Буровые станки и бурение скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(Государственный Технологический Университет)

Факультет Горно-Геологический Факультет

Кафедра Прикладная геология

Курсовой проект

Буровые станки и бурение скважин

Студент Агнаев Альберт Викторович

Руководитель: Кодзаев Юрий Васильевич

Заведующий кафедрой: Дарчиева Анфиса Ефимовна

Владикавказ 2017 г.

ЗАДАНИЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по курсу «Буровые станки и бурение скважин»

Студенту гр. РМс -14 Агнаеву Альберту Викторовичу

Выполнить проект по бурению скважин по варианту №10

1.Геологический разрез по скважине

Наименование пород	интервалы бурения, м	мощность слоя, м	Дополнительные указания
	от	до
Граниты	0	140	140	Угол падения 25о
Зона разлома с глинкой трения	140	180	40	Возможны осложнения
Граниты хлотизированные	180	400	220
Альбитофиры	400	500	100
Граниты мелкозернистые	500	720	220
Гранитогнейсы	720	880	160
Рудное тело	880	890	10
Граниты	890	920	30

2. Полезное ископаемое - свинец, цинк

3. Средняя глубина скважин - 920 м

4. Угол наклона скважин - 70^о

5. Конечный диаметр - обосновать

6. Число скважин - 26 шт.,

7. Расстояние между скважинами - 200м.

8. Срок выполнения работ - 2 года

9. Условия водоснабжения: а) расстояние участка работ до источника - вода в горной выработке

б) высота подъема воды -

10. Расстояние глинокарьера до участка работ -

Преподаватель, проф. Ю.В.Кодзаев

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА I. Общие сведения об участке работ

ГЛАВА II. Обоснование выбора способа бурения

ГЛАВА III. Выбор конструкции скважины

ГЛАВА IV. Выбор бурового оборудования

ГЛАВА V. Выбор буровой вышки, сооружение и перевозка

ГЛАВА VI. Технологический режим бурения

ГЛАВА VIII. Организация водо- и глиноснабжения

ГЛАВА IX. Расчетная часть

ГЛАВА Х. Мероприятие по технике безопасности и противопожарной технике

ГЛАВА XI. Специальная глава

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

наклонное бурение скважин

Выполнение курсового проекта по курсу «Буровые станки и бурение скважин» студентами, учащимися на специальности «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых» предусматривается на третьем курсе, в 6-ом семестре.

Причина составления курсового проекта - углубление и закрепление знаний, полученных студентами при прохождении теоретического курса «Буровые станки и бурение скважин».

ГЛАВА I. Общие сведения об участке работ

1. Определение горных работ по буримости.

· Граниты X

· Зона разлома с глинкой трения VII

· Граниты хлотизированные VIII

· Альбитофиры IX

· Граниты мелкозернистые X

· ГранитогнейсыXI

· Рудное тело VIII

· ГранитыX

2. Проектом предусматривается бурение на ПИ - свинец, цинк.

3. Средняя глубина скважин - 920 м.

4. Угол наклона скважин - 70.

5. Конечный диаметр - обосновать.

6. Число скважин - 26 шт.

7. Расстояние между скважинами - 200 м.

8. Срок выполнения работ - 2 года.

9. Условия водоснабжения:

· Расстояние от участка работ до источника -вода в горной выработке.

· Высота подъема воды -

10. Расстояние глинокарьера до участка работ -

ГЛАВА II. Обоснование выбора способа бурения

Для данного участка работ разрешено использовать следующие способы бурения:

· Колонковый

· Твердосплавный

· Алмазный

Мой выбор обосновывается наличием пород, которые имеют категории по буримости от II до XI.

· I - IV - твердосплавные коронки - М.

· V - VII - твердосплавные коронки - СА, СМ.

· VIII - XII - алмазные коронки - А3 (VIII), A4 (IX-X), И5 (XI-XII).

ГЛАВА III. Выбор конструкции скважины

№ п/п	Наименование г.п.	Глубина залегания г.п.	Категории по буримости	Породообразующий инструмент	Обсадные трубы, d	% обсадки длины ствола скважины
				тип	d
1	Граниты	140	X	А4	112	109
2	Зона разлома с глинкой трения	40	VII	СМ	93	89	140-180
3	Граниты хлотизированные	220	VIII	А3	76	73
4	Альбитофиры	100	IX	А4	76	73
5	Граниты мелкозернистые	220	X	А4	76	73
6	Гранитогнейсы	160	XI	И5	76	73
7	Рудное тело	10	VIII	А3	76	73
8	Граниты	30	X	А4	76	73

Так как конечный диаметр в задании необходимо обосновать, то принимаю самый эффективный диаметр 76 мм.

Начинаю выбор конструкции снизу вверх.



ГЛАВА IV. Выбор бурового оборудования

Принимаю стационарную буровую установку ЗИФ-1200 МР, насос НБ-4., т.к. скважина забурена из подземной горной выработки - буровую вышку не применяют.

Рис. 4.1. Буровая установка ЗИФ-1200 МР.

Рис. 4.2. Буровой станок (СКТО-75) ЗИФ-1200МР.

1 - электродвигатель маслонасоса; 2 - электродвигатель станка; 3 - коробка скоростей; 4 - тормоз спуска; 5 - лебедка; 6 - рукоятки управления тормозами; 7 - тормоз подъема; 8 - площадка рабочая; 9- пульт электроуправления; 10- кран управления гидропатрона; 11- патрон пружинногидравлический; 12 - рукоятка управления; 13 - пульт гидроуправления; 14 - вращатель; 15- нижний патрон; 16 - рукоятка включения лебедки и вращателя; 17 - рукоятка переключения скоростей; 18 - выключатель конечный; 19 - рукоятка включения фрикциона; 20 - механизм закрепления; 21-рукоятка переключения редуктора: 22 - станина; 23 - рама; 24 - маслонасос

Ниже перечисляю техническую характеристику установки:

Глубина бурения (м) при конечном диаметре скважины, мм:

- 931500

- 592000

Начальный диаметр скважины, мм250

Угол наклона скважины, градус80-90

Диаметр бурильных труб, мм50;54;63;51;68

Внутренний диаметр шпинделя

(стола ротора), мм78

Ход шпинделя, мм600

Частота вращения шпинделя (ротора)

1-й диапазон 1,25;

2,27;

3,85;

4,8;

5,6;

6,9;

8,6;

10;

2-й диапазон -

Лебедка:

Грузоподъемность, Кн55;

Скорость навивки каната, м/с 0,7;

1,24;

2,1;

2,61;

3,04;

2,76;

4,7;

5,24.

Диаметр барабана, мм430

Наибольшее усилие гидроподачи, кН:

Вверх150

Вниз120

Наносная установка, типНБ-32 или АНБ-22

Привод установки:

Тип ДБС-

Мощность, кВт -

Тип электродвигателя АК-2-91-6

Мощность, кВт 55

Высота мачты, м 24(27)

Длина свечи, м 18,6

Габариты, м: станка:

длина 3475

ширина 1430

высота 1850

Установки:

длина -

ширина -

высота -

Масса, кг:

станка 5200

установки -

ГЛАВА V. Выбор буровой вышки, сооружение и перевозка

Так как скважины забуриваются из подземной горной выработки то устанавливать вышку (мачту) не требуется.

ГЛАВА VI. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ БУРЕНИЯ

Совокупностью параметров режима бурения, характеризующих работу инструмента, называют технологическим режимом бурения.

Технологический режим делится на:

· Оптимальный

· Рациональный

· Специальный

Оптимальный режим бурения обеспечивает получение наивысших технологических показателей бурения. Однако буровой станок или буровой инструмент не всегда позволяет применить оптимальный режим бурения.

Тогда с учетом технических возможностей бурового оборудования устанавливают рациональный режим бурения.

Специальный режим бурения применяют для получения заданных качественных показателей бурения или решения специальных задач.

Под режимом бурения понимается:

· Осевая нагрузка P-кг;

· Частота вращения n-оборотов/мин.

· Количество промывочной жидкости Q-л/мин.

Осевая нагрузка на породообразующий инструмент определяется так:

1. На алмазную коронку:

P=p*s

где р - площадь коронки, смІ;

s - удельная осевая нагрузка на 1 смІ.

D² - наружный диаметр;

d² - внутренний диаметр.

2. На твердосплавную коронку:

P=К*p

где р - удельная нагрузка на 1 тв/спл. резец;

К - количество резцов в коронке.

I-IV - M = 8 резцов; 50 кг на 1 резец.

V-VII - CA, CM = 12 резцов; 60 кг на 1 резец.

Следовательно Р= 720 кг.

Частота вращения определяется по формуле:

Количество промывочной жидкости

V - окружная скорость вращения коронки;

D - диаметр.

Q=q*Dcp

где: q - удельный распад промывочной жидкости на 1 мм коронки;

D - диаметр коронки.

Так как возможно вспучивание пород, то применяется глинистый раствор.

Q(76мм)=38г/мин;

Q(93мм)=46,5.

ГЛАВА VII. БУРЕНИЕ В СЛОЖНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ И МЕРОПРИЯТИЯХ ПО ПОВЫШЕНИЮ ВЫХОДА КЕРНА

Мероприятия по повышению выхода керна будут заключаться в увеличении осевой нагрузки на коронку и снижение количества промывочной жидкости.

Выход керна оценивается как какой-то процент от длины выбуренной породы, например:

Пробурили 1м, а керна подняли 60 см, следовательно, имеем 60% выхода керна.

Требования ГКЗ:

· По пустой породе - 60%;

· По полиметаллам - 70%;

· По редким элементам - 80%;

· Уран, золото - 95-100%.

Меры по увеличению выхода керна:

1. Изменение режима бурения в сторону увеличения осевой нагрузки:

· Уменьшение частоты вращения;

· Уменьшение количества промывочной жидкости;

2. Применение двойных колонковых труб:

· ТДВ

· ТДН

3. Применение эжекторных колонковых снарядов в легкоразрушаемых породах;

4. Бурение скважин с выносом керна обратным потоком.

НАКЛОННОЕ БУРЕНИЕ

Методика построения траектории искривленной скважины

В соответствии с заданными параметрами интенсивного искривления зенитного и азимутального углов на различных глубинах скважины составляется таблица искривления.

глубина	зенитный угол	азимутальный угол
5	0	0
100	5	7
200	7	9
300	9	11
400	11	13
500	13	15
600	15	17
700	17	19
800	19	22
900	22	24
1000	24	26
1100	26	28
1200	28	30

Первоначально строится траектория скважины на вертикальной плоскости (профиль). Для этого из нулевой точки проводится радиус, проводится дуга.

По этому радиусу откладывается угол, равный среднему зенитному искривлению между двумя точками.

Далее, из нулевой точки описывается дуга, равная глубине следующего замера (Rг).

Первая, вторая и третья точки проводятся жирно, это и есть траектории скважины на вертикальную плоскость.

Для построения траектории скважины в горизонтальной плоскости необходимо спроектировать нулевую точку на горизонтальную плоскость, будет 0°. Из 0° в плане проводим горизонтальную линию, указывающую направление на север. Из 0° проводим линию, отражающую угол искривления. На эту линию можно спроектировать одну точку. После этого откладывается в горизонтальной плоскости вторая точка, равная среднему азимутальному углу искривления между двумя точками замера.

ГЛАВА VIII. ОРГАНИЗАЦИЯ ВОДО- И ГЛИНОСНАБЖЕНИЯ

Согласно моему заданию водоснабжение у меня осуществляется через трубопровод, так как цена на топливо высокая.

Учитывая, что бурение будет возможно с глинистым раствором, глину, буду подвозить на расстоянии 3,0 км.

При бурении с глинистым раствором планирую следующие показатели глинистого раствора:

· Удельный вес - 1,2 Г/смі;

· Водоотдача - 6-8 смі за 30 мм;

· Толщина корки - 3 мм;

· Суточный отстой - 2%;

· Содержание песка - 2%;

· Статическое напряжение на сдвиг

СНС?/СНС??=1;

· РН - раствора Z.

Необходимое количество глинистого раствора

Vp = 2Vcк + Voc

где Vcк - объем скважины проектной глубины;

Voc - объем очистной системы, принимаемой в зависимости от геологических условий = 2 мі.

Для d=76

Для d=93

Для d=112

Количество глины, необходимое для приготовления 1 мі глинистого раствора определяется по формуле:

где Р - плотность сухой глины;

Ргр - заданная постоянная глинистого раствора - 1250 г/мі;

Рв - плотность воды - 1000кг/мі.

Необходимый объем воды для приготовления 1 мі глинистого раствора

Так как на моем участке работ возможно поглощение промывочной жидкости, необходимо изменить параметры глинистого раствора, а именно увеличить удельный вес раствора, вязкость и статическое напряжение.

Воду применять нельзя, так как возможно вспучивание пород. Применяю глинистый раствор.

Глинистые растворы закрепляют стенки скважины. Применяют при бурении слабосвязанных пород, а также к перемятым кристаллическим породам.

Применяю водоотдачу, нормализует трещину корки.

ГЛАВА IX. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Данная часть состоит из подпунктов:

1) Расчет затрат времени на строительство, монтаж и демонтаж оборудования.

Абсолютная отметка	Объем работ	Группа скважин по глубине. Средняя глубина по группам	Нормативный документ	Затраты времени
				на ед.	на весь объем
1000	26	6	СУСН- V	600	156

Норма времени на монтаж, демонтаж и перемещение буровых установок с вышками - 2,98 станкосмен.

2) Расчет затрат времени на бурение.

Угол наклона, средняя глубина	Категория пород по буримости	Объем бурения по категориям	Нормативный документ	Поправочный коэффициент	Затраты времени
					на ед.	на весь объем
920	Гранит X	140	СУСН-V	-	0,95	133
	Зона разлома с глинкой трения VIII	40		-	0,39	15,6
	Граниты хлоритизированные IX	220		-	0,64	140,8
	Альбифиры IX	100		-	0,64	64
	Граниты мелкозернистые X	220		-	0,95	209
	Гранитогнейсы X I	160		-	1,41	225,6
	Рудное тело VIII	10		1,5	0,39	39
	Граниты X	30		-	0,95	28,5
						820,4

3) Расчет затрат времени на работы, сопутствующие бурению как то:

· Геофизические исследования;

· Возможное цементирование скважины;

· Возможный выпуск из скважины нефти, газа, воды.

К сопутствующим работам относиться замер искривления через 50 метров 8 раз. Норма времени на замер искривления 0.19. перед замером искривления скважину необходимо промыть. Норма времени 0,08/100. Всего потребуется 4 промывки по 0,08 станкосмен.

Табл

Группа скважин	Высотная отметка	№ скв. Или их кол.	Проектная глубина	Работы, сопутствующие бурению
				Норматив. документ	Ед. Изм.	Объем. работ	норм. Врем.	Поправоч. коэф	На весь объем
4группа	1000м	15шт.	400м.	ССМ-V	Ст-см	8	0.19	-	1,52

5. Расчет производительности и определение количество одновременно работающих буровых станков.

Объем бурения,м	Кол. Ст-см. на монтаж- демонтаж	Кол. Ст-см. на бурение	Кол. Ст-см на работы, соп. Бурению	Всего станкосмен	Производ. на ст-см	Произв. на станко- месяц
6000м	27	142,87	1,52	171,39	35	3150

Буду бурить в 3 смены по 8 часов в день, следовательно, в день пробурю 105м. из этого следует, что чтобы пробурить все 6000м мне понадобиться 58 дней.

ГЛАВА Х. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ТЕХНИКЕ

1. Прокладка подземных путей, сооружение буровой установки, оборудования, устройство отопления, освещения и т.д. должны производиться по проектам и схемам монтажа, утвержденным руководством управления эксплуатации.

2. Буровая установка должна быть обеспеченна приспособлениями, повышающими безопасность работ, в соответствии с утвержденными нормативами.

3. Все работы, занятые на буровых установках должны работать в защитных касках.

4. До начала монтажа буровых установок строительная площадка должна быть спланирована и очищена. Планировка должна предусматривать устройство удобного подъезда.

5. Запрещается при монтаже буровых установок, вышек, мачт, использование неисправных деталей и узлов крепления.

6. Сборка вышки на земле должна производиться на клетях и козлах.

7. Подъем и спуск собранной буровой вышки должны производиться с помощью подземных работ, кранов или тракторов. При этом подземные механизмы и рабочие должны находиться от вышки на расстоянии ее высоты и плюс 10 м.

8. В случае перемещения оборудования по наклонной плоскости должны быть приняты меры по предупреждению самопроизвольного скольжения или опрокидывания.

9. Работы по бурению скважины могут быть начаты на законченной монтажом буровой установке. При наличии геологоразведочного наряда и после оформления акта о приеме буровой установки в эксплуатацию.

10. Вокруг люка глиномешалки, расположенной на высоте более 1,5 м, должен устанавливаться помост шириной не менее 1 м. с перилами и трапами к нему.

11. Люк глиномешалки должен закрываться решеткой. Размеры решетки должны быть не менее 0,15х0,15 м.

12. При ликвидации аварий, связанных с трубами в скважине, запрещается создавать нагрузки одновременно лебедкой станка и домкратом.

БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

Буровым инструментом называется инструмент, предназначенный для бурения скважин. Он разделяется на:

· Технологический;

· Вспомогательный;

· Аварийный;

· Специальный.

Технологический буровой инструмент

К технологическому инструменту относится буровой инструмент, при помощи которого производится бурение скважины. Это буровые коронки, долота, колонковые и бурильные трубы. Технологический инструмент, собранный в определенной последовательности, образует буровой снаряд, который состоит из трех основных звеньев:

· Колонковый набор;

· Бурильная колонна;

· Бурильная труба.

Колонковый набор состоит из буровой коронки, колонковой трубы, переходника, соединяющего колонковую трубу с колонной бурильных труб.

Бурильная колонна - часть бурового снаряда, состоящего из бурильных труб и элементов для их соединения. Бурильная колонна выполняет следующие основные функции:

1) Передает вращение с определенной частотой и осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент.

2) По бурильной колонне к забою скважины подается промывочная жидкость или сжатый воздух.

3) При некоторых специальных способах бурения колонна бурильных труб служит каналом для транспортировки материала или устройств.

4) Бурильная колонна используется в качестве вспомогательного инструмента, с помощью которого в скважину опускают породообразующий или аварийный инструмент и исследовательская аппаратура.

В геологоразведочном бурении применяют бесшовные стальные трубы (СБТ), а также легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ).

В зависимости от способа соединения бурильные трубы выпускают:

1) С ниппельными соединениями, которые широко применяются при алмазном бурении.

2) С муфтово-замковыми соединениями, при которых трубы соединяются в свечи при помощи муфт, а свечи - в колонку, при помощи замков.

3) С приваренными замками.

Вспомогательный буровой инструмент

К вспомогательному инструменту относят инструмент и приспособления, не участвующие в процессе бурения и предназначенные для проведения различных вспомогательных операций при сооружении скважин. Это прежде всего обсадные трубы, различные ключи, элеваторы.

Под обсадной колонной понимается колонна соединенных между собой обсадных труб, предназначенная для крепления, опробования и эксплуатации скважин. Размеры составляют 33,5; 44; 57; 89; 108; 127; 146 мм с толщиной стенки от 3,5 до 4,5 мм.

Спускаемые в скважину трубы резьбой соединяются в колонну. Существует три основных способа резьбового соединения обсадных труб, применяемых при бурении геологоразведочных скважин:

· Ниппелями;

· Муфтами;

· Соединением «труба в трубу».

Элеватор служит для захвата свечи за верхний вырез муфты замка или ниппеля замка при спускоподъемных операциях. Подвижное кольцо элеватора после захвата свечи опускают, предотвращая самопроизвольное выпадение свечи.

Аварийный буровой инструмент

Аварийный инструмент предназначен для ликвидации аварий и осложнений в скважине. Даже при безаварийной работе в каждой буровой установке должен быть набор инструментов для извлечения оставленных в скважине частей бурового снаряда, обсадных труб и других предметов. Такой инструмент называется ловильным.

Специальный буровой инструмент

Специальный инструмент предназначен для специальных работ в скважине. Такими работами могут быть различные гидрогеологические, геофизические и другие исследования, бурение направленных и многоствольных скважин, тампонаж, отбор проб различными средствами.

XI. СПЕЦИАЛЬНАЯ ГЛАВА

Безкерновое бурение

Бескерновое бурение следует предусматривать при наличии в разрезах скважин интервалов пород большой мощности и достаточно хорошей их изученности с применением дополнительных ( косвенных) методов получения геологической информации о породах, пройденных скважиной.

Бескерновое бурение широко применяется при разведке угольных, железорудных и других месторождений и ведется без ущерба для качества работ.

Бескерновое бурение штыревыми долотами широко используется при забуривании скважин в выветрелых, разрушенных горных породах, бурение в которых алмазным инструментом сопряжено с аномально повышенным расходом алмазов; после входа бурового инструмента в монолитные коренные породк: дальнейшее бурение скважины продолжается алмаз: шми коронками.

Бескерновое бурение применяют в хорошо изученных ( при детальной разработке месторождений) разрезах, а также в сочетании с дополнительными надежными методами опробования.

Бескерновое бурение применяют при детальной разведке месторождений полезных ископаемых, когда геологический разрез хорошо изучен и нет необходимости поднимать керн из вмещающих пород.

Бескерновое бурение обеспечивает увеличение времени чистого бурения, рейсовой скорости и скорости бурения на станок в месяц, снижение затрат времени на спуско-подъемные операции. По сравнению с колонковым способом бурения с отбором керна, бескерновое бурение обеспечивает значительное снижение затрат на бурение 1 м скважины.

Бескерновое бурение осуществляется на следующем режиме.

Бескерновое бурение долотами В-93 К и ДДА-76 велось с осевыми нагрузками соответственно 25 и 20 кН при частотах вращения 104, 190, 280 об / мин и расходе воздуха 7 - 8 м3 / мин.

Бескерновое бурение горизонтальных скважин долотами малого диаметра применяют при детальной разведке месторождений полезных ископаемых, когда геологический разрез изучен достаточно хорошо и нет необходимости весь объем бурения выполнять с отбором керна. От одного вида бурения переходят к другому при выполнении требований к объему и качеству опробования и с учетом технико-экономического обоснования.

Объемы бескернового бурения непрерывно возрастают, одновременно повышается средняя скорость проходки скважин.

Режим бескернового бурения определяется следующими основными параметрами: осевой нагрузкой, частотой вращения, расходом промывочной жидкости.

Для бескернового бурения изготовляются долота одношарошеч-ные, двухшарошечные и трехшарошечные. Стандартом предусмотрено 13 типов долот: М, МЗ, МС, МСЗ, С, СЗ, СТ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К и ОК. Этот породоразрушающий инструмент предназначен для бурения как нефтяных и газовых скважин, так и для разведки твердых полезных ископаемых.

Для бескернового бурения изготовляются долота одношарошечные, двух-шарошечные и трехшарошечные. Стандартом предусмотрено 13 типов долот: М, МЗ, МС, МСЗ, С, СЗ, СТ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К и ОК. Шарошечные долота предназначены для бурения как нефтяных и газовых скважин, так и для бурения скважин при разведке твердых полезных ископаемых.

Для бескернового бурения в ЦНИГРИ разработаны алмазные долота трех типов.

Преимуществами бескернового бурения являются: увеличение длины рейса особенно в породах мягких и средней твердости; сокращение за счет этого затрат времени на спуско-подъ-емные операции и операции по отбору керна; бурение породе - разрушающим инструментом, обеспечивающим большую механическую скорость.

При бескерновом бурении породоразрушающим инструментом малого диаметра может быть достигнут значительный технико-экономический эффект.

При бескерновом бурении оборудование и вспомогательные механизмы применяют те же, что и при колонковом бурении. Поэтому любая буровая установка для колонкового бурения легко может быть использована при необходимости при бескерновом бурении.

При бескерновом бурении создаются сравнительно высокие осевые нагрузки, поэтому обязательно применение УБТ. Частота вращения уменьшается с увеличением глубины бурения и диаметра долота. Количество промывочной жидкости при этом способе бурения значительно увеличивается по сравнению с бурением кольцевым забоем, так как в процессе бескернового бурения образуется значительно больше шлама, механическая скорость бурения выше, чем при колонковом бурении.

При бескерновом бурении алмазными и шарошечными долотами для уменьшения интенсивности искривления скважин может быть применена компоновка снарядов, показанная на рис. V.2, в. При использовании таких компоновок снижается интенсивность зенитного и азимутального искривления скважин. Кроме того, не осложняется процесс бурения и не исключается применение форсированных режимов.

Ежегодному увеличению объемов бескернового бурения способствует ряд его существенных преимуществ по сравнению с колонковым способом: увеличение углубки за рейс, сокращение затрат времени на спуско-подъемные операции, увеличение механической скорости бурения, возможность успешного бурения в трещиноватых породах.

Буровой снаряд для бескернового бурения состоит ( снизу вверх): из долота, утяжеленных бурильных труб, бурильных труб и ведущей трубы. Для уменьшения искривления скважины в состав снаряда между долотом и утяжеленными трубами включают направляющую трубу. Для улавливания шлама в состав снаряда включаются толстостенные шламовые трубы закрытого типа, которые ставят над долотом. При бурении поро-доразрушающим инструментом диаметрами 59 и 46 мм шламовые трубы в буровой снаряд не включаются.

Породоразрушающий инструмент для бескернового бурения делится на: а) долота режущего действия - лопастные долота, пикобуры; б) долота крупного скола (ступенчатые), фрезерные долота и др.; в) долота дробящего типа - шарошечные.

Мелкоалмазные долота для бескернового бурения применяются как вспомогательный инструмент, чаще всего при направленном и многозабойном бурении. Все они имеют вогнутую форму с центральным отверстием, которое позволяет увеличить работоспособность инструмента.

Породоразрушающий инструмент для бескернового бурения геологоразведочных скважин по характеру воздействия на разбуриваемую породу классифицируют на три вида, которые являются основными при производстве буровых работ.

Перспективно применение для бескернового бурения геологоразведочных скважин алмазных долот. Работы, проводимые в этом направлении научно-исследовательскими организациями, имеют хорошие результаты. Выпускаются разработанные в ЦНИГРИ однослойные алмазные долота МЦС-1 и импрегниро-ванные долота МЦС-И диаметрами 46 и 59 мм. Они имеют центральный промывочный канал, что позволяет получить карандашный керн диаметром 6 - 12 мм, вполне пригодный для геологической документации скважин.

Сбор шлама при бескерновом бурении является единственным средством получения проб непосредственно в процессе бурения скважины. При глубоком бурении преобладает бескерновое бурение. Колонковое бурение применяется преимущественно в скважинах разведочного характера и на ограниченных интервалах для отбора образцов пород.

Еще более эффективен метод бескернового бурения, особенно шарошечными долотами, с опробованием скважин только по шламу, который применим в тех случаях, когда на стадии предварительной разведки собран достаточный геологический материал.

Для расширения области использования бескернового бурения в горизонтальных скважинах необходимо разработать новые и усовершенствовать известные методы получения геологической: информации при горизонтальном бурении и прежде всего в направлении: изучения фракций шлама; фотодокументации стенок скважины; разработки пробоотборников; механического и другого видов каротажа.

Углубка пилот-скважины осуществляется методом вращательного бескернового бурения по общепринятой схеме. Основное внимание при атом уделяется вопросу максимального снижения естественного искривления скважины при сохранении на достаточно высоком уровне скорости углубки. В этом случае большую роль играют правильно подобранная компоновка бурового снаряда и технология бурения. Коронки КПС используют при бескерновом бурении монолит1 ных и трещиноватых пород VII-X категорий по буримости. Торец коронки выполнен в виде нескольких колец, расположенных одно в другом и вооруженных твердосплавными резцами. Такая конструкция позволяет при ступенчатом забое, образуемом каждым резцом, разрушать породу между выступами без приложения дополнительной нагрузки. Также долота применяются с опережающим центральным лезвием.

В качестве породоразрушающего инструмента при вращательном бескерновом бурении пород средней твердости и твердых применяют шарошечные долота типа С, Т и К, а также алмазные долота.

По данным исследований ЦНИГРИ, эффективность бескернового бурения алмазными долотами в породах больших категорий весьма велика. В связи с разработкой новых конструкций шарошечных долот типа К малого диаметра в ближайшие годы должны значительно возрасти объемы бескернового бурения. Однако отсутствие методов и средств получения достоверной геологической информации сдерживает широкое применение такого прогрессивного способа бурения горизонтальных скважин.

Успехи в развитии техники и технологии бескернового бурения геологоразведочных скважин были возможны благодаря научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам в организациях Министерства геологии СССР, в специальном конструкторском бюро ВПО Союзгеотех-ника, во Всесоюзном научно-исследовательском институте буровой техники ( ВНИИБТ), в Московском институте нефтехимической и газовой промышленности им.

Указанные преимущества способствуют увеличению производительности при бескерновом бурении.

В настоящее время конструкции шарошечных долот для бескернового бурения совершенствуются как по линии увеличения разнообразия моделей опорных подшипников, так и по линии создания эффективного вооружения шарошек и эффективных промывочных устройств.

Таким образом, приведенные примеры убедительно доказывают преимущества бескернового бурения перед бурением с отбором керна.

Особенно большие возможности ускорения разведочных работ имеет метод бескернового бурения с применением каротажа скважин.

Забуривание скважины производится твердосплавной коронкой или долотом для бескернового бурения. Вращение буровому снаряду передается через шпиндель и патроны. Через шпиндель к буровому снаряду прилагается также осевая нагрузка.

Отбор проб с боковых стенок скважины применяется при бескерновом бурении пли при недостаточном выходе керна и осуществляется при помощи бокового грунтоноса.

Перед спуском в скважину керноскопа Алтай-57 необходимо уничтожить коронкой бескернового бурения куски керна. В твердых породах при пепьке керна на забое не более 3 - 4 см и относительно ровном его торце керноскопы можно спускать в скважину без специальной проработки забоя. Керноскоп отбурочпого типа КО спускается в скважину без предварительной подготовки забоя.

В зависимости от характера разрушения горной породы на забое скважины различают колонковое и бескерновое бурение.

Необходимо отметить, что почти все описанные физические способы применяются только для бескернового бурения, что затрудняет их внедрение в практику геологоразведочных работ.

Для пневмоударного колонкового бурения используют коронки типа КП и КДП, для бескернового бурения - коронки типа КПС. Кроме выполненных работ по созданию перечисленных лопастных долот режущего типа, предназначенных для бескернового бурения, также ведут большие работы по созданию режущих долот (коронок) для бурения геологоразведочных скважин с отбором керна.

Особое место бурение с местной циркуляцией должно занять в решении практической задачи побескерновому бурению разведочных скважин. Сущность данного бурения заключается в замене анализа кернового материала при проводке скважин на анализ шлама, образующегося в процессе бурения. В этом отношении бурение без выхода циркуляции на поверхность и транспортирование шлама с забоя на небольшую высоту и шламосборник могут облегчить решение этой важной проблемы.

Двухшарошечное долото 1В - 76К разработано специальным конструкторским бюро ВПО Союзгеотехника и предназначено для бескернового бурения геологоразведочных скважин в породах DC-XI категорий с промывкой забоя водой или глинистым раствором.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнен проект на бурение скважин № 19. Обосновал выбор способа бурения, рассмотрел конструкции скважин, выбрал буровое оборудование, рассмотрел технологический режим бурения. Также было рассмотрено наклонное бурение и организация водо- и глиноснабжения. Вычислил расчеты при выполнении работы. Дополнительно рассмотрел СПЕЦГЛАВУ под название «Буровое оборудование» и Мероприятия по технике безопасности противопожарной технике. К данному курсовому проекту также прилагается в виде Дополнения - таблица на А1 «Геолого-Технический наряд».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Правила безопасности при геологоразведочных работах», Недра, 1980г.

2. Кодзаев Ю.В. «Конспект лекций по разведке»

3. Кодзаев Ю.В. «Бурение разведочных горизонтальных скважин», Недра,1978г.

4. Калинин А.Г. и др. Разведочное бурение. М.: Недра, 2001.

5. Козловский Е.А. и др. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1999.

6. Мельничук И.П. Бурение направленных и многоствольных скважин М.: Недра, 2001.

7. Сулакшин С.С. Бурение геологоразведочных скважин. Справочное пособие М.: Недра, 1991.

Размещено на Allbest.ru

...