних факторів, що приводять до втрат кернового матеріалу 12 1.3. Аналіз досліджень основних факторів, які приводять до втрат керна 16 1.3.1. Фактори, які приводять до втрат керна в керноприймальній трубі при його самозаклинюванні 16 1.3.2. Фактори, які приводять до втрат керна в контакті керн - масив 19 1.3.3. Фактори, які приводять до втрат керна в контакті керн - бурильна головка 22 1.3.4. Фактори, які приводять до втрат керна при його саморуйнуванні 27 1.4. Ефективність роботи керновідбірного інструменту в гірничо - геологічних умовах Західного регіону України ЗО 1.4.1. Класифікація технічних засобів та відповідність їх умовам відбору керна ЗО 1.4.2. Аналіз роботи керновідбірного інструменту на розвідувальних площах ДГП "Західукргеологія" 33 РОЗДІЛ 2. ДОСЛІДЖЕННЯ СТУПЕНЯ РУЙНУВАННЯ КЕРНА В УМОВАХ ТРІЩИНУВАТОСТІ І ДЕФОРМАЦІЇ ГІРСЬКИХ ПОРІД УМАСИВІ 44 2.1. Дослідження руйнування керна при його формуванні в тріщинуватих породах 45 2.1.1. Методи і критерії оцінки тріщинуватості гірських порід 45 2.1.2. Залежність ефективності відбору керна від критеріїв тріщинуватості гірських порід 51 2.2. Дослідження саморуйнування керна на диски в умовах деформації гірських порід у масиві 53 2.2.1. Методи і критерії оцінки явища дискування керна 53 2.2.2. Залежність ефективності відбору керна від його дискування 61 РОЗДІЛ 3. КРИТЕРІЇ ОЦІНКИ ГІРСЬКИХ ПОРІД ЗА УМОВАМИ УТВОРЕННЯ КЕРНА І ВИБОРУ ТЕХНІКИ ДЛЯ ЙОГО ВІДБОРУ 68 3.1. Розробка класифікації гірських порід за складністю відбору керна 69 3.1.1. Обгрунтування домінантної ознаки класифікації 69 3.1.2.Мето дика аналізу і обробки фактичних даних 71 3.1.3. Еталонна схема класифікації гірських порід за складністю відбору керна 73 3.1.4. Класифікація гірських порід за складністю відбору керна 80 3.2. Критерії вибору технічних засобів для відбору керна 84 3.2.1. Геолого-технічні критерії вибору технічних засобів для відбору керна 84 3.2.2. Основні вимоги до технічних засобів для відбору керна та рекомендації для їх вибору 85 РОЗДІЛ 4. РОЗРОБКА КОМПЛЕКСУ МЕТОДІВ І ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ДЛЯ ВІДБОРУ КЕРНА ТА ПРОМИСЛОВА ПЕРЕВІРКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЇХ РОБОТИ 93 4.1. Концепція кернозберігаючої технології для забезпечення відбору кондиційного керна 94 4.2. Розробка технічних засобів для відбору керна в особливо складних умовах керноутворення 99 4.2.1. Керновідбірний пристрій КС-ЇМ-164/80 99 4.2.2. Керновідбірний пристрій КС-146/60 103 4.2.3. Керновідбірний пристрій КС-2М-172/80 107 4.2.4. Керновідбірний пристрій КС-121/52 109 4.2.5. Керновідбірний пристрій КС-168/80 111 4.2.6. Модернізація компоновки керновідривача 113 4.3. Рекомендації для забезпечення кондиційного виносу керна та критерії оцінки ефективності його відбору 116 ВИСНОВКИ 126 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 128 ДОДАТКИ 138 Додаток А 139 Додаток Б 142 Додаток В 145