Курсовой по бурению
Содержание.
1. Введение……………………………………………………………2
1.1. Задачи, объемы и сроки проведения буровых работ……….2.
2. Физико-географические условия участка…………………..2
3. Геолого-технические условия бурения……………………..4
2. Выбор конструкции скважины и способа бурения……………...6
2.1. Обоснование выбора конструкции скважины……………...6
2. Обоснование выбора способа бурения……………………..7
3. Выбор бурового снаряда, оборудования и инструмента для ликвидации аварий……………………………………………..….8
1. Обоснование выбора бурового снаряда…………………...8
2. Выбор оборудования и инструмента для ликвидации аварий………………………………………………………...9..
4. Технология бурения………………………………………………...10
1. Выбор очисных агентов………………………………….…10
2. выбор породоразрушающего инструмента и технологических режимов бурения………………………...11
5. Тампонирование скважин…………………………………………..14
6. Выбор оборудования и КИП……………………………………….16
6.1. Обоснование выбора буровоо оборудования и КИП………..16
6.2. Обоснование выбора оборудования для приготовления очистных агентов………………………………………….…18
6.3. Обоснование выбора средств очистки промывочной жидкости от шлама………………………………………….18
4. Выбор бурового здания…………………………………….18
5. Выбор тампонажного оборудования………………………19
6. Состовление геолого-технического наряда……………….19
7. Спец вопрос………………………………………………………….20
8. Список использованной литературы…………………… ………...22
1.Введение.
1. Задачи, объемы и сроки проведения буровых работ.
Разведка производится бурением геологоразведочных скважин в
количестве двенадцать штук, средней глубиной 300 метров. Объем буровых
работ составляет 3505 погонных метров.
Буровые работы планируется Геологической задачей буровых работ
является предварительная разведка участка «Йоа- Березитовый»; находящегося
в северо-восточной части Таймырского полуострова. Бурение производится по
отдельным линиям на россыпепроявлениях золота с целью оценки запасов. производить в зимний период (сентябрь-май) в течение двух лет.
Начало работ – октябрь 2000г.
Окончание работ – декабрь 2002г.
1.2.Географо-экономическая характеристика района работ.
Территория проектируемых работ расположена в северо-восточной части
Таймырского полуострова в Ленивенско-Челюскинской структурной фациальной зоне. Рельеф площади характеризуется грядово-увалистыми поверхностями на выходах коренных пород палеозойско-протерозойских пород и прилегающих к ним плоской морской аккумулятивной равнины, изрезанной речной и ложковой сетью.
Абсолютные высотные отметки варьируют от 335м (г.Аструна) до 10м, относительные превышения над днищами долин 100-170м.
Климат района – морской арктический, с 10 ноября по 30 января – стоит
полярная ночь, а с 13 мая по 6 августа солнце не заходит – длится полярный
день. Средняя температура самого холодного месяца января -34С, хотя в
некоторые дни морозы могут достигать –55С. Снежные пурги случаются редко,
не чаще двух раз в месяц. Летний период не большой, он длится со второй
половины июня до середины августа. Средняя температура лета +8С, но в
отдельные дни может доходить до +30С.
Растительный мир не богат и представлен в основном мхами и
лишайниками, важнейшим представителем полярной фауны является дикий
северный олень, полярные волки.
Гидрогеологическая сеть территории принадлежит бассейнам рек
Серебрянки и Кунар. Все реки вскрываются в середине июня, ледостав
происходит в конце сентября. Зимой реки полностью промерзают.
Гидрогеологические условия площади рудопроявления практически не
изучены. В процессе поисковых работ проводились лишь простые
гидрогеологические работы, включающие ежемесячные замеры уровня грунтовых
вод, в скважинах положение которого относительно дневной поверхности
варьируют от 15 до 30 м.
Единственным жилым населённым пунктом района является поселок Челюскин
с пограничной заставой и аэродромной службой. Аэродром способен принимать
самолеты АН-26, АН-2, летом вертолеты. Материально техническое обеспечение
поселка осуществляется, в основном, летней навигацией по Севморпути.
Экономически район практически не освоен (населенные пункты и дороги
отсутствуют, для транспортировки груза и персонала используется авиация),
но в последние годы перспективы его развития в связи с обнаружением
месторождений золота, редких металлов, редких камней на архипелаге северная
земля в первую очередь связана с коренной и россыпной золото и
платиностностью.
1.3. Геолого-технические условия бурения.
Площадь участка составляет 195 кв.км (прил. 3). В его геологическом
строении принимают участие метаморфизованные вулканогенные породы основного
состава (модинская толща, нижняя подтолща – PRmd1), метаморфизиванные
вулканогенные породы кислого состава (модинская толща. Верхняя подтолща –
PRmd2), согласные со структурами отдельные интрузивные тела метагаббро
(северобыррангский комплекс – vPRsb) и четвертичные отложения.
В структурном отношении участок представляет собой сложную складчатую
систему. Породы испытали интенсивное смятие с образованием много порядковых
линейных и изоклинальных складок, северо-восточного простирания, нарушенных
разрывными нарушениями различных направления, часто осложняющих
геологические границы. Падение слоистости пород на северо-запад и юго-
восток под углом 40-70о. На участке развиты многочисленные со складчатые
кварцево-жильные зоны общего северо-восточного простирания, представляющие
собой серию сближенных, часто будинированных жил, местами соединяющихся
между собой многочисленными прожилками с образованием так называемых
линейных штокверков. Преобладающая мощность жил в таких штокверках 0,2-
0,8м. Кроме того, часто прослеживаются отдельные кварцевые жилы, либо
скопления отдельных жил без признаков соединения между собой зонами
прожилкования. Мощность таких жил колеблется от 0,5м до 4 м. Кварц обычно
брекчирован, редко с тонкой вкрапленностью пирита.
Ближе к западной части участка, в междуречье правых притоков
р.Серебрянки и левых притоков р. Кунар, наряду с кварцево-жильными зонами и
жилами кварца широко развиты линейные поля и зоны лиственитов,
сформировавшихся в результате гидротермально-метасоматической проработки
метаморфизованных вулканогенных пород основного состава. Аналогичное
линейное поле лиственитов, прослеживается на востоке участка вдоль
разрывного нарушения северо-северо-восточного простирания. Ширина его от
250 м до 900 м.
Листвениты представляют собой зернисто-сланцевую породу карбонат
кварцевого состава, желто-зеленоватого цвета, часто с сульфидной
минерализацией (пирит, халькопирит, борнит). Среди лиственитов часто
наблюдаются реликты измененных в различной степени, метабазитов субстрата,
в которых также отчетливо следится сульфидная минерализация.
При проведении ГГС-50 с общими поисками на Челюскинской площади по
основному проекту в поисково-съемочных маршрутах было проведено точечное и
штуфное опробование ряда объектов потенциально перспективных на рудное
золото. По результатам спектрозолотохимического анализа из лиственитов,
линейных кварцевожильно-прожилковых штокверков и жил кварца содержание
рудного золота в них составляет от 0,2 г/т до 50 г/т (граф. П.1.3).
В результате поисков россыпного золота на Челюскинской площади
Северного Таймыра в 1985-1988 гг. были выявлены погребенные палеороссыпи
юрского возраста (Кунарская, Серебрянская), оконтуривающие выделенный
поисковый участок "Кунар-Серебрянка" с севера и запад юго-запада, а с
востока выявлена четвертичная аллювиальная россыпь р.Ханневича
При проведении комплексной аэрогеофизической съемки геофизической
службой ГГП ЦАГРЭ в пределах поискового участка "Кунар-Серебрянка" выделены
две крупные комплексные аномалии, интерпретируемые как высокоперспективные
в отношении золотого оруденения.
Местоположение участка "Канар-Серебрянка" на водоразделе верхних
течений рр.Кунар, Ханневича и правых притоков р.Серебрянка, оконтуривание
его золотоносными россыпями, широкое развитие линейных полей и зон
лиственитов, кварцевожильно-прожилковых линейных штокверков и кварцевых
жил, наличие пунктов золоторудной минерализации, результаты комплексной
аэрогеофизической съемки (Комплексная аэрогеофизическая съемка …, 1997)
позволяют утверждать о высокой степени перспективности участка на выявление
в его границах значимого золоторудного объекта.
2.Выбор конструкции скважин и способа бурения.
2.1. обоснование выбора конструкции скважин.
Геологический разрез представлен осадочными, метаморфическими
породами. В данном разрезе имеются два участка с осложненными зонами.
Первый участок находиться на интервале от 0 до 30 метров, на данном участке
происходит растепление, обрушение стенок скважины. На интервале от 80 до 90
метров находятся кварцево-жильные образования и березиты с повышенной
трещиноватостью, на этом участке происходит поглощение промывочной
жидкости.
Общую глубину скважины берём равной 300 метов, вследствие того, что
полезное ископаемое (кварцево-жильные образования и листвениты) залегает на
глубине 260-285 метров. К этой глубине добавляем еще 15 метров, для
достоверности подсечения подошвы и возможности исследования пласта
геофизическими приборами.
Для конструкции данной скважины наиболее рационально выбрать 3
ступени, как минимально возможное число для исследуемого геологического
разреза. Конечная ступень скважины будет в интервале 30-300 метров,
диаметром 59 мм, так как на этом интервале находится осложненная зона.
Вторая ступень будет находиться в интервале от 3 до 30 метров, диаметр
второй ступени возьмем, на размер больше чем диаметр предыдущей ступени,
равный 76 мм. На глубине от 0 до 3 м будет находиться первая ступень,
диаметром 93мм.
В соответствии с данной конструкцией скважины потребуется две
колонны обсадных труб. Использовать будем обсадные трубы ниппельного
соединения. Первая колонна (направляющая) на глубине от 0 до 3м, диаметром
89 мм. Вторая колонна предназначена для закрепления неустойчивых стенок
скважины на интервале от 3 до 30 м. Диаметр второй обсадной колонны 73мм.
Башмаки обсадных колон, с целью герметизации зазора между стенкам скважин и
обсадными трубами, следует зотампонировать цементным раствором, а сверху на
трубы установить пеньковые сальники.
2.2. обоснование выбора способа бурения.
В данном геологическом разрезе целесообразнее использовать
вращательный способ бурения. Это обусловлено тем, что этот способ наиболее
эффективен при бурении неклинящихся хрупких пород I- XII категорию по
буримости при горизонтальном залегании рудных тел, что соответствует
данному разрезу. Так же вращательный способ применяют и при бурении
разрезов с небольшими по мощности слоями трещиноватых пород, в которых
использовать ударно-вращательный способ вследствие вывалов кусков пород под
воздействием ударных импульсов невозможно.
Так как данная сеть скважин предполагает поиск и предварительную
разведку, то требуется взять керн по всей глубине скважины, поэтому следует
применять колонковый способ бурения. Достоинствами колонкового способа
являются возможность извлекать образцы горных пород, бурить скважины с
относительно небольшим искривлением, бурить скважины на значительную
глубину с относительно не высоким расходом энергии.
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.
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.
Частота вращения коронки рассчитывается по формуле:
n=38.2v0/(D1-D2) об/мин.
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.
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.
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;
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:
GВ=0,06*0,01=0,06 т.
Плотность тампонажного раствора находим по формуле: p=(Gcc+GB)/Vp т/м2;
Для тампонирования трещиноватых зон залегающих на глубине 150-200м.
С плохой проницаемостью поглощающих горизонтов при тампонировании
однорастворочными смесями, можно применять способ тампонирования с помощью
пакеров. СКБ ВПО «Союзгеотехника» для тампонирования скважин диаметром
59мм. разработало комплект тампонажного инструмента ТУ-7, состоящего из
герметизатора, пакеров и смесителя. Для тампонирования данной зоны
требуется только два пакера опускаемых на бурильных трубах. Два пакера на
бурильных трубах устанавливают на заданной глубине выше и ниже трещиноватой
зоны. Затем через бурильную колонну прокачивают тампонажную смесь под
давлением, тампонажная смесь проникает в трещины. Для тампонирования зоны
закачивают рассчитанный объем тампонажной смеси.
Для проведения исследований в зоне осложнений требуется контрольно-
измерительная аппаратура. Для измерения диаметров скважин используют
каверномер КМ-38, его опускают в скважину на каротажном кабеле. Глубину
залегания, число и мощность проницаемых зон, интенсивность поглощения
промывочной жидкости используют расходомер ДАУ-3М. Уровень воды в скважине
замеряется хлопушей. Для определения гранулометрического и минерального
состава используют боковые пробоотборники БП. Для определения параметров
тампонажной смеси предусмотрено использовать набор приборов: Конус «АзННИ»,
прибор ВИКА, имитатора для определения закупоривающей способности и прибор
Микаэлиса.
6.Выбор оборудования и контрольно-измерительных приборов «КИП».
6.1. Обоснование выбора бурового оборудования и КИП.
Площадь проектируемых работ располагается в зоне экстремальных
географических и климатических условий. Бурение производится в зимний
период в течении двух лет. Рельеф местности спокойный, проектом
предусмотрено высокооборотное алмазное бурение, поэтому используем
высокооборотные буровые установки типа УКБ-4П. Достоинства УКБ-4П: малые
затраты времени на монтажно-установочные работы, более благоприятными
условиями для рабочих.
Техническая характеристика установки:
Установка представляет собой комплекс бурового и электрического
оборудования, сведенный в один технологический блок, перевозимый без
разборки. Установка предназначена для бурения вертикальных и наклонных
геологоразведочных скважин алмазными и твердосплавными коронками, с отбором
керна колонковыми снарядами и снарядами ССК.
В качестве привода предусмотрено использовать электродвигателя.
Электроэнергия вырабатывается дизелем Д37Е-С2 с воздушным охлаждением и
запуском от пускового двигателя.
В состав бурового оборудования установки входят: грязевый насос
НБ3 120/40 ,труборазворот РЕ-1200, элеватор М3-50-80. В соответствии с
уже выбранными размерами бурильных, колонковых и обсадных труб выбираем
вспомогательный инструмент: ключи корончатые типа КК, ключи шарнирные
трубчатые типа КШ служащие для свинчивания и развинчивания бурильных труб и
забойных снарядов. Вспомогательный инструмент для осуществления
спускоподъемных операций: подкладные вилки, разъемные хомуты, вертлюг-
амортизатор.
Выбор талевой системы.
Выбор талевой системы начинают с выбора каната. Разрывное усилие
каната определяют по формуле:
P1=mI PЛ, Н;
Где:mI=3-3.5-запас прочности,
РЛ- грузоподъемность лебедки;
P1=3,5*32=112 кН.
Таким образом, по ГОСТу3077-69 выбираем канат 15,0-Г-1-СС-Л-Н-170
Где: 15,0- диаметр каната, Г - грузовой, 1- марка проволоки;
оцинкован по группе СС; Л - левой крестовой свивки; Н - нераскручивающийся
с разрывным усилием маркировочной группы по временному сопротивлению
разрыву 1700 мПа.
Минимальное количество роликов в талевом блоке определяют из
выражения: k?Q/2PЛ k?20/2*32=0,3 принимаем к=1 в кронблоке к1=к+1=1+1=2.
КИП для контроля параметров режимов бурения установки УКБ-4П
применяют те приборы, которые установлены на станке и насосе (дрилометры,
манометры, электроприборы).
6.2.Обоснование выбора для приготовления промывочных жидкостей.
В качестве промывочных жидкостей используется эмульсионный раствор
на основе сульфатных мыл. Приготавливают раствор в эмульгаторе,
непосредственно на буровой. Воду получают путем таяния снега.
Расход промыворчной жидкости на буровую установку в сутки
расчитываемпо формуле:
Q=[(Y1+Y2+Y3)nC]/mC m3/сут;
Где: Y1- объем скважины;
Y2-объем резервуаров и отстойноков 2-5 м3
Y3- потеря промывочной жидкости, зависит от
трещиноватости горной породы, в среднем Y3=(2-5)Y1; nC- число одновременно бурящихся скважин. mC –время использования промывочной жидкости.
Y1=?D2L/4 m3;
Где: D- диаметр скважины
L- глубина скважины;
Y1=3,14*0,0592*300/4=0,82 м3;
Y3=4*0,82=3,28
Q=(0,82+3+3,28)2/2=7,1 м3/сут;
6.3. Обоснование выбора средств очистки промывочной жидкости от шлама.
Для очистки промывочной жидкости от шлама применяют гидроциклонные
установки, состоящие из гидроциклона и насоса с электроприводом.
Гидроциклонные установки принудительно очищают структурированные
промывочные жидкости как эмульсионные растворы.
6.4. Выбор бурового здания.
Буровое здание установки УКБ-4П представляет собой объемную
металлоконструкцию, обшитую алюминиевыми панелями с теплоизоляционной
прослойкой. Тип здания ПБЗ-4, размеры 7500х3160х2500. В светлое время суток
освещение естественное, а в ночное искусственное электрическое. Система
обогрева помещения – электрическая с помощью электротенов. В холодное время
года температура в здании поддерживается не ниже +150 С. Электроснабжение
осуществляется от дизельной электростанции, напряжение в сети 380 В.
6.5. Выбор тампонажного оборудования.
Для приготовления цементного раствора применяют цементосмесительные
машины СМ-4М. Она предназначена для доставки сухого цемента и приготовления
раствора для тампонирования. Так для тампонирования непосредственно
применяется комплект для тампонирования ТУ7 состоящий из герметизатора
устья скважины, пакера для герметизации ствола скважины и смесителя для
тампонирования с непосредственным смешиванием жидкого ускорителя перед
тампонированием в скважине.
6.6. Составление геолого-технического наряда.
Установка УКБ-4П с приводом станка от электродвигателя АО2-71-4
мощностью 22кВт. Максимальное усилие подачи на забой 40 кН, вверх 60 кН.
Максимальная производительность насоса 120 л/мин, с давлением 0,2 кПа. Все
эти данные соответствуют рассчитанным режимам для твердосплавного и
алмазного породоразрушающего инструмента.
Таким образом, установка УКБ-4П является наиболее рациональной для
бурения геологоразведочных скважин на участке "Канар-Серебрянка".
7.Спец. Вопрос
Эмульсионные промывочные жидкости.
При алмазном бурении широко применяются специальные эмульсионные
промывочные жидкости, которые помимо выполнения основных функций промывки
(охлаждение породоразрушающего инструмента и удаление с забоя разрубленной
породы), обладают повышенными смазочными и антивибрационными свойствами и
активно воздействуют на весь процесс разрушения горных пород. Такими
свойствами при различной степени активности в зависимости от характера
горных пород и степени минерализации вод обладает ряд жидкостей.
Наибольший и практический интерес представляют жидкости, которые
приготавливаются из товарных продуктов нефтеперабатывающей, химической,
лесотехнической промышленности и апробированы в лабораторных и
производственных условиях.
Эмульсии из кожевенной эмульгирующей пасты.
Кожевенная паста – товарный продукт, выпускаемый отечественными
нефтеперобатывающими заводами, представляет собой минеральное масло средней
вязкости, загущенное натровыми мылами синтетических жирных кислот.
Пасту вводят в воду в соотношении от 1:2000 до 1:50, т.е. в
концентрации 0,5-2,0?. Указанная концентрация является оптимальной для
снижения коэффициента трения, повышения механической скорости бурения и
стойкости алмазных коронок.
Эмульсия на основе омыленной смеси гудронов.
Омыленную смесь гудронов применяют в качестве эмульгирующей добавки
к промывочным растворам при алмазном бурении. Для её приготовления могут
быть использованы гудроны технических или растительных жиров или их смесей.
Кислотное число, мг КОН …………………………………….60 –70
Число омыления, мг КОН ……………………………………..180 – 200
Молярная масса …………………………………………………475 – 522
Плотность, г/см3…………………………………………………0.975
Содержание жирных кислот, высвобождаемых при омы- лении. ?………………………………………………………52.4- 64
Температура застывания, 0С ……………………………………?0
Смесь гудронов нетоксична, а приготовленная на ее основе эмульсия безвредна; эмульсия ОСГ снижает поверхностное натяжение воды на границе с воздухом; это свойство смеси гудрона способствует увеличению механической скорости.
Оптимальная концентрация ОСГ в промывочной жидкости находится в пределах 1,5 – 2,5 ?, зависит от состава смеси гудронов (СГ) и типа горных пород и уточняется лабораторным путем.
Мылонафтовые эмульсии
Мылонафт – это вещество, представляющее смесь натровых мыл нафтеновых кислот, собственно нафтеновых кислот, небольшого количества минерального масла и воды. Преимуществом мылонафта является содержание в нем органических кислот, обладающих наибольшей маслянистостью.
Оптимальная концентрация мылонафта в эмульсии составляет 0,5 –1,0? по массе, при этом количество масляной добавки в виде свободных нафтеновых кислот колеблется в пределах 0,25 –0,5?.
Эмульсии на основе сульфатных мыл.
Сульфатные мыла являются промежуточным продуктом целлюлозно- бумажного производства при изготовлении таллового масла; товарный продукт представляет собой 60-62?-ный водный раствор сульфатного мыла следующего состава (?);
Омыленные и неомыленные жировые смоленые кислоты……………………………………………………47-53
Щелочь…………………………………………………………..6-8
Фенолы………………………………………………………….