Выбор способа бурения

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Геолого-технические условия бурения

Целью технико-технологической части является выбор и обоснование техники и комплектующие направленные на бурение разведочно-поисковых скважин.

Колонковое бурение предусматривается для изучения по простиранию и на глубину рудовмещающих минерализованных зон дробления и кварцевых жил; прослеживания и поисков новых рудоносных структур, определения их структурного положения; изучения морфологических особенностей, вещественного состава, характера изменчивости золотого оруденения по простиранию и падению; изучения гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождения; выявления перспектив рудоносности флангов месторождения и межрудных интервалов.

Запасы категории С1 будут получены в результате сгущения вдвое сети буровых скважин по простиранию. Проектируемая разведочная сеть, местоположение проектных буровых профилей и скважин отражены на графических приложениях 1, 2.

Выход керна по рудным интервалам устанавливается не менее 95 %, по вмещающим породам не менее 90 %.

Основная часть скважин «привязана» к конкретным жильным зонам и рудным телам.

Весь объем проектируемых скважин приведен в таблице 3.1.

Учитывая, что падение рудных зон и тел месторождения в целом достаточно крутое, и изменяется от 60 до 80-850, угол наклона скважин принимается 600 к горизонту, что обеспечит пересечение рудных зон и тел под углами не менее 300, как того требуют Методические рекомендации по применению по применению Классификации запасов месторождений.

Буровые профиля ориентированы вкрест простирания рудных зон. Скважины располагаются в буровых профилях от 2 до 4 штук в профиле с расстоянием между ними 50 м. 

Таблица 1 - Титульный список оценочных скважин колонкового бурения

Номер п/п	Номер профиля	Номер скважины	Глубина, м	Азимут	Угол наклона	Номер рудного тела	Очередность
1	359	C-359-03	170	38	-60	Зона2	I
2	359	C-359-04	160	218	-60	Зона1	I
3	367	C-367-01	80	78	-60	Зона2	I
4	367	C-367-03	190	78	-60	Зона2	I
5	367	C-367-04	150	258	-60	Зона1	I
6	367	C-367-05	205	78	-60	Зона2	I
7	375	C-375-03	220	258	-60	Зона1	I
8	377	C-377-01	120	78	-60	Зона2	I
9	377	C-377-03	220	78	-60	Зона2	I
10	377	C-377-05	205	78	-60	Зона2	I
11	383	C-383-01	70	258	-60	Зона1	I
12	383	C-383-03	210	258	-60	Зона1	I
13	391	C-391-01	90	258	-60	Зона1, РТ13	I
14	391	C-391-03	220	258	-60	Зона1, РТ13	I
15	399	C-399-01	100	258	-60	Зона1, РТ13	I
16	399	C-399-03	220	258	-60	Зона1, РТ13	I
17	407	C-407-01	130	258	-60	Зона1, РТ13	I
18	407	C-407-03	210	258	-60	Зона1, РТ13	I
19	415	C-415-01	70	258	-60	Зона1, РТ10	I
20	423	C-423-01	100	258	-60	Зона1, РТ10	I
21	423	C-423-03	205	258	-60	Зона1, РТ10	I
22	431	C-431-01	60	258	-60	Зона1, РТ10	I
Всего бурения, м:	3405

Все проектные скважины будут проходится по осадочным породам - в основном песчаникам и алевролитам, местами окварцованными и прожилкованными кварцем, нарушенными зонами дробления (реже минерализованными зонами дробления), вмещающими кварцевые жилы. Усредненный типовой разрез представлен в табл. 3.2.



Таблица 2 - Усредненный геологический разрез

Характеристика пород	Категория пород по буримости	Объем бурения, м
		На 1 скв.
Угол наклона 600
(объем бурения - 3405 п.м, количество скважин - 22, ср. Глубина - 205 м)
Галечно-щебенистые грунты; галечник мерзлый, связанный песчано-глинистым материалом; делювий и элювий коренных пород; алевролиты и песчаники выветрелые	V	4
Песчаники кварц-полевошпатовые, алевролиты, алевролиты песчанистые	Vii	171
Породы зон дробления	Viii	15
Породы зон дробления интенсивно окварцованные, алевролиты и песчаники окварцованные	Ix	13
Кварц жильный	X	2
Итого:	205

2. Выбор способа бурения

Учитывая следующие горно-технологические условия бурения, а также заданные параметры скважин (средняя глубина 205 м, конечный диаметр бурения - 96 мм) категории буримости пород (в данном разрезе породы принадлежат к V-Х категории по буримости), рациональнее всего применить вращательный колонковый способ бурения, которое является одним из наиболее широко распространенных способов проходки скважин.

Колонковый способ бурения представляет собой бурение скважин с извлечением столбиков породы (керна), по которым составляется геологическое описание участка или района работ и производится опробование пород для выявления содержащихся в них полезных компонентов. Скважины колонковым способом можно бурить с земной поверхности и в горных выработках в самых различных направлениях, различным породоразрушающим инструментом и в породах любой твердости и устойчивости. Кроме того, при этом способе применяется довольно легкое и мобильное оборудование, что очень важно при производстве геологоразведочных работ в условиях сильно пересеченной, лесистой, болотистой местности и в других труднодоступных условиях. [2]

Разведочное колонковое бурение осуществляется различными буровыми установками с использованием специального бурового оборудования и инструмента.

3. Разработка конструкции скважины

Бурение всех скважин предусматривается производить следующими диаметрами:

- интервал 0-12 м. Диаметр бурения 117,5 мм с обсадкой трубами интервала 0-12 м диаметром 114 мм;

Конструкция всех скважин одинакова. Дальнейшее бурение до проектной глубины будет осуществляться импрегнированными алмазными коронками диаметром 95,71 мм (типоразмер HQ).

Конструкция скважины изображена на рис.3.1.

Рис. 3.1. Конструкция скважины



4. Выбор бурового оборудования

Бурение скважин будет осуществляться с поверхности, колонковым способом, станком LF-70 производства компании «Boart Longyear», смонтированным на металлических санях одним блоком с силовой установкой мощностью 220 л.с. (150 кв); буровым снарядом со съемным керноприемником. Основной конечный диаметр бурения 96 мм (HQ), аварийный 75,7 мм (NQ). Для размещения обсадных и бурильных труб, бурового инструмента предусматривается использование склада (приемного моста) на санном основании размером 6,8 х 2,8 м. Для бурения снарядом ССК с промывкой промывочной жидкостью на полимерной основе применяются бурильные трубы HQC или ROC-460 резьбового соединения.

Таблица 3 - Техническая характеристика установки Boart Longyear LF-70

Параметр	Значение
Номинальная глубина бурения, м: BRQHP/BQ BRQLW/BQTK NRQHP/NQ/NQ2" NRQHP с высадкой HRQHP/HQ HRQHP с высадкой HWT/PQ	1050 1320 810 960 545 755 360
Силовая установка: - максимальная мощность: - паспортная частота вращения: - рабочий объем:	Дизельный четырехцилиндровый двигатель Deutz BF4L913 с воздушным охлаждением и турбонаддувом 220 л.с. / 150 кВт 2500 об/мин 4,08 л.
Номинальные значения частоты вращения: - 1 передача - 2 передача - 3 передача - 4 передача	Частота вращения, (об/мин.)/ Моменты (Нм) 190-90/2305-4610 400-200/1085-2170 730-370/610-950 1250-630/340-680
Главный насос: Производительность: Максимальное давление: Вторичный насос: Производительность: Максимальное давление: Вспомогательный насос: Производительность: Максимальное давление: Вращатель Проходной шпиндель: Привод вращателя: Механическая трансмиссия: Гидропатрон: Смазка вращателя:	Аксиально-поршневой Eaton, с регулируемой производительностью, системой компенсации и поддержания низкого давления 163 л/мин 24,1 МПа 41,6 л/мин 13,8 МПа 38 л/мин 14 МПа Внутренний диаметр 95,2 мм Реверсивный гидромотор Rexroth с изменяемой скоростью 4х ступенчатая коробка передач Funk Открывается гидравликой, закрывается пружинами. Принудительная смазка подшипников, масляная ванна для роликовой цепи
Характеристика бурового насоса W11 Производительность: Давление: Вес:	132 л/мин 6,9 МПа 259,5 кг
Мачта и система подачи Ход вращателя: Скорость подачи: Усилие подачи вверх: Усилие подачи вниз: Длина свечи: Угол забуривания:	1,83 м Регулируемая, быстрая, медленная. 111,793 кН 58,957 кН 6 метров от 450 к горизонту до 900 нисходящие
Грузоподъемные механизмы Главная лебедка: Нагрузка на крюк: Характеристика троса: Лебедка ССК: Тяговое усилие: Характеристика троса:	KPL12 грузоподъёмностью 5450 кг 5450 кг Диаметр 16 мм и длина 67 метра 993 кг Штампованный трос диаметром 4,8 мм
Вес снаряженного станка:	3220 кг



Рис.3.2. буровая установка Boart Longyear LF70

Бурильная установка монтируется на гусеничный трелевочный трактор ТТ-4 (рис. 3.3., табл. 3.3.). Трактор может работать в различных погодных и дорожных условиях с различными прицепными лесозаготовительными и лесохозяйственными машинами, соответствующему класса трактора, а также может быть использован по согласовыванию с заводом-изготовителем в качестве базы (конструктивной основы) в-первую очередь для установки буровых установок, во-вторых для валочно-трелевочных, сучкорезных, погрузочных и других машин и агрегатов.



Рис. 3.3. Общий вид трактора ТТ-14

Таблица 4 - Техническая характеристика гусеничного трелевочного трактора ТТ-4

Параметр	Значение
Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.)	80,9 (110)
Частота вращения коленчатого вала, об/мин	1600
Удельный расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности, г/кВт*ч (г/э, л.с.-ч)	250 (185)
Дорожный просвет , мм	490
Колея, мм	2000
Удельное давление на грунт, кгс/см2	0,45
Ширина гусениц, мм	500
Вместимость топливного бака, м3	0,13 (135)
Тяговое усилие лебедки, кН (кгс)	9,7 (117,7)
Габаритные размеры, мм	6000 х 2500 х 2750
Масса конструктивная, кг	12800

На буровую монтируем Boart Longyear LF70, что буде представлять собой в целом с трелевочным трактором ТТ-4 самоходный модуль ТСБУ-200м. Здание цельнометаллическое с откидным мостом для обеспечения возможности работы бурового персонала при бурении скважин без нарушения техники безопасности и безаварийного движения по горно-таежной или сильно пересеченной местности. В здание монтируется все буровое оборудование.

Буровая мачта укрывается специальным двойным укрытием из морозостойкого, прочного материала, которое изготавливается для конкретной установки.

Освещение буровой установки от сети напряжением 24В питаемой генератором дизельного двигателя.

Длина самоходного модуля ориентировочно составляет 7 метров.

Технические характеристики самоходного модуля представлены в таблице 3.4.

Рис 3.4. Самоходный модуль, установка ТБСУ-200м

Таблица 5 - Технические характеристики самоходного модуля

Кузов установки	цельнометаллический, утепленный с выдвижным тамбуром
Габаритные размеры в транспортном положении, мм
длина	7000
ширина	3730
высота	3600
Габаритные размеры в рабочем положении, мм
длина	8220
ширина (на домкратах)	3400 (3600)
высота	8200
Максимальная скорость передвижения, км/ч	9
Масса, кг	19800

5. Выбор технологического, вспомогательного и специального инструмента

В соответствии с выбранным способом бурения и конструкцией скважины, в зависимости от физико-механических свойств горных пород и условий отбора керна произведён выбор бурового инструмента исходя из оснащения базы. Буровой инструмент подразделяется на: технологический, вспомогательный, аварийный и специальный.

Технология бурения

Технология бурения скважин предусматривает забурку в рыхлых отложениях до глубины 4 м твердосплавными коронками диаметром 132 мм с тампонированием башмака кондуктора диаметром 127 мм глиной. Далее мёрзлые четвертичные отложения (независимо от их мощности) и 2 м выветрелых и трещиноватых в приповерхностной части коренных пород проходятся твердосплавными коронками диаметром 112 мм и обсаживаются трубами диаметром 108 мм с тампонированием башмака кондуктора глиной. Средняя глубина проходки скважин диаметром 112 мм с обсадкой составляет 6 м.

Дальнейшее бурение скважины ведется снарядом ССК алмазными коронками диаметром 95,6 мм (типоразмер HQ), с применением промывочной жидкости на полимерной основе. Бурение осуществляется буровыми снарядами ССК импортного производства. По породам V-X категорий предусматривается использование алмазных коронок 23И3 или их импортных аналогов с матрицей -30HRC, гранулированных, с металлизацией и синтетическими алмазами качества АС-250, АС-300, зернистостью 0,4-0,6 мм.

Коронки выбираются в зависимости от категории пород по буримости и от их физико-механических свойств (табл.3.1).

На интервале 0-12 м используем обсадную колонну труб, бурение ведется алмазной коронкой HWT Alpha 04 (башмак) PQ диаметром 117,5 мм . Она позволяет бурить в твердых, преимущественно осадочных горных пород, отличающихся неустойчивостью, легко размывающихся. [9]

Интервал 0-205 м проходим набором ССК-95,71 (HQ) (комплекс со съемным керноприемником) с применением импрегнированной алмазной коронкой HQ Alpha Bit Abrasive08 для крепких пород с большей абразивностью.

Таблица - Техническая характеристика породоразрушающего инструмента

Интервал бурения	Тип П.Р.И.	Диаметр, мм	Категория по буримости
0-12	PQ Alpha 04	117,5	V-VII
0-205	HQ Alpha Bit Abrasive 08	95.71	V-X

Рис. 3.5. Общая схема коронки HQ Alpha Bit Abrasive 08

В компоновку к алмазной коронке входит расширитель для калибровки стенок скважины NQ/HQ3 (диаметр 96,24 мм).

Бурильные трубы служат для: соединения колонкового снаряда с вращателем бурового станка, подачи бурового снаряда по мере углубления скважины и замены породоразрушающего инструмента, передачи на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки и крутящего момента, подачи на забой промывочной жидкости. При колонковом бурении применяются стальные бурильные трубы HRQHP (табл.3.6). Бурильные трубы изготавливаются цельнотянутыми бесшовными из высококачественных сталей с резьбовым соединением труба в трубу.

Таблица - Техническая характеристика бурильных труб HRQHP

Параметры	Значения
Толщина стенки, мм	11,1
Наружный диаметр трубы, мм	88,9
Длина труб, мм	3000
Масса 1 м трубы, кг	11,5

Колонковые трубы являются частью колонкового набора, предназначенные для приема и сохранения керна.

Таблица - Техническая характеристика колонковых труб HQ

Параметры	Значения
Толщина стенки, мм	14,4
Наружный диаметр трубы, мм	95.6
Длина труб, мм	4000
Масса 1 м трубы, кг	9,3

Таблица - Техническая характеристика снаряда со съемным керноприемником

тип комплекса	HQ
размер алмазной коронки, мм
Наружный	95.71
Внутренний	63.5
ширина торца матрицы	16.105
наружный диаметр алмазного расширителя, мм	96.24

1- головка кернопреемника

2- специальный упор

3- упорное кольцо

4- гидравлический сигнализатор

5- подшипник

6- кернопреемник

7- алмазная коронка

Рис.3.6 Снаряд со съёмным керноприёмником



Вспомогательный инструмент применяется при проведении спуско-подьемных операций с буровым снарядом это элеватор, ключи, а так же сами обсадные трубы.

Инструмент для ликвидации аварий. Наиболее частые аварии - оставление в скважине элементов бурильной колонны и обрывы труб, вследствие поломок в зоне резьбовых соединений.

Для извлечения бурильных труб используются специальные метчики. Метчики предназначены для ликвидации обрывов бурильных, колонковых и обсадных труб. Изготавливаются с правой резьбой из легированной стали марки 40ХН.

В случае прихвата колонкового набора бурильную колонну развинчивают по частям инструментом с левой резьбой. Для уменьшения трудоемкости этой операции необходимо предусмотреть применение отсоединительных переходников. Переходник включается между колонной бурильных труб (КБТ) и колонковой трубой. При невозможности поднять бурильную колонну из-за прихвата колонкового набора ее отсоединяют левым вращением на минимальной скорости с натягом колонны.

Для улавливания и извлечения из скважины мелких стальных железных предметов и кусков металла применяются магнитные ловушки типа ЛМ-76.

Спуско-подъемные операции (СПО) с бурильной колонной проводятся для смены коронок. Бурильные трубы спускают и поднимают свечами. Свинчивание и развинчивание бурильных труб в процессе СПО производится станком или вручную. Для поднятия керна используется овершот.

6. Обсадные трубы

Обсадные трубы применяются для закрепления неустойчивых стенок скважины, разъединения пластов горных пород.



Таблица - Техническая характеристика обсадных труб HWT

Параметры	Значения
Наружный диаметр трубы, мм	114
Толщина стенки трубы, мм	12
Масса 1 м трубы, кг	16,8
Длина трубы, мм	1500, 3000

7. Проектирование технологических режимов бурения

Выбор промывочной жидкости

Одна из составляющих эффективного бурения скважин в геологических условиях, является выбор очистного агента, позволяющую эффективно оптимизировать технологию промывки и бурения скважины.

Выбор типа промывочной жидкости определяется геолого-техническими условиями бурения, составом и свойствами проходимых пород, способом бурения, опытом буровых работ.

В качестве промывочной жидкости предусматривается применение безглинистого полимерного раствора на основе реагента «Престол» или его аналога с целью эффективного выноса шлама и предупреждения геологических осложнений (по опыту бурения в аналогичных условиях). Добавки Престола для этих целей составят - 0,1%. После каждого цикла использования промывочной жидкости, раствор будет подновляться добавками реагента, так как после взаимодействия с выбуренным шламом и его осаждения в очистной системе, концентрация реагента в растворе снижается.

В случае интенсивного шламования или проявления пучения стенок скважины, предусматривается совместное использование ВПРГ («сухой гипан») и «Престола». В этом случае добавки ВПРГ составят 0,3-0,5%, а роль Престола сводится к роли флокулянта, задачей которого будет очистить раствор от механических примесей после прекращения циркуляции. Его добавки могут быть снижены до 0,02-0,03%. И в первом и во втором случае, в раствор предусматриваются добавки эмульсии «Ленол», для обеспечения более высоких скоростей вращения снаряда и снижения затрат мощности на бурение. Для предупреждения замерзания промывочной жидкости, предусматривается в неё добавлять соль из расчёта 150 кг на 1м3 воды, что соответствует температуре пород (-10°С).

В качестве средства снижения вибрации и расхода мощности на бурение будет применяться трубная смазка производства фирмы «Борт-Лонгир» или российская эмульсия - «Ленол-10». В трещиноватых породах будут применяться колонковые трубы ССК (HQ) с длиной керноприёмника - 1,5 м, в относительно монолитных породах длина керноприёмной трубы предусматривается - 3 м.

Зоны повышенной трещиноватости и интервалы дробления предусматривается крепить при помощи карбамидных или мочевино-формальдегидных смол. В случае тампонирования ослабленного интервала, не связанного с поглощением промывочной жидкости, предусматривается применять быстросхватывающие смеси.

Проектирование режимов алмазного бурения

Основными режимными параметрами при вращательном способе бурения скважин комплексами ССК являются:

Число оборотов в минуту, n

Скорость бурения, (м/ч)

Частота вращения /Скорость проходки (об/см.)

Максимальное усилие подачи, (кН)

Расход очистного агента, (л/мин)

Проектирование режимов бурения импрегнированным алмазным башмаком:

Интервал 0-12 м (под направление) будет пройден алмазной коронкой PQ Alpha 04 диаметром 117,5 мм.

Осевая нагрузка



(1)

Где S - рабочая площадь торца алмазной коронки (за вычетом площади промывочных каналов), см2; для НQ Alpha 04 диаметром 117,5 мм = 24 мм2;

Py - удельная нагрузка на 1 см2 коронки, даН/см2;

Рекомендуемые удельные нагрузки на 1 см2 коронки по категориям буримости пород приведены в таблице 3.11.

Таблица 3.11.

Категория пород по буримости	Py, даН/см2
VIII	6075
IX	6075
X	75-90120
XI	90120
XII	100-150170

=(6075)*24=14401800 даН

Интервал 0-10 м сложен из трещиноватых пород: дресвяно-щебнистых отложений, глыб песчаников и др., поэтому осевую нагрузку понизим на 40%

Получим, осевую нагрузку равную P = 8641080 даН

Частота вращения

Частоту вращения бурового снаряда при алмазном бурении определяют п той же формуле, что и для твердосплавного бурения:

(2)

Где Vокр - окружная скорость коронки, для импрегнированных коронок Vокр = 24 м/с.

Dн, Dвн - соответственно наружный и внутренний диаметр коронки, м.



Так, как породы трещиноватые в интервале 0-10, то частоту вращения понижаем на 30%, итого получаем n=243486 мин-1

Расход очистного агента

Количество промывочной жидкости: так как на данном интервале осуществляется промывка пеной то получаем два определяющих параметра: расход воздуха и расход жидкости

Расход сжатого воздуха рассчитывается по формуле:

(3)

Где Dc - диаметр скважины с учетом ее разработки, м;

d - диаметр бурильных труб, м;

?? - скорость восходящего потока воздуха, м/с, для алмазного бурения ??=12-15 м/с.

Расход промывочной жидкости рассчитывается по формуле:

(4)

Гдe F3 - площадь забоя скважины, см2;

K0 - коэффициент очистки забоя, характеризующий расход жидкости на площадь 1 см2 за 1 мин, л/мин. Для алмазного бурения рекомендуется принимать его значения K0 = 1,2-2,4 л/(мин*см2).



Проектирование режимов алмазного бурения:

Бурение на интервале 0-205 м производится импрегнированной алмазной коронкой серии NQ Alpha Bit Abrasive 08 диаметром 95,71 мм.

Частота вращения

Осевая нагрузка на ПРИ

Расход очистного агента

.

Таблица - Технологические режимы

Тип ПРИ	Интервал, м	Dнар,мм	Dвн, мм	Р, даН	n,об/мин	Q,л/мин м3/мин
PQ Alpha 04	0-10	117,5	103,2	864-1080	243-486	32,05-64,1; 3,8-4,85
HQ Alpha Bit Abrasive 08	50-150	95,71	63,5	1320-1650	483-967	29,16-58,32

8. Выбор КИП и автоматизация производственных процессов

Цель контрольно-измерительных приборов - повышение производительности бурения за счет оптимизации бурового процесса, так как принятие правильных решений возможно только на основании анализа показаний контролирующих приборов.

КИП Boart Longyear LF90 PQ:

1. Индикатор низкого давления масла - загорается при низком давлении масла двигателя. При этом срабатывает система защиты двигателя и двигатель автоматически останавливается.

2. Индикатор перегрева охлаждающей жидкости - загорается при чрезмерной температуре охлаждающей жидкости. При этом срабатывает система защиты двигателя и двигатель автоматически останавливается.

3. Индикатор чрезмерных оборотов двигателя - загорается при чрезмерно высоких оборотах коленчатого вала двигателя. При этом срабатывает система защиты двигателя и двигатель автоматически останавливается.

4. Индикатор экстренной остановки - загорается при использовании переключателя экстренной остановки двигателя. Заново запустить двигатель можно будет только после возврата данного переключателя в исходное положение.

5. Датчик давления масла - позволяет оператору контролировать давление масла двигателя.

6. Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя - позволяет оператору контролировать температуру охлаждающей жидкости двигателя.

7. Вольтметр - позволяет оператору контролировать состояние и зарядку аккумуляторной батареи.

8. Счетчик моточасов - Позволяет оператору контролировать количество моточасов двигателя и интервалы обслуживания.

9. Тахометр - позволяет оператору контролировать скорость оборотов коленчатого вала двигателя.

10. Манометр давления гидросистемы подачи - Показывает давление в гидросистеме подачи.

11. Манометр нагрузки на коронку - По этому манометру определяется нагрузка на коронку. Чем ниже показания давления на этом манометре, тем выше осевая нагрузка на коронку.

12. Манометр давления в гидромоторе вращателя (крутящий момент) - показывает давление в главном гидрораспределителе первичной гидросистемы, т.е. давление вращения, быстрой подачи, главной лебедки, лебедки ССК.

Максимальное давление в следующих двух гидравлических системах ограничено двумя индивидуальными перепускными клапанами на главном гидрораспределителе первичной гидросистемы, а именно

Быстрая подача - 3000 PSI (20.7 МПа)

Лебедка ССК - 2200 PSI (15.2 МПа)

Гидросистемы вращения и главной лебедки имеют номинальное давление первичной гидросистемы, равное 4500 PSI (31МПа).

В процессе бурения этот манометр показывает давление, возникающее от противодействия колонны бурильных труб вращению (т.е. крутящий момент).

В других случаях при задействовании одного из рычагов этот манометр показывает давление в каждой из этих гидросистем, т.е.:

Быстрая подача - до 3000 PSI (20.7 МПа)

Главная лебедка - до 4500 PSI (31 МПа)

Лебедка ССК - до 2200 PSI (15.2 МПа)

13. Манометр давления вторичной гидросистемы - показывает давление в гидравлической системе привода водяного насоса. Он служит как показатель крутящего момента гидравлического мотора водяного насоса.

14. Манометр давления вспомогательной гидросистемы - показывает давление вспомогательной гидросистемы, которая выполняет следующие функции:

Патрон: открыть/закрыть

Регулятор скорости вращения

Трубодержатель: открыть/закрыть

Мачта: подъем/опускание

Миксер

Плавающий вращатель

Медленная подача

Максимальное давление следующих двух систем ограничено индивидуальными клапанами

Патрон Boart Longyear PQ:1400-1450 PSI

Регулятор скорости вращения:25-400 PSI (0.2 - 2.8 МПа)

Остальные клапаны вспомогательной гидросистемы имеют рабочее давление вспомогательной гидросистемы, равное 2000 PSI (13.8 МПа). Показываемое давление соответствует установке компенсатора вспомогательного гидронасоса, равное 2000 PSI (13.8 МПа).

9. Мероприятия по повышению выхода керна

Все способы и средства повышения выхода керна при колонковом механическом вращательном бурении базируются на трех подходах:

1) устранение или ограничение разрушающих побочных воздействий в процессе бурения;

2) сохранение разрушенного кернового материала в керноприемном устройстве;

3) защита керна от побочных разрушающих воздействий технологического процесса бурения.

Некоторые способы повышения выхода керна сочетают в себе разные подходы.

Простейший технологический прием повышения выхода керна -- ограничение длины рейсовой углубки. Обычно геологи задают ограничения рейсовой углубки при бурении по рудному телу до 2,1 и даже 0,5 м. Отбор специальных и наиболее ответственных проб может производиться и более короткими рейсами. Эффект в данном случае достигается только за счет ограничения продолжительности воздействия на керн неблагоприятных факторов.

Наиболее распространены в современной технологической практике способы, базирующиеся на сохранении разрушенного кернового материала и получения полноценной керношламовой пробы, содержащей все первичные компоненты опробуемого минерального вещества -- такой подход дает более высокую точность химического опробования, чем подход, основанный на предотвращении разрушения пробы.

На выход керна при колонковом бурении влияет много факторов, среди которых можно выделить следующие: тип и способ промывки скважины, параметры режима бурения, конструкция бурового инструмента, способ заклинки керна. В нашем случае отбор керна будет производиться в устойчивых породах VI - X категорий посредством ССК.

В целях предотвращения механического разрушения керна, и как его следствие, самозаклинки и истирания керна, предусматриваем меры по снижению вибрации бурильной колонны, применяем центраторы, контролируем прямолинейность колонковых и бурильных труб.

Срыв и удержание керна будет осуществляться с помощью кернорвателей. Так же повышение выхода керна можно добиться снижением осевой нагрузки, частоты вращения бурового инструмента, расхода промывочной жидкости.

10. Мероприятия по предупреждению осложнений и аварий

Авариями при бурении называют такие отклонения от нормального хода работ, которые приводят к преждевременному выходу из строя части или всего оборудования (инструмента) и непроизводительному простою скважины, в результате нарушения технологического процесса бурения. Аварии могут быть с наземным оборудованием (с буровой вышкой, станком, двигателем, насосом, талевой системой) и внутри скважины. В результате аварии может частично или полностью выйти из строя оборудование и инструмент; иногда аварии приводят к потере скважины.

Предупреждение обвалов

Основными осложнениями, которые могут возникнуть при бурении проектной скважины являются обвалы, которые обычно происходят во время прохождения уплотненных глин, аргиллитов или глинистых сланцев.

Основными мерами предупреждения и ликвидации обвалов являются:

1. бурение в зоне возможных обвалов с промывкой буровым раствором, имеющим минимальную водоотдачу и максимально высокую плотность;

2. организация работ, обеспечивающая высокие скорости проходки;

3. выполнение следующих рекомендаций:

- бурить скважины по возможности меньшего диаметра;

- бурить от башмака предыдущей колонны до башмака последующей колонны долотами одного размера;

- поддерживать скорость восходящего потока в затрубном пространстве не менее 1,5 м/с;

- подавать бурильную колонну на забой плавно, без рывков;

- избегать значительных колебаний бурового раствора;

- не допускать длительного пребывания бурильной колонны без движения.

Предупреждение искривления

Полностью предупредить искривление скважин, происходящее под влиянием геологических и технологических причин, невозможно, так как эти причины действуют постоянно по всей длине ствола скважины, однако можно значительно снизить их влияние. Предупредительные меры борьбы с искривлением скважин должны быть направлены, в основном, на устранение причин технологического характера и на уменьшение степени влияния геологических причин.

Чтобы стабилизировать или снизить интенсивность естественного искривления скважин применяются следующие способы:

- Заложение скважин с оптимальными начальными углами с учетом конкретных геолого-структурных условий.

- Применение специальных компоновок низа бурильной колонны;

- Использование рациональных параметров режима бурения, при которых интенсивность естественного искривления минимальна(n, Poc, Q);

Технологические мероприятия:

- снижение частоты вращения бурового снаряда при бурении по полезному ископаемому;

- снижение расхода промывочной жидкости;

- бурение укороченными рейсами;

- использование двойных колонковых труб.

Для увеличения интенсивности искривления скважин:

- применяются укороченные, нежесткие снаряды уменьшенного диаметра;

- используются породоразрушающего инструмента с овальной формой торца, большим выходом.

Поглощение бурового раствора

Это потеря некоторого количества бурового или тампонажного растворов в следствии их перетока из скважины в пласт. Причины: завышенная плотность бурового раствора, большая скорость спуска бурильного инструмента, большое пусковое давление при пуске бурильного насоса, большие потери в кольцевом пространстве. Признаки: уменьшение объема бурового раствора в приемных емкостях, увеличение механической скорости бурения, снижение давления на буровом насосе за счет снижения гидравлического сопротивления в скважине.

Методы ликвидации:

1.снижение плотности бурового раствора (разбавление водой или аэрация. Аэрация бывает: 1) компрессорной и 2) безкомпрессорной - ввод в раствор веществ типа сульфанола);

2. ввод наполнителей в буровой, тампонажный раствор (опилки, стружка, асбест, полимеры);



11. Монтаж, демонтаж бурового и силового оборудования

При бурении скважины и переезда на новую точку монтаж, демонтаж производится буровой бригадой. Для бурового модуля это проверка всех узлов бурового оборудования, подъем домкратов и фиксация в положение, при котором передвигается буровая установка; опускание мачты в горизонтальное положение.

С помощью гусеничных тракторов с отвалом перемещение всех буровых зданий на новую точку с соблюдением всех норм и правил техники безопасности предусмотренной плана проекта поисково-оценочных скважин.

12. Ликвидация скважин

Первым этапом ликвидации скважины является извлечение обсадных труб диаметром 114 мм, извлекается и башмак диаметром 117,5 мм в интервале от 0-10 метров с устья скважины.

Вторым этапом проводят ликвидационный тампонаж, цель которого устранить в проникновение в скважину поверхностных и подземных вод, а также предотвратить загрязнение водоносных горизонтов после извлечения обсадных труб. При выполнении работ по ликвидационному тампонажу , имеющему важное значение для охраны недр, следует руководствоваться утвержденными инструкциями и правилами, действующими в данном регионе.

Перед ликвидационным тампонированием необходимо выполнить следующие работы:

1) провести кавернометрию скважины с целью определения более точного ее объема;

2) выполнить комплекс расходометрических исследований с целью выявления неизолированных поглощающих и водопроявляющих горизонтов.

3) промыть скважину до полной очистки забоя и ствола буровым раствором, который использовали в бурении.

Ликвидационное тампонирование проводится следующим образом, заполняется весь объем скважины от забоя до устья тампонажной смесью. Заполнение смесью следует проводить с одновременным вытеснением из скважины бурового раствора. Рецептура: тампонажный гипс.

Объем тампонажной смеси

бурение скважина керн авария

Размещено на Allbest.ru

...