Курсовой проект по разведочному бурению

 
 
Юшков А.С, Серик Е.Л. Бурение геологоразведочных скважин. М. «Недра», 1976., стр. 58-60

 

5.  Выбор  бурового насоса.

      Для очистки забоя от выбуренной породы, охлаждения породоразрушающего инструмента и выноса шлама на поверхность, используется очистной агент, в качестве которого, в большинстве случаев, используется промывочная жидкость. Для подачи промывочной жидкости в скважину применяются буровые насосы объёмного действия: поршневые или плунжерные, наибольшее распространение получили при геолого-разведочном бурении плунжерные насосы. Выбор необходимого насоса производится в зависимости от глубины скважины и типа бурового станка.

       Поскольку бурение ведётся буровой установкой ЗИФ-650А, то для неё целесообразнее применять плунжерный буровой насос (рис. 2) НБ4-320/63.

Ниже  указана техническая  характеристика бурового насоса НБ4-320/63

      Данный  насос имеет сменные цилиндровые  втулки и поршни, что обеспечивает возможность настройки насоса либо на максимальную производительность, либо на максимальное давление. В то же время изменение производительности путем замены шкивов или цилиндровых втулок является трудоёмким процессом и не может быть осуществлено в процессе углубки скважины. Поэтому насос НБ4-320/63 имеет коробку передач - это даёт возможность изменения числа ходов в минуту, что обеспечивает изменение количества подаваемой в скважину жидкости непосредственно в процессе бурения. 

Рис.2 

Плунжерный  насос 

1. плунжер 2.корпус

3. сальниковое уплотнение
4. шатун
5. палец
6. всасывающий клапан
7. нагнетательный клапан

  Куликов В.В., Тунгусов А.А., Назаров А.П. Учебно - методическое пособие по составлению курсового проекта по бурению геологоразведочных скважин. М. 2005, стр. 7 " Юшков А.С., Серик Е.Л. Бурение геологоразведочных скважин. М. «Недра», 1976., стр. 65

 

 

8

6.  Выбор  бурового инструмента.

       В зависимости от конструкции скважины, способа бурения, типа бурового станка, производится выбор бурового инструмента. Необходимо выбрать технологический, вспомогательный и аварийный инструмент, который будет использоваться для бурения скважины.

6.1 Выбор технологического  бурового инструмента.

      К технологическому относится инструмент, при помощи которого производится бурение скважины. Набор технологического инструмента, соединенный в определенной последовательности, называется буровым снарядом. В состав бурового снаряда при колонковом бурении входят: колонковый набор (породоразрушающий инструмент (коронка), кернорвательное устройство, колонковая труба (одинарная или двойная), переходники различного типа) и колонна бурильных труб и их соединения.

6.1.1   Выбор породоразрушающего инструмента.

      Так как способ бурения колонковый и  породы в геологическом разрезе  не превышают 8 категории по буримости, то в качестве породоразрушающего инструмента используются твердосплавные коронки разных групп для разных интервалов бурения.

      Для первого слоя, который представлен  суглинками - породой мягкой и однородной и имеющей 2 категорию по буримости, используется твердосплавная ребристая коронка типа М5 с наружным диаметром 132 мм. и соответствующим ему внутренним диаметром 88 мм. В коронке М5 (рис. 3) резцы впаяны в 6 ребер по 4 резца в каждое ребре, которые в свою очередь вварены в вырезы короночного кольца. Кроме этого в каждом ребре располагается по одному дополнительному подрезному наружному резцу. Исходя из конструкции скважины, по достижению шестиметровой глубины коронку необходимо поменять на коронку меньшим диаметром, то есть М5-132 на М5-1 12. У М5-112 внутренний диаметр равен 68 мм., а количество ребер - 4 с соответствующим им 16 основными резцами и 4 подрезными. Бурение этой коронкой будет вестись до подошвы слоя. Наличие ребер позволяет получить большие кольцевые зазоры между стенкой скважины и колонковой трубой. Это облегчает циркуляцию жидкости, содержащей большое количество шлама. 

Рис. 3 

Коронка М5 

 
 
1. корпус коронки 2.ребро

3. основной резец
4. подрезной резец
5. место маркировки

Куликов В.В., Тунгусов А.А., Назаров А.П. Учебно - методическое пособие по составлению курсового проекта по бурению геологоразведочных скважин. М. 2005, стр. 7

 

      Для бурения последующего слоя будет  применяться та же сама коронка типа М5, поскольку слой представлен глинистыми сланцами 3 категории по буримости. Единственное отличие - это её диаметры: наружный - 93 мм., а внутренний - 53 мм.

      Далее следуют песчанистые сланцы. Исходя из того, что категория по буримости  увеличилась до 4, а диаметр бурения  уменьшился до 76 мм., то целесообразнее выбрать резцовую коронку СМ4-76 (рис. 4), армированная резцами 4 х 4 х 10 из сплава ВК6. Также она имеет внутренний диаметр 58 мм., 9 основных резцов и 3 подрезных. Основные резцы установлены по торцу раздельно и наклонно в три ряда: центральные резцы выступают на 4 мм; внутренние подрезные - на 3,5 мм; наружные подрезные - на 2,5 мм. Следовательно, трехступенчатый забой при бурении перекрывается группой из трех резцов. В результате разворота резцов относительно радиуса коронки на угол от 15 до 25° и их отрицательного наклона на 15 грани резцов образуют двухгранно-отрицательные углы. Это повышает скорость бурения и износостойкость резцов, снижает возможность их поломки.

Коронка СМ4 

 
 
1.корпус

2, 4. резцы

3. вкладыши 

Рис.4

Следующий слой - пласт каменного угля. Для его  бурения применяется специальный двойной колонковый снаряд конструкции С.Е.Алексеенко ДТА-2. Ниже приведены его технические характеристики: 

Башлык СМ., Загибайло  Г.Т. Бурение скважин. М. «Недра», 1990, стр. 1 16-1 17 Новиков Г.П. и др. Справочник по бурению скважин на уголь. М. «Недра», 1988, стр. 1 85

 

10

      Двойной колонковый снаряд конструкции С.Е.Алексеенко ДТА-2 (рис. 5) снабжен не вращающейся при бурении трубой, защищающей угольный керн от размывающего действия движущегося вниз потока промывочной жидкости и ударов вращающейся наружной трубы. Кроме того, он имеет керноприемную кассету, позволяющая сохранить полученный керн при извлечении его из внутренней трубы в ненарушенном состоянии.

Двойной колонковый снаряд конструкции С.Е.Алексеенко ДТА-2

 

Рис.5

1, 4, 8 переходники; 2 - шпиндель; 3 сухари; 5, 6, 22 - патрубки; 7 - упорный шток; 9 -колонковая труба; 10 - разъёмная керноприёмная кассета; 11 - кернозахватывающее устройство; 12 - специальная твердосплавная коронка; 13 - керноформирующая коронка-штамп; 14 -наружная труба; 15 - шариковый клапан; 16, 20 - уплотняющие сальники; 17 - шаровой подпятник; 18 - пружинный амортизатор; 19 - выводные каналы; 21- муфта включения

       Подстилающий  слой каменного угля - песчаник. Он имеет 6 категорию по буримости. В данном и последующих интервалах диаметр бурения будет равняться 76 мм. Следовательно, наиболее подходящей коронкой будет СМ5 (рис. 6), армированная резцами сечением 3x3 мм. из сплава ВК6 с вертикальной вставкой. Основные резцы (12 шт.) расположены группами по три на зубке в три ряда. Резцы центрального ряда выступают над торцом на 2,5 мм, внутренние подрезные - на 2 мм, наружные подрезные - на 1,5 мм. Относительно радиуса коронки резцы развернуты на угол от 10 до 15°. Дополнительные подрезные резцы установлены по наружному диаметру в промывочных каналах.¹

 
Башлык СМ., Загибайло  Г.Т. Бурение скважин. М. «Недра)), 1990, стр. 117

 

11

Ниже слоя песчаника   располагаются песчанистые сланцы. Для

данной  породы применяется коронка СМ4, поскольку её категория по буримости равна 4.

      Далее залегает пласт каменного угля, для  которого как уже было сказано  применяется специальный буровой снаряд - двойной колонковый снаряд конструкции С.Е.Алексеенко ДТА-2.

Коронка СМ5 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.6 

 
1.корпус

2, 4. резцы

3. вкладыши 

       Следующий слой - песчанистые  сланцы. Для их бурения используется коронка СМ4. А подстилающим слоем является песчаник, и следовательно, коронка СМ5.

       И самый нижний слой геологического разреза - известняки. Этому слою нужно уделить особое внимание, поскольку он, из всех перечисленных, имеет самую высокую категорию по буримости - 7. Для его бурения применяется коронка СМ6 (рис. 7). Она аналогична коронке СМ5, но основные резцы установлены с отрицательным наклоном на 15°. Дополнительные подрезные точно так же установлены как в коронке СМ5, но износостойкость по наружному диаметру повысилась.

Коронка СМ6 

Рис.7 

 
 
1.корпус

2, 4. резцы

3. вкладыши 

6.1.2  Выбор бурильных труб.

      Для твердосплавного бурения целесообразно  применять трубы муфто-замкового соединения. Значение диаметра бурильных труб в этом случае определяется из соотношения:

 

      

12

d _бт = (0,6-0,7)Dckb , (1)

d _бт ~ 0>66 * 76 мм. = 50,2 мм.

где d _бт - диаметр бурильных труб, мм; Dckb - диаметр скважины, мм.

       Бурильные трубы выбираются в зависимости от основного диаметра скважины, её глубины и типа породоразрушающего инструмента.