Определение свойств горных пород. Обоснование способа бурения: выбор конструкция скважины, построение ее профиля. Выбор и обоснование буровой установки. Станок СКБ-4, насос НБЗ-120/40, мачта, здание, труборазворот РТ-1200М, трубы: общие характеристики.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Введение

Целью проведения буровых работ являются бурение геологоразведочных скважин на поисково-оценочной стадии разведки. Основой для проведения работ послужил антрацит. Глубина скважины 300 метров, общее количество скважин 18, расстояние между скважинами 700 метров, общий метраж 5700 метров. Начальный зенитный угол забуривания 0. Глубина подсечения полезного ископаемого 90,175,280 метров. В интервале от 95 до 115 метров слабое поглощение промывочной жидкости. Водоснабжение - вода привозная. Энергоснабжение - дизель-генераторная станция. Глины привозные, каолинитовые. Срок проведения работ - 4 месяца.



1. Геолого-технические условия

1.1 Определение свойств горных пород

Геологический разрез представлен породами:

от 0 до 50 м - песчаник,

от 50 до 90 м - аргиллит,

от 90 до 95 м - антрацит,

от 95 до 115 м - аргиллит трещиноватый,

от 115 до 175 м - песчаник абразивный,

от 175 до 180 м - антрацит,

от 180 до 280 м - песчаник мелкозернистый,

от 280 до 283 м - антрацит,

от 283 до 300 м - алевролит.

Категорию горных пород по буримости оценивают по методу ЦНИГРИ, предварительно определяя расчетный показатель р_м, который учитывает динамическую прочность породы F_д по табл. П 1.1 [1, с. 135] и ее абразивность к_абр по табл. П 1.2 [1, с. 135]:

_м=3 Fд ^0.8 к_абр (1)

Песчаник

Коэффициент абразивности к_абр=0.5; коэффициент динамической прочности Fд=10.

_м=310^0.80.5=9.5

Категория по буримости - VI

Порода малоабразивная, среднеустойчивая, Выход керна плановый 70%, возможный 70%.

Аргиллит

Коэффициент абразивности к_абр=0.5; коэффициент динамической прочности Fд=12

_м=312^0.80.5=10.9

Категория по буримости - V

Порода малоустойчивая, легко разрушаемая. Выход керна плановый 70%, возможный 70%.

Антрацит

Коэффициент абразивности к_абр=0.5; коэффициент динамической прочности Fд=6.0

_м=36.0^0.80.5=6.4

Категория по буримости - IV-V

Порода среднеустойчивая, легко разрушаемая гидродинамическими нагрузками и вибрационными снарядами, слаботрещинноватая, Выход керна плановый 60%, возможный 85%.

Аргиллит трещиноватый

Коэффициент абразивности к_абр=0.5; коэффициент динамической прочности Fд=10.0

_м=310^0.80.5=9.5

Категория по буримости - V

Порода среднеустойчивая, разрушаемая гидродинамическими нагрузками и вибрациями снаряда. Выход керна плановый 70%, возможный 70%.

Песчаник абразивный

Коэффициент абразивности к_абр=0.9; коэффициент динамической прочности Fд=12

_м=312^0.80.9=19,7

Категория по буримости - VII

Порода среднеустойчивая, абразивная, слаботрещинноватая.

Возможный выход керна 70%, плановый 70%.

Антрацит

Коэффициент абразивности к_абр=0.5; коэффициент динамической прочности Fд=6.0

_м=36.0^0.80.5=6.4

Категория по буримости - IV-V

Порода среднеустойчивая, разрушаемая гидродинамическими нагрузками и вибрационными снарядами, слаботрещинноватая. Выход керна возможный 70%, плановый 85%.

Песчаник мелкозернистый

Коэффициент абразивности Кабр=0.7; коэффициент динамической прочности Fд=11.5.

_м=3·11.5^0.8·0.7=1

Категория по буримости - VI

Порода среднеустойчивая, трещиноватая. Выход керна возможный 70%, плановый 70%.

Антрацит

Коэффициент абразивности к_абр=0.5; коэффициент динамической прочности Fд=6.0

_м=3*6.0^0.8*0.5=6.4

Категория по буримости - IV-V

Порода среднеустойчивая, разрушаемая гидродинамическими нагрузками и вибрационными снарядами, слаботрещинноватая.

Выход керна возможный 60%, плановый 85%.

Алевролит

Коэффициент абразивности Кабр=0.5; коэффициент динамической прочности Fд=12.

_м=3*12^0.8*0.5=11

Порода средней твердости.

Категория по буримости - V

Порода среднеустойчивая, малоабразивная, слаботрещинноватая. Выход керна плановый 70%, возможный 70%.

2. Обоснование способа бурения

Из основных способов бурения скважин, применяемых при геологоразведочных работах, самым целесообразным в данном случае является колонковое вращательное. Этот выбор обоснован тем, что скважины бурятся с отбором керна и необходимо получать представительные образцы пород с сохранением их структуры и свойств.

2.1 Выбор конструкций скважины

Конструктивно скважина состоит из ствола, пробуренного в горных породах, обсадных колонн и тампонажного камня, заполняющего целиком или частично пространство между колоннами и стенками ствола.

Конструкцию скважины характеризует число спущенных в нее колонн и их диаметры, длина ствола под каждую колонну, а также местоположение интервалов цементирования.

Проектирование конструкции начинается с анализа, минимально - допустимого диаметра керна (_кmin) по полезному ископаемому.

На основании анализа осложнений выделяются интервалы с несовместимыми условиями бурения. Обеспечение же безаварийности проводки скважины при бурении по интервалам с несовместимыми условиями бурения возможно лишь либо перекрытием данных зон обсадными колоннами, либо применением высококачественных промывочных жидкостей.

На поисково-разведочной стадии разведки полезное ископаемое - антрацит, по таблице 2.1 [1, с. 18] определяем рекомендуемый минимально-допустимый диаметр керна, _кmin=32 мм.

Для определения минимально возможного диаметра коронки _кmin используем формулу:



_кmin=_кmin, (2)

где - уменьшение диаметра керна в зависимости от категории горной породы по буримости, = 4.

Ориентировочно может быть определена по формуле:

=20-8ln, (3)

=20-8ln4=8.9 мм

_kmin328.9=40.9 мм

Принимаем коронку с наружным и внутренним диаметрами 76 и 41 мм соответственно.

Для бурения по полезному ископаемому выбираем снаряд конструкции Донбасс-НИЛ-II, который специально разработан для разведки угольных месторождений. Его отличие в том, что керноприемная труба снабжена дополнительной коронкой и при бурении мягких пород опережает трубу корпуса, действуя, как штамп (без вращения).

При встрече прослоек более крепких пород керноприемная труба начинает вращаться вместе с корпусом, разбуривая эти породы. Такая конструкция позволяет получить высокий процент выхода керна.

Конструкция скважины предусматривает один переход по диаметру ПРИ, одну обсадную трубу в интервале 0 - 4 м диаметром 89 мм.

Бурение в интервале от 0 до 4 м осуществляется твердосплавной коронкой СА1 диаметром 93 мм. После отбуривания данного интервала, устанавливается обсадная труба диаметром 89 мм. Затем производится тампонирование затрубного пространства цементным раствором.

В интервале от 4 до 90 м бурение производится твердосплавной коронкой СМ3 диаметром 76 мм.

В интервале от 90 до 95 м бурение осуществляется двуколонковым снарядом Донбасс - НИЛ-II.

Бурение в интервале от 95 до115 м осуществляется твердосплавной коронкой СМ4 диаметром 76 мм.

В интервале от 115 до 175 м бурение производится твердосплавной коронкой СА2 диаметром 76 мм.

В интервале от 175 до 180 м бурение осуществляется двуколонковым снарядом Донбасс - НИЛ-II.

Бурение в интервале от 180 до 280 м осуществляется твердосплавной коронкой СА2 диаметром 76 мм.

В интервале от 280 до 283 м бурение осуществляется двуколонковым снарядом Донбасс - НИЛ-II.

Бурение в интервале от 283 до 300 м осуществляется твердосплавной коронкой СМ3 диаметром 76 мм.

2.2 Описание конструкции скважины шифрами

1. Классификация Козловского Е.А.

2. Классификация ВИТРа.

1. Классификация по Козловскому Е.А.: А II (4.5; 41) в (4; 40; 125)

2. Класси...