Буровые работы на стадии поиска месторождения золота
Рассмотрение основных факторов, определяющих конструкцию скважины. Выбор оптимального способа бурения. Выбор очистного агента, бурового инструмента и оборудования. Определение основных режимных параметров при вращательном способе бурения скважин.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.04.2015 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Кафедра бурения скважин
По дисциплине: Современные технологии бурения скважин на твердые ПИ.
Тема: Буровые работы на стадии поиска месторождения золота.
Выполнил: студент гр. РТ-11 Сербин Д.В.
Проверил: ассистент Страупник И.А.
Санкт-Петербург 2015 год
Инд |
Наим. ГП |
Интервал |
Плотн., кг/м3 |
Тверд. по штампу, Pш,МПа |
Дин. проч., Fдин. |
Коэф. абразив., Кабр. |
Объедин. показатель |
Кат. по бур. |
Степень трещин. |
Степень устойч. |
ПРИ |
||
от |
до |
||||||||||||
Q |
Четвертичные отложения: делювий с дресвой до 30% |
0 |
5 |
1700-2000 |
- |
- |
-- |
- |
III |
Среднеустойч. |
3ЛД-М-97 |
||
AR |
Выветренные граниты |
5 |
40 |
2300-2670 |
3000-3400 |
7,2 |
1,4 |
20,4 |
VIII |
Трещиноватые |
Устойч. |
Alpha02 |
|
AR |
Среднезернистые граниты |
40 |
150 |
2550-2670 |
4000-4500 |
10,0 |
1,6 |
30,3 |
IX |
Слаботрещиноватые |
Устойч. |
Alpha06 |
|
AR |
Вторичные кварциты |
150 |
250 |
2600-2620 |
6300-6600 |
24,6 |
2,3 |
89,5 |
XII |
Слаботрещиноватые |
Устойч. |
Alpha10 |
|
AR |
Рудный интервал: вторичные кварциты с рудной минерализацией золота |
250 |
300 |
2660-2720 |
6000-6300 |
24,6 |
1,7 |
66,1 |
XI |
Трещиноватые |
Среднеустойч. |
Alpha10 |
|
AR |
Мелкозернистые граниты |
300 |
400 |
2550-2670 |
5200-5600 |
10,0 |
2,2 |
43,5 |
X |
Слаботрещиноватые |
Устойч. |
Alpha08 Abrasive |
1. Проектирование конструкции скважины
Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются ее целевое назначение, требуемый конечный диаметр, геолого-технические условия и глубина бурения. Конструкция скважины должна быть экономной и рациональной, то есть обеспечивать безаварийную проходку с высокими технико-экономическими показателями.
Диаметр выбранных обсадных колонн и породоразрушающего инструмента определяется в направлении снизу вверх, исходя из выбранного конечного диаметра скважины.
Рис. 1 Конструкция скважины
Интервал 0-7м. представлен четвертичными отложениями: делювий с дресвой до 30% среднеустойчивыми породами, этот интервал необходимо перекрывать обсадными трубами, надо установить и зацементировать направляющую.
2. Выбор и обоснование способа бурения
Выбор оптимального способа бурения производится в соответствии с геологическим заданием, геолого-техническими условиями бурения и разработанной конструкцией скважины.
Выбор способа бурения зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются геологическое задание и целевое назначение скважины, вид полезного ископаемого, частота разведочной сети, физико-механические свойства горной породы, их буримость и трещиноватость, а также другие горно-геологические и географические условия района буровых работ.
Правильно сделанный выбор способа бурения определяет в конечном итоге успех проводки скважины и уровень производительности буровых работ. Так как работы ведутся на стадии поисков месторождений полезных ископаемых, требуется опробование по всему протяжению скважины, в связи с чем необходимо применять колонковый способ бурения (с отбором керна).
На стадии поиска месторождений полезных ископаемых, когда требуется опробование по всему протяжению скважины, применяется вращательный способ бурения.
В соответствии с геологическим заданием, целевыми назначениями и основными задачами буровых работ, а также степенью изученности района работ, геолого-техническими условиями бурения (табл.1) и разработанной конструкцией скважины оптимальным был выбран вращательный способ бурения: алмазное бурение с отбором керна. Выбор можно обосновать тем, что буровые работы ведутся на стадии поиска по породам VIII-XII категории по буримости с отбором керна.
3. Выбор очистного агента, бурового инструмента и оборудования
Выбор технологического инструмента осуществляется в соответствии со способом бурения и конструкцией скважины, физико-механическими свойствами горных пород и условиями отбора керна. Он начинается с обоснования выбора типа забойного бурового снаряда. Для обеспечения лучшего выхода керна в данном проекте применяется буровая установка для подземного колонкового бурения Boart Longyer.
Выбор очистного агента
Для алмазного бурения с целью повышения механической скорости бурения, снижению расхода алмазов и затрат мощности на бурение выбираем полимерный раствор со следующими добавками и параметрами:
Состав: PHPA 2624 для улучшения смазочной способности (0,7 кг/м3); MODITRID LT для уменьшения коэффициента фильтрации (водоотдачи) без увеличения вязкости и осаждения шлама в циркуляционной системе ( 2 кг/м3)
Условная вязкость 17-19с
Плотность-1020 кг/м3
Показатель фильтрации 6см3/30мин
Технические характеристики ПРИ, труб и расширителей
Выбирается соответствующий породоразрушающий инструмент (коронки, расширители) для всех диаметров бурения и разновидностей пород разреза. Правильный выбор породоразрушающего инструмента определяет производительность бурения.
Интервал от 0 до 7 м проходится трехлопостным долотом, опускаем и цементируем обсадную колонну. На интервале от 7 до 400 м бурение проводится с отбором керна колонковым снарядом NQ2.
Таблица 2
Интервалы бурения,м |
Горные породы |
Тип ПРИ |
Наружный диаметр,мм |
Внутренний диаметр,мм |
Диаметр расширителя.мм |
|
0-5 |
Четвертичные отложения: делювий с дресвой до 30% |
3ЛД-М-97 |
95,6 |
97 |
||
5-7 |
Выветренные граниты |
3ЛД-М-97 |
75,3 |
47.6 |
75,7 |
|
7-40 |
Выветренные граниты |
Alpha02 |
||||
40-150 |
Среднезернистые граниты |
Alpha06 |
75,3 |
47.6 |
||
150-250 |
Вторичные кварциты |
Alpha10 |
75,3 |
47.6 |
||
250-300 |
Вторичные кварциты с рудной минерализацией золота |
Alpha10 |
75,3 |
47.6 |
||
300-400 |
Мелкозернистые граниты |
Alpha08Abrasive |
При колонковом бурении применяются бурильные трубы NQ (табл.3). Бурильные трубы изготавливаются цельнотянутыми бесшовными из высококачественных металлов.
Таблица 3
Основные размеры (мм) и параметры бурильной трубы (колонны)
Типоразмер бурильной трубы(колоны) |
Основные размеры |
Основная длина трубы в сборе с соединениями |
||||
Трубы |
||||||
Наружный диаметр |
Внутренний диаметр |
ВесКг/m |
Толщина стенок,мм |
|||
NQ |
69.9 |
60.3 |
7.8 |
4,8 |
3000 |
Таблица 4
Технические данные обсадной трубы HW
Параметры |
Значения параметров для труб |
|
обсадных |
||
Наружный диаметр и толщина стенки труб |
93(5,0); |
|
Наружный и внутренний диаметры ниппелей |
93х83; |
|
Характеристика резьбы труб и ниппелей |
Одноупорная, цилиндрическая, трапецеидальная, шаг 4 мм, высота профиля 0,75 мм |
|
Наружный диаметр резьбы (соотв.наружному диаметру труб и ниппелей) |
93 |
|
Диаметр скважины,в которую опускаются трубы |
96 |
|
Диаметр ствола скважины(максимальный) ниже обсадной колонны |
96 |
|
Длина трубы |
Немерная длина в диапазоне длин 1000-1500; 1500-3500; 4000-6000 |
|
Кривизна труб, мм/м |
Для труб диаметром 35-93 мм-0,7 |
|
Расчетная масса 1 м труб, кг, не более |
12,8 |
Для повышения качества отбора керновых проб бурение будет производиться с помощью тонкостенного колонкового снаряда со съемным керноприемником NQ2 от компании Boart Longyer для твердых трещиноватых пород, также будет уменьшена частота вращения коронки на 30 %.
Boart Longyear предлагает проверенные в полевых условиях стандартные колонковые снаряды NQ2, предназначенные для колонкового бурения скважин с оптимальной глубиной до 420 м. Такой снаряд состоит из головного блока (деталь 1), компонентов внутренней трубы (детали 2-5) и компонентов внешней трубы (детали 6-11).
1 |
Головной блок NQ2 |
|
2 |
Внутренняя труба |
|
3 |
Стопорное кольцо |
|
4 |
Керноприемная труба |
|
5 |
Керноприемная трубя с кернорвателем в нижней части |
|
6 |
Бескерновая блокировочная соединительная муфта NQ |
|
7 |
Приводная муфта |
|
8 |
Посадочное кольцо |
|
9 |
Внешняя труба |
|
10 |
Стабилизатор внутренней трубы |
|
11 |
Предохранитель резьбы |
Таблица 5
Колонковый набор NQ2
Технические характеристики колонкового снаряда NQ2 |
||
Коронка |
||
Внешний диаметр,мм |
75,3 |
|
Внутренний диаметр,мм |
47.6 |
|
Расшеритель-колибратор,мм |
75,7 |
|
Внешняя труба |
||
Внешний диаметр |
73.2 мм (2.88 д) |
|
Внешний диаметр с полным отверстием |
75.2 мм (2.96 д) |
|
Внутренний диаметр |
73.2 мм (2.88 д) |
|
Внутренняя труба |
||
Внешний диаметр |
57.2 мм (2.25 д) |
|
Внутренний диаметр |
52.3 мм (2.88 д) |
|
Максимальная глубина |
1500 м |
|
Длина, мм |
1500 |
Буровое оборудование
В настоящее время ведущей компанией по производству геологоразведочного оборудования для бурения скважин в любых условиях является "Boart Longyear", следовательно выбираем установку для подземного бурения LM-45.
LM45 Модульная установка для алмазного колонкового бурения
НОМИНАЛЬНАЯ ГЛУБИНА БУРЕНИЯ, в метрах
Направление бурения
ТИПОРАЗМЕР Вертикально вверх Горизонтально Вертикально вниз
AQ 370 520 540
BQ 270 350 480
NQ 200 290 420
HQ 70 100 220
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА:
Стандартный вариант Электродвигатель 45 кВт (100 л.с.)
Паспортная частота вращения 1 450 об/мин (50 Герц)
По спец. заказу дизельный двигатель мощностью 60 л.с. Выбираем дизельный двигатель
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Главный насос - Аксиально-поршневой с регулируемой производительностью, системой определения нагрузки и компенсатором давления.
Производитель Rexroth (Hydromatik GmbH)
Применение Все функции при бурении
Максимальное рабочее давление 26 МПа
Вторичный насос - Шестерёнчатый с фиксированной производительностью.
Производитель Rexroth
Применение Охлаждение масла и подпитка насоса
Максимальное рабочее давление 0,5 МПа
СИСТЕМА ПОДАЧИ
Ход вращателя 1800 мм
Макс. усилие давления 41,2 кН при давлении 26Мпа
Макс. усилие отрыва 30,9 кН при давлении 28 Мпа
Скорость подачи 1,2 м/с для одного полного цикла
Скорость наращивания штанг Приблизительно 12-14 м/мин
ГИДРОПАТРОН И ТРУБОДЕРЖАТЕЛЬ
Гидропатрон HQ Трубодержатель HQ
Макс.открытое состояние 97,0 мм 97 мм
Тип Закрывается гидравликой
Откр. механически Откр. гидравликой
Автоматическая синхронизация с трубодержателем и патроном
Осевая удерживающая способность 80,0 кН 80 кН
Статич. удерживающий момент 3900 Нм 3900 Нм
ВРАЩАТЕЛЬ HQ
Проходной шпиндель HQ-97мм.
Скорость вращения при прямой передачи 0-1690 об/мин -частота вращения регулируется во всем диапазоне.
Частота вращения обратной передачи 60 об/мин фиксированная для предотвращения повреждения трубной резьбы.
Крутящий момент 200Нм при 1000 об/мин, 620 Нм при 300 об/мин, обратная передача 1825 Нм при 26 Мпа с труборазворотом.
Буровой насос FMC L0918B Piston Pump
Максимальное давление-8,27 МПа
Максимальный расход-107 л/мин
Максимальная мощность-28,1 КВт
Максимальное количество оборотов-750 об/мин
Кол-во цилиндров-3
Вспомогательный и аварийный инструмент
В состав вспомогательного инструмента входят:
1. Овершот Ezy Lock - NQ
Характеристики:
* Муфта Ezy Lock позволяет быстро одной рукой повернуть муфту и замкнуть захватывающие приспособления.
* Быстроразъемный предохранительный штифт крепит головку овершота к копьевидному наконечнику.
* Резьбовое соединение между приспособлением для выбивания снаряда и головкой овершота.
* Приспособление для выбивания снаряда, сделанное из высокопрочной легированной стали, имеет увеличенный диаметр и оборудовано отказоустойчивым стопором)
2. Подземный промывочный вертлюг Compact Plus
3. От вертлюга Compact Plus к насосу:
1. Наружный отвод #16 NPT на 90°
2. Адаптер #16 NPT - #16 JIC-M
3. Водяной шланг вертлюга, 9 м (30футов)
4. Спускной блок, #16 NPT
4. Ключи шарнирные для БТ
5. Ключи шарнирные типа КШ для обсадных и колонковых труб
6. Ключи короночного типа КК для алмазных коронок
7. Ключи типа КБ для алмазных коронок и расширителей
8. Прямой трубный ключ
9. Разводной гаечный ключ
10. Хомуты для обсадных труб
11. Вибрационное сито для очистки бурового раствора
12. Глиномешалка и зумф
Аварийный инструмент
1. Метчики и колокола - для извлечения БТ из скважины
2. Кольцевые фрезеры - для обработки места обрыва БК
3. Фрезеры с направлением - для разбуривания колонкового набора
4. Проектирование технологического режима бурения
Основными режимными параметрами при вращательном способе бурения скважин являются: осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, частота вращения бурового снаряда, расход и качество очистного агента.
1.Осевая нагрузка на ПРИ:
бурение скважина оборудование вращательный
2.Частота вращения:
Vокр - окружная скорость коронки [м/с]
Dн - наружный диаметр коронки [м]
Dвн - внутренний диаметр коронки [м]
3. Количество очистного агента:
V - скорость восходящего потока промывочной жидкости (0,8).
к-коэффициент, учитывающий неравномерность скорости потока по скважине (1,2)
Для данной скважины используем малоглинистый раствор p=1020 кг/м3, водоотдачей 6 и вязкостью 18 с.
Бурение на интервале 0-7м ведется 3ЛД-М-97 породы III категории по буримости
Осевая нагрузка:
Принимаем 750 даН
Частота вращения:
Vокр - окружная скорость коронки (1-1,8 м/с для III категории по буримости)
Бурение на интервале 7-40м ведется импрегнированной алмазной коронкой Alpha02
Осевая нагрузка:
Осевая нагрузка в пределах рекомендуемых параметров для коронки (800-1300 даН).
Принимаем =1200 даН
Частота вращения:
Vокр - окружная скорость коронки (3,5 м/с для IХ-VIII категории по буримости)
Расход промывочной жидкости примем в соответствии с рекомендациями из табличных значений. Для алмазного бурения пород IХ-VIII категории по буримости Q=80-100 л/мин
Примем Q=80 л/мин
Бурение на интервале 40-150м ведется импрегнированной алмазной коронкой Alpha06
Осевая нагрузка:
Осевая нагрузка в пределах рекомендуемых параметров для коронки (800-1300 даН).
Принимаем =1200 даН
Частота вращения:
Vокр - окружная скорость коронки (3 м/с для IХ-VIII категории по буримости)
Расход промывочной жидкости примем в соответствии с рекомендациями из табличных значений. Для алмазного бурения пород IХ-VIII категории по буримости Q=80-100 л/мин
Примем Q=80 л/мин
Бурение на интервале 150-250м ведется импрегнированной алмазной коронкой Alpha10. Породы ХII категории по буримости.
Осевая нагрузка:
Осевая нагрузка выше рекомендуемых параметров для коронки (1300-2000 даН).
Принимаем =2000 даН
Частота вращения:
Принимаем 650 об/мин
Vокр - окружная скорость коронки (1.5-2 м/с для ХII категории по буримости)
Расход промывочной жидкости примем в соответствии с рекомендациями из табличных значений. Для алмазного бурения пород ХII категории по буримости Q=20-40 л/мин
Примем Q=30 л/мин
Бурение на интервале 250-300м ведется импрегнированной алмазной коронкой Alpha10. Интервал полезного ископаемого представлен породой ХI категории по буримости
Осевая нагрузка:
Осевая нагрузка выше рекомендуемых параметров для коронки (1300-2000 даН).
Принимаем =2000 даН
Частота вращения:
на этом интервале снижаем частоту вращения на 30% для повышения выхода и качества керна, так как проходим по полезному ископаемому!
Vокр - окружная скорость коронки (1.5-2 м/с для ХI категории по буримости)
Расход промывочной жидкости примем в соответствии с рекомендациями из табличных значений. Для алмазного бурения пород ХI категории по буримости Q=20-40 л/мин
Примем Q=30 л/мин
Бурение на интервале 300-400м ведется импрегнированной алмазной коронкой Alpha08Abrasive. Породы Х категории по буримости.
Осевая нагрузка:
Осевая нагрузка выше рекомендуемых параметров для коронки (1000-1700 даН).
Принимаем =1700 даН
Частота вращения:
Принимаем 900 об/мин
Vокр - окружная скорость коронки (2-3 м/с для ХII категории по буримости)
Расход промывочной жидкости примем в соответствии с рекомендациями из табличных значений. Для алмазного бурения пород ХII категории по буримости Q=40-60 л/мин
Примем Q=50 л/мин
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектирование конструкции скважины для разведки залежей угля. Определение свойств горных пород и геолого-технических условий; выбор бурового оборудования и способа бурения; расчет режимных параметров. Предупреждение и ликвидация аварий, охрана труда.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.02.2013Геолого-технические условия бурения. Проектирование конструкции скважины. Выбор и обоснование способа бурения. Выбор бурового инструмента и оборудования. Проектирование технологического режима бурения. Мероприятия по предупреждению аварий в скважине.
курсовая работа [927,4 K], добавлен 30.03.2016Правила выбора места заложения скважины. Расчет режимов бурения. Требования к качеству воды. Обоснование компоновок бурового снаряда. Технология вскрытия и освоения водоносного горизонта. Разработка технологии цементирования эксплуатационной колонны.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.02.2013Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины. Техника безопасности при проходке разведочных вертикальных горных выработок. Расчет параметров многоствольной скважины. Выбор и обоснование бурового оборудования. Тампонаж скважины.
курсовая работа [634,5 K], добавлен 12.02.2009Проектирование разведочной скважины. Проработка целевого задания и геологических условий бурения. Выбор и обоснование способа бурения, конструкции скважины, бурового оборудования. Мероприятия по повышению выхода керна. Меры борьбы с искривлением скважин.
курсовая работа [52,4 K], добавлен 07.02.2010Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины. Техника безопасности при проходке разведочных вертикальных горных выработок. Расчет параметров многоствольной скважины. Выбор и обоснование бурового оборудования.Тампонаж скважины.
курсовая работа [419,4 K], добавлен 12.02.2009Геолого-геофизическая характеристика месторождения Самантепе. Обоснование способа бурения и проектирование конструкции скважины. Определение породоразрушающего инструмента, расчет осевой нагрузки и частоты вращения. Проведение инженерных мероприятий.
дипломная работа [60,7 K], добавлен 25.06.2015Выбор и обоснование типа и размера откачечных средств, расчет эрлифта для откачки, выбор фильтра и его расчёт. Обоснование способа бурения скважины, её конструкция. Технология бурения для горизонтов, выбор бурового оборудования, буровой снаряд.
контрольная работа [77,8 K], добавлен 21.10.2012Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины. Предупреждение и ликвидация аварий в скважине. Извлечение обсадных труб и ликвидация скважины после выполнения задачи. Демонтаж буровой установки и перемещение на новую точку бурения.
курсовая работа [368,9 K], добавлен 12.02.2009Составление проектной конструкции скважины и выбор способа ее бурения. Характеристика труборезов, вспомогательного и ловильного инструментов, приспособлений для ликвидации прихватов. Методика ликвидационного тампонирования скважин. Выбор очистного агента.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 29.09.2011Вещественный состав полезного ископаемого. Гидрогеологические исследования в скважинах. Выбор и обоснование способа бурения и профиля скважины. Колонковые наборы и вспомогательный инструмент. Проектирование технологического режима бурения скважины.
дипломная работа [954,0 K], добавлен 15.06.2012Геологическое описание месторождения. Характеристика геологического разреза. Обоснование способа и режимов бурения. Проектирование конструкции геологоразведочной скважины. Выбор бурового инструмента и оборудования. Мероприятия по увеличению выхода керна.
курсовая работа [58,3 K], добавлен 07.11.2013Геологическое строение района. Геологические задачи и методы их решения. Топографо-геодезические и геофизические работы. Геолого-технические условия бурения. Выбор конструкции скважины. Выбор способа бурения. Виды осложнений и причины их возникновения.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 19.11.2015Гидрогеологическая характеристика участка месторождения Белоусовское. Разработка конструкции скважины. Обоснование способа и вида бурения. Число обсадных колонн и глубина их спуска. Выбор состава бурового снаряда и породоразрушающего инструмента.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 21.05.2015Состояние наклонно направленного бурения при строительстве скважин в РУП "ПО "Белоруснефть". Геологическое строение Речицкого месторождения. Выбор конструкции скважины. Технология бурения, расчет бурильных колонн. Рекомендации по заканчиванию скважины.
дипломная работа [166,9 K], добавлен 02.06.2012Литолого-стратиграфическая характеристика разреза. Выбор долот для бурения скважины. Составление гидравлической программы бурения. Организационно-производственная структура бурового предприятия. Сметный расчет бурения скважины Коринской площади.
дипломная работа [949,3 K], добавлен 12.03.2013Классификация буровых установок для глубокого бурения. Основные блоки и агрегаты их взаимодействия. Факторы для обоснования конструкции скважины. Способы бурения, их характеристика. Цикл строительства скважины, монтаж и демонтаж бурового оборудования.
отчет по практике [2,0 M], добавлен 05.05.2014Выбор способа бурения и построения конструкции скважины. Проверочный расчет буровой вышки. Технология погружения обсадной колонны, отбора керна, вращательного бурения. Составление геологического наряда. Организация морского бурения, ликвидационные работы.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 14.06.2014Геологические условия бурения. Расчет плотности растворов. Выбор конструкции скважины и способа бурения, гидравлической программы бурения скважины. Выбор типа промывочной жидкости. Расчет обсадных колонн на прочность. Характеристика бурильной установки.
курсовая работа [74,5 K], добавлен 20.01.2016Характеристика геологического разреза на территории нефтяного месторождения, классификация породы. Выбор способа бурения и построение конструкции скважин, расчет глубины спуска кондуктора. Мероприятия по борьбе с самопроизвольным искривлением скважин.
курсовая работа [460,2 K], добавлен 01.12.2011