2.2. обоснование выбора способа бурения.
В данном геологическом разрезе целесообразнее использовать
вращательный способ бурения. Это обусловлено тем, что этот способ наиболее
эффективен при бурении неклинящихся хрупких пород I- XII категорию по
буримости при горизонтальном залегании рудных тел, что соответствует
данному разрезу. Так же вращательный способ применяют и при бурении
разрезов с небольшими по мощности слоями трещиноватых пород, в которых
использовать ударно-вращательный способ вследствие вывалов кусков пород под
воздействием ударных импульсов невозможно.
Так как данная сеть скважин предполагает поиск и предварительную
разведку, то требуется взять керн по всей глубине скважины, поэтому следует
применять колонковый способ бурения. Достоинствами колонкового способа
являются возможность извлекать образцы горных пород, бурить скважины с
относительно небольшим искривлением, бурить скважины на значительную
глубину с относительно не высоким расходом энергии.
Вследствие того, что мы имеем сложный геологический разрез,
применяем комбинированный способ бурения (твердосплавный и алмазный).
Твердосплавный способ следует применять на интервале 0-30 м. Этот интервал
представлен мягкими, рыхлыми породами, для бурения которых более эффективно
использовать твердосплавные коронки, так как алмазные коронки имеют малый
выход режущей кромки алмаза, что резко уменьшает механическую скорость
бурения в рыхлых и мягких породах. В отличие от алмазных коронок,
твердосплавные коронки имеют больший выход резца, что позволяет ему более
глубже внедрятся в породу. Наиболее целесообразнее использовать
твердосплавные коронки типа СМ4 и СМ5, как наиболее подходящие для бурения
в данных условиях. Диаметры коронок выбираем 93мм. для первой ступени и
76мм. для второй ступени.
На интервале 30-300м следует использовать алмазные коронки, как
более производительные для бурения вмещающих пород этого участка. Алмазные
коронки, за счет высокой износостойкости, позволят существенно повысить
параметры технологических режимов бурения; повысить механическую скорость
бурения и длину рейса. Для представленных пород наиболее подходят алмазные
коронки типа А4ДП предназначенные для бурения абразивных, среднезернистых
пород VIII-IX категории по буримости.
3. Выбор бурового снаряда, оборудования и инструментов для
ликвидации аварий.
3.1. обоснование выбора бурового снаряда.
Породы, слагающие разрез в основном устойчивые, однородные, поэтому
бурение скважин будем осуществлять с помощью одинарного колонкового снаряда
высокооборотного алмазного бурения. Эти снаряды отличаются простотой
конструкции и использование любых промывочных жидкостей. Они позволяют
повышать механическую скорость бурения при высоком качестве опробования.
Верхний интервал представлен дробленными и трещиноватыми породами,
их следует перебуривать одинарным колонковым снарядом твердосплавного
бурения, при невысоких скоростях вращения снаряда.
Забойный снаряд алмазного бурения состоит из, расширителя
секторного типа РСА-59 с кернорвательным кольцом, колонковой трубы
диаметром 57 мм, переходника-центратора П-1, отсоединительного переходника
с бронзовым кольцом и забойного амортизатора ЗА-7.
Бурильная колонна должна соответствовать выбранной конструкции
скважины диаметром 59 мм. для высокооборотного бурения скважин диаметром 59
мм рекомендуется использовать легкосплавную бурильную колонну ниппельного
соединения ЛБТН-54, длиной бурильных труб 4400 мм. достоинствами
легкосплавных труб ниппельного соединения являются: малы коэффициент трения
при вращении, малая вибрация снаряда, малая энергоёмкость.
Для подачи промывочной жидкости в бурильную колонну выбираем
сальник типа СА.
Предусматривается следующая контрольно-измерительная аппаратура для
предупреждения аварий: детектор износа труб ДИТ, толщномер Т-1,
дефектоскоп, прибор ОМ-40. Прибор предупредительной сигнализации. Для
измерения расхода промывочной жидкости в процессе бурения электромагнитный
расходомер ЭМР-2
3.2. Выбор оборудования и инструментов для ликвидации аварий.
Наиболее характерными и часто встречающимися авариями при бурении
являются: обрыв и прихват снаряда, прижег коронки.
Выбор аварийного инструмента производится исходя из опыта
выполнения подобных ликвидационных работ.
1. Метчики ловильные Д-57;
2. Колокола ловильные А-76;
3. Гидравлический труборез труболовка ТТ-59;
4. Метчик коронка МК-59;
5. Магнитная ловушка МЛ-59;
6. Вибратор забойный ВЗ-2;
7. Домкрат гидравлическийДГ-40;
8. Ударные бабы весом 150 и 160 кг.
Большую роль в успешной ликвидации аварии играет быстрота при
проведении ликвидационных работ.
4.Технология бурения.
4.1.Выбор очистных агентов.
В верхнем интервале от 0 до30 м. Неустойчивая горная порода IV-VI
категории по буримости. В следствии того, что бурение происходит в условиях
вечной мерзлоты, для предотвращения растепления, и как следствие этого,
обрушения стенок скважины бурение производим в сухую.
В интервале от 30 до 300 метров разрез представлен крепкими породами
VII-IX категории по буримости. Так как в этом интервале мы используем, по
проекту, высокооборотное алмазное бурение то целесообразней использовать
эмульсионные растворы. Эмульсионные снижают вибрацию бурового снаряда,
трение, износ бурильных труб и обладают высокой несущей способностью.
В качестве контрольно-измерительных приборов, для определения
качества эмульсионных растворов, применяются специальные колбы для
определения содержания масла в эмульсии и для определения концентрации
эмульсии.
Количество промывочной жидкости при колонковом бурении рассчитывают
по формуле:
VP=KCVPL м3;
Где :
VP=(7.4-6.3)Д2 – расход бурового раствора на 1 метр
скважины, диаметром Д;
L ? общий метраж скважины с применением данного раствора;
КС ? коэффициент сложности по группам, принимаем КС=2.
VP=2*5*592*300= 10443000 м3.
4.2. Выбор породоразрушающих инструментов и технологических режимов
бурения.
Забурку скважины на интервале 0- 30 м. следует осуществлять
шарошечным долотом. Далее, на интервале 3-30м. бурение производят коронкой
СМ5 диаметром 76 мм. Осевую нагрузку на коронку определяют по формуле:
C=mP, Н
Где:
m- число резцов в коронке, для коронки СМ5 диаметра 76 мм. m=16,
Р-удельная нагрузка на резец, принимаем 1.0 кН.
С=6*1.0=6.0 кН
Частота вращения коронки рассчитывается по формуле:
n=38.2v0/(D1-D2) об/мин.
v0 – окружная скорость коронки, принимаем 0,8 м/с.
D1 и D2 - наружный и внутренний диаметры коронки по резцам, для
коронки СМ5 – 76 мм D1= 76мм, D2=59мм=0.059м.
n=38.2*0,8/(0,076+0,059)=226 об/мин.
Расход промывочной жидкости определяется по формуле:
Q=gD1 л/мин;
Где: g – удельный расход жидкости на один сантиметр диаметра
коронки, принимаем 12 л/мин по таблице 3[8] для VI категории по буримости.
Q=12*7.6= 91,2 л/мин.
В интервале от 30 до 300 метров породы абразивные, монолитные VII-
IX категории по буримости. По таким породам эффективна алмазная коронка
А4ДП диаметром 59 мм.
Осевую нагрузку на коронку рассчитывают по формуле:
С=pS, H;
р- удельная нагрузка на 1 см2 торца коронки;
S- площадь торца коронки
Удельную нагрузку, по монолитным породам, рекомендуется принимать
1 кН/см2.
Площадь торца коронки составит:
S=?D2H/4- ?D2B/4 см2;
D1=5.9cm, D2=4.2cm.
S=3.14(5.92-4.22)/4=13 cm2
C=1.0*13=13kH.
v0 – окружная скорость коронки, м/с.
коронки СМ5 – 76 мм D1= 59мм, D2=42мм=0.042м.
Окружную скорость по этим породам следует принимать согласно
рекомендациям ВИТР 4-4.5 м/с. Для высокоскоростного бурения принимаем
максимальное значение 4.5 м/с.
n=38.2*4,5/(0,059+0,042)=1562,7 об/мин.
Расход промывочной жидкости можно рассчитать по формуле:
Q=?(D2-d2)vл/4, об/мин;
Где: D,d – диаметр коронки и бурильных труб, м.
vл- скорость восходящего потока промывочной жидкости м/с.
рекомендуется 0,35-0,6. При бурении абразивных пород с промывкой скважины
промывочной жидкостью малой вязкости скорость восходящего потока принимают
по максимуму 0,6 м/с. Тогда
Q=3,14(0,0592-0,0542)0,6/4=26 л/мин.
Для бурения скважин диаметром 59 мм по абразивным породам ВИТР
рекомендует принимать 25-35 л/мин.
На интервале 80-87 м разрез представлен породами повышенной
трещиноватости IX категории по буримости. На этом интервале идет
интенсивное поглощение промывочной жидкости. Для бурения используем
одинарный колонковый снаряд с алмазной коронкой А4ДП диаметром 59 мм
Осевую нагрузку рассчитываем по формуле:
р=0,9 кН/см2, S=13см2
С=0,9*13=11,7 кН;
Частоту вращения по абразивным трещиноватым породам понижают в
зависимости от степени трещиноватости( для сильно трещиноватых до 180-
200 об/мин). Вследствие того, что породы устойчивые принимаем на
этом интервале частоту вращения принимаем 600 об/мин.
vл- скорость восходящего потока промывочной жидкости.
Q=3.14(0.0592-0.0542)*0.75/4=33 л/мин.
По рекомендации ВИТР принимаем Q=40 л/мин.
5.Тампонирование скважин.
В геологическом разрезе имеется зона осложнений, в интервале 80-
87м. В этой зоне залегают трещиноватые Кварцево-жильные образования. На
этом интервале возможно поглощение промывочной жидкости. Величина раскрытия
трещин ?=3мм., интенсивность поглощения частичное, подземные воды
Страницы: 1, 2, 3
