Вследствие того, что мы имеем сложный геологический разрез, применяем комбинированный способ бурения (твердосплавный и алмазный). Твердосплавный способ следует применять на интервале 0-30 м. Этот интервал представлен мягкими, рыхлыми породами, для бурения которых более эффективно использовать твердосплавные коронки, так как алмазные коронки имеют малый выход режущей кромки алмаза, что резко уменьшает механическую скорость бурения в рыхлых и мягких породах. В отличие от алмазных коронок, твердосплавные коронки имеют больший выход резца, что позволяет ему более глубже внедрятся в породу. Наиболее целесообразнее использовать твердосплавные коронки типа СМ4 и СМ5, как наиболее подходящие для бурения в данных условиях. Диаметры коронок выбираем 93мм. для первой ступени и 76мм. для второй ступени.
На интервале 30-300м следует использовать алмазные коронки, как более производительные для бурения вмещающих пород этого участка. Алмазные коронки, за счет высокой износостойкости, позволят существенно повысить параметры технологических режимов бурения; повысить механическую скорость бурения и длину рейса. Для представленных пород наиболее подходят алмазные коронки типа А4ДП предназначенные для бурения абразивных, среднезернистых пород VIII-IX категории по буримости.
3. Выбор бурового снаряда, оборудования и инструментов для ликвидации аварий.
3.1. обоснование выбора бурового снаряда.
Породы, слагающие разрез в основном устойчивые, однородные, поэтому бурение скважин будем осуществлять с помощью одинарного колонкового снаряда высокооборотного алмазного бурения. Эти снаряды отличаются простотой конструкции и использование любых промывочных жидкостей. Они позволяют повышать механическую скорость бурения при высоком качестве опробования.
Верхний интервал представлен дробленными и трещиноватыми породами, их следует перебуривать одинарным колонковым снарядом твердосплавного бурения, при невысоких скоростях вращения снаряда.
Забойный снаряд алмазного бурения состоит из, расширителя секторного типа РСА-59 с кернорвательным кольцом, колонковой трубы диаметром 57 мм, переходника-центратора П-1, отсоединительного переходника с бронзовым кольцом и забойного амортизатора ЗА-7.
Бурильная колонна должна соответствовать выбранной конструкции скважины диаметром 59 мм. для высокооборотного бурения скважин диаметром 59 мм рекомендуется использовать легкосплавную бурильную колонну ниппельного соединения ЛБТН-54, длиной бурильных труб 4400 мм. достоинствами легкосплавных труб ниппельного соединения являются: малы коэффициент трения при вращении, малая вибрация снаряда, малая энергоёмкость.
Для подачи промывочной жидкости в бурильную колонну выбираем сальник типа СА.
Предусматривается следующая контрольно-измерительная аппаратура для предупреждения аварий: детектор износа труб ДИТ, толщномер Т-1, дефектоскоп, прибор ОМ-40. Прибор предупредительной сигнализации. Для измерения расхода промывочной жидкости в процессе бурения электромагнитный расходомер ЭМР-2
3.2. Выбор оборудования и инструментов для ликвидации аварий.
Наиболее характерными и часто встречающимися авариями при бурении являются: обрыв и прихват снаряда, прижег коронки.
Выбор аварийного инструмента производится исходя из опыта выполнения подобных ликвидационных работ.
1. Метчики ловильные Д-57;
2. Колокола ловильные А-76;
3. Гидравлический труборез труболовка ТТ-59;
4. Метчик коронка МК-59;
5. Магнитная ловушка МЛ-59;
6. Вибратор забойный ВЗ-2;
7. Домкрат гидравлическийДГ-40;
8. Ударные бабы весом 150 и 160 кг.
Большую роль в успешной ликвидации аварии играет быстрота при проведении ликвидационных работ.
4.Технология бурения.
4.1.Выбор очистных агентов.
В верхнем интервале от 0 до30 м. Неустойчивая горная порода IV-VI категории по буримости. В следствии того, что бурение происходит в условиях вечной мерзлоты, для предотвращения растепления, и как следствие этого, обрушения стенок скважины бурение производим в сухую.
В интервале от 30 до 300 метров разрез представлен крепкими породами VII-IX категории по буримости. Так как в этом интервале мы используем, по проекту, высокооборотное алмазное бурение то целесообразней использовать эмульсионные растворы. Эмульсионные снижают вибрацию бурового снаряда, трение, износ бурильных труб и обладают высокой несущей способностью.
В качестве контрольно-измерительных приборов, для определения качества эмульсионных растворов, применяются специальные колбы для определения содержания масла в эмульсии и для определения концентрации эмульсии.
Количество промывочной жидкости при колонковом бурении рассчитывают по формуле:
VP=KCVPL м3;
Где :
VP=(7.4-6.3)Д2 – расход бурового раствора на 1 метр скважины, диаметром Д;
L ? общий метраж скважины с применением данного раствора;
КС ? коэффициент сложности по группам, принимаем КС=2.
VP=2*5*592*300= 10443000 м3.
4.2. Выбор породоразрушающих инструментов и технологических режимов бурения.
Забурку скважины на интервале 0- 30 м. следует осуществлять шарошечным долотом. Далее, на интервале 3-30м. бурение производят коронкой СМ5 диаметром 76 мм. Осевую нагрузку на коронку определяют по формуле:
C=mP, Н
Где: m- число резцов в коронке, для коронки СМ5 диаметра 76 мм. m=16,
Р-удельная нагрузка на резец, принимаем 1.0 кН.
С=6*1.0=6.0 кН
Частота вращения коронки рассчитывается по формуле:
n=38.2v0/(D1-D2) об/мин.
Где: v0 – окружная скорость коронки, принимаем 0,8 м/с.
D1 и D2 - наружный и внутренний диаметры коронки по резцам, для коронки СМ5 – 76 мм D1= 76мм, D2=59мм=0.059м. n=38.2*0,8/(0,076+0,059)=226 об/мин.
Расход промывочной жидкости определяется по формуле:
Q=gD1 л/мин;
Где: g – удельный расход жидкости на один сантиметр диаметра коронки, принимаем 12 л/мин по таблице 3[8] для VI категории по буримости.
Q=12*7.6= 91,2 л/мин.
В интервале от 30 до 300 метров породы абразивные, монолитные VII- IX категории по буримости. По таким породам эффективна алмазная коронка А4ДП диаметром 59 мм.
Осевую нагрузку на коронку рассчитывают по формуле:
С=pS, H;
Где: р- удельная нагрузка на 1 см2 торца коронки;
S- площадь торца коронки
Удельную нагрузку, по монолитным породам, рекомендуется принимать 1 кН/см2.
Площадь торца коронки составит:
S=?D2H/4- ?D2B/4 см2;
D1=5.9cm, D2=4.2cm.
S=3.14(5.92-4.22)/4=13 cm2
C=1.0*13=13kH.
Где: v0 – окружная скорость коронки, м/с.
D1 и D2 - наружный и внутренний диаметры коронки по резцам, для коронки СМ5 – 76 мм D1= 59мм, D2=42мм=0.042м.
Окружную скорость по этим породам следует принимать согласно рекомендациям ВИТР 4-4.5 м/с. Для высокоскоростного бурения принимаем максимальное значение 4.5 м/с. n=38.2*4,5/(0,059+0,042)=1562,7 об/мин.
Расход промывочной жидкости можно рассчитать по формуле:
Q=?(D2-d2)vл/4, об/мин;
Где: D,d – диаметр коронки и бурильных труб, м. vл- скорость восходящего потока промывочной жидкости м/с. рекомендуется 0,35-0,6. При бурении абразивных пород с промывкой скважины промывочной жидкостью малой вязкости скорость восходящего потока принимают по максимуму 0,6 м/с. Тогда
Q=3,14(0,0592-0,0542)0,6/4=26 л/мин.
Для бурения скважин диаметром 59 мм по абразивным породам ВИТР рекомендует принимать 25-35 л/мин.
На интервале 80-87 м разрез представлен породами повышенной трещиноватости IX категории по буримости. На этом интервале идет интенсивное поглощение промывочной жидкости. Для бурения используем одинарный колонковый снаряд с алмазной коронкой А4ДП диаметром 59 мм
Осевую нагрузку рассчитываем по формуле:
С=pS, H; р=0,9 кН/см2, S=13см2
С=0,9*13=11,7 кН;
Частоту вращения по абразивным трещиноватым породам понижают в зависимости от степени трещиноватости( для сильно трещиноватых до 180-
200 об/мин). Вследствие того, что породы устойчивые принимаем на этом интервале частоту вращения принимаем 600 об/мин.
Где: D,d – диаметр коронки и бурильных труб, м. vл- скорость восходящего потока промывочной жидкости.
Q=3.14(0.0592-0.0542)*0.75/4=33 л/мин.
По рекомендации ВИТР принимаем Q=40 л/мин.
5.Тампонирование скважин.
В геологическом разрезе имеется зона осложнений, в интервале 80- 87м. В этой зоне залегают трещиноватые Кварцево-жильные образования. На этом интервале возможно поглощение промывочной жидкости. Величина раскрытия трещин ?=3мм., интенсивность поглощения частичное, подземные воды отсутствуют. При тампонировании данного интервала можно использовать цементные растворы и их разновидности: глинистые и полимерные пасты, синтетические смолы. Задачей тампонирования является кольматация трещин на данном интервале разреза. Связи с величиной раскрытия трещин ?=3мм. и с экономической точки зрения целесообразней всего использовать глинисто- цементную смесь, в качестве используем опилки как наиболее доступные и дешёвые.
Рассчитываем объем тампонажной смеси требуемой для кольматации зоны осложнения по формуле
VP=K[?D2(N+h0+h1)/4] м3;
Где: К- коэффициент, зависящий от радиуса проникновения смеси(1-5) проектом предусматривается К=2;
D- диаметр скважины, м;
N- мощность трещиноватой зоны N=7м; h0,h1- мощность заполнения раствором выше и ниже мощности трещиноватости пласта h0=h1=3м.
VP=2[3,14*0,0592(7+3+3)/4]=0,087 м3;
Состав сухой смеси: глины-60%, цемента-20%, опилок-10%, воды-10%.
Количество сухой смеси для приготовления тампонажного раствора определяем по формуле:
Gcc=VP/[S(ai/pi)+mS(bi/pi)] т;
Где: VP-объем тампонажной смеси;
S(ai/pi)-отношение массовых долей к плотности компонентов в сухой смеси;
S(bi/pi)-отношение массовых долей компонентов жидкости к их плотности; m-водоцементное отношение;
Gcc=0,174/[(0,6/3,15)+(0,2/1,6)+(0,1/0,04)+0,6(0,1/1)]=0,06 т.
Исходя из этого количество цемента равно:
Gц=0,06*20/100=0,012т;
Количество глины равно:
Gг=0,6*0,06=0,036 т;
Количество опилок равно:
Gо=0,06*0,1=0,06 т;
Количество воды равно:
Страницы: 1, 2, 3
