Курсовой проект по разведочному бурению

      Все последующие слои, начиная с песчанистых  сланцев и заканчивая известняками, промываются глинистым раствором, поскольку данные породы устойчивы, необходимость обрабатывать его химическими реагентами отпадает. Преимущества этого типа промывочной жидкости заключаются в том, что она обладает высокой мгновенной фильтрацией, флокулирующими и псевдопластичными свойствами, способствующие повышению эффективности разрушения и очистки забоя, выносу выбуренной породы и выделению ее в отстойниках, снижению гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе.

      Выбор технических средств для приготовления, обработки и активации промывочных жидкостей регламентируется технологическими параметрами; требуемыми расходами на бурение; применяемыми материалами - глинами, химическими реагентами и добавками. В практике бурения геологоразведочных скважин наибольшее распространение получили механические способы приготовления промывочной жидкости.

 

      

17

Механический способ   реализуется   в  следующих  технических

средствах: лопастные  и пропеллерные мешалки, гидравлические самовращающиеся перемешиватели, активаторы, фрезерно-струйные мельницы, дозаторы и др.

8.2 Выбор параметров  режима бурения.

       Под параметрами режима вращательного  бурения с промывкой подразумевают осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, частоту его вращения и расход очистного агента.

       Так при твердосплавном бурении осевая нагрузка на коронки определяется по формуле:

С_ос = С_{ос р}*m,Н (5)

где С_{ос р}- удельная нагрузка на 1 резец (режущую вставку); m - число основных резцов (режущих вставок).²

Осевая нагрузка на твердосплавную коронку М5  при  бурении первых 6 метров первого слоя - суглинков:

Сое ia = 400* 24 = 9600 Н;

Осевая нагрузка на твердосплавную коронку М5 при  бурении до подошвы первого слоя - суглинков:

С_ОС1_б = 400* 16-6400 Н;

Осевая   нагрузка  на  твердосплавную  коронку  М5   при  бурении   второго  слоя -глинистых сланцев:

С_ос2 = 500* 16-8000 Н;

Осевая  нагрузка  на  коронку  СМ-4   при   бурении   третьего   слоя  -  песчанистых сланцев:

С_ое3 = 600* 9-5400 Н;

Осевая нагрузка на коронку двойного колонкового  снаряда ДТА-2 при бурении четвертого слоя - каменного угля:

С_ос4 = 800* 12 = 9600 Н;

Осевая  нагрузка на твердосплавную  коронку  СМ-5  при  бурении  пятого слоя -песчаника:

С_ос5 = 800* 12 = 9600 Н;

Осевая нагрузка на твердосплавную коронку СМ-4 при  бурении шестого слоя -песчанистых сланцев:

Осевая нагрузка на коронку двойного колонкового снаряда ДТА-2 при бурении седьмого слоя - каменного угля:

С_ос7 = 800* 12 = 9600 Н;

Осевая нагрузка на твердосплавную коронку СМ-4 при  бурении восьмого слоя -песчанистых сланцев:

  Новиков Г.П. и др. Справочник по бурению скважин на уголь. М. «Недра», 1988, стр. 120 " Куликов В.В., Тунгусов А.А., Назаров А.П. Учебно - методическое пособие по составлению курсового проекта по

бурению геологоразведочных скважин. М. 2005, стр. 22

 

18

С_ос8 = 600*9 = 5400Н;

Осевая нагрузка на твердосплавную коронку СМ-5 при бурении девятого слоя -песчаника:

С_ос9 = 800* 12-9600 Н;

Осевая нагрузка на твердосплавную коронку СМ-6 при  бурении десятого слоя -известняка:

Сое ю= Ю00* 12= 12000 Н.

Частота вращения при твердосплавном бурении определяется по формуле:

  (6)

где V - рекомендуемая окружаемая скорость коронки, V - 1,4 + 1,5 м/с (1,5 + 2,0 м/с для мягких пород 2-4 категории по буримости); D - наружный диаметр коронки, м.

Частота вращения для суглинков - первые 6 м. первого  слоя:

п_1а = 60 * 1,5/3,14 * 0,132 = 3,78 мин"¹;

       В   конкретных  условиях  бурения  данную  частоту   вращения   необходимо уменьшить на 30 %, поскольку порода трещиноватая и это может вызвать сколы и поломки   твердосплавных   резцов.   Следовательно   частота   вращения   на  данном участке бурения равна: 3,78 * 0,3 =1,13 мин" . Частота вращения для суглинков - до подошвы слоя:

П,_б = 60* 1,5/3,14*0,112 = 3,21 мин"¹;

       Расчет  аналогичный вышеуказанному: 3,21 * 0,3 = 0,96 мин"¹. Частота вращения для глинистых сланцев - второго слоя:

       П₂ = 60* 1,5/3,14* 0,093 * 0,3-0,80 мин"¹; Частота вращения для песчанистых сланцев - третьего слоя:

       п₃ =60* 1,5/3,14* 0,076 = 2,18 мин"¹; Частота вращения для каменного угля - четвертого слоя:

п₄ = 60 * 1,4/3,14 * 0,076 = 2,03 мин"¹;

Частота  вращения   П5  для   песчаника  равна  П₄  для   каменного угля,  поскольку наружные диаметры коронок равны 0,076 м. Частота вращения для песчанистых сланцев - шестого слоя:

       П₆ = 60* 1,5/3,14* 0,076-2,18 мин"¹; Частота вращения для каменного угля - седьмого слоя:

       п₇ = 60 * 1,4/3,14 * 0,076 = 2,03 мин"¹; Частота вращения для песчанистых сланцев - восьмого слоя:

П₈ = 60 * 1,5/3,14 * 0,076 = 2,18 мин"¹;

Частота вращения Щ^о для последующих слоев песчаника и известняка равна п₇ для каменного угля, поскольку наружные диаметры коронок равны 0,076 м.

Расход промывочной  жидкости определяется по формуле:

 
  Куликов В.В., Тунгусов А.А., Назаров  А.П. Учебно - методическое пособие по составлению курсового проекта  по бурению геологоразведочных скважин. М. 2005, стр. 24

 

 

19

Q = k* D, л/мин (7)

      где   к - расход промывочной жидкости на 1 см. диаметра коронки, л/мин * см;

D - наружный диаметр коронки, см.

Расход промывочной  жидкости для суглинков - первых 6 метров:

       Qi_a = 8* 13,2- 105,6 л/мин; Расход промывочной жидкости для суглинков - до подошвы слоя:

       Q,₆ = 8* 11,2 -89,6 л/мин; Расход промывочной жидкости для глинистых сланцев:

       Q₂= 12*9,3= 111,6 л/мин; Расход промывочной жидкости для песчанистых сланцев:

       Q₃= 12* 7,6 = 91,2 л/мин; Расход промывочной жидкости Q^s Для каменного угля и песчаника:

       Q<i,5 = 8 * 7,6 = 60,8 л/мин; Расход промывочной жидкости для песчанистых сланцев:

       Q₆= 12* 7,6-91,2 л/мин; Расход промывочной жидкости для каменного угля:

      Q₇ = 8 * 7,6 - 60,8 л/мин; Расход промывочной жидкости для песчанистых сланцев:

       Q₈= 12* 7,6-91,2 л/мин; Расход промывочной жидкости для песчаника:

       Q₉ = 8 * 7,6 - 60,8 л/мин; Расход промывочной жидкости для известняка:

Q10 = 6 * 7,6 = 45,6 л/мин.

9. Расчет  проектного профиля направления  скважины. Исходные данные:

1 участок - от 0 до   140  м.  - искривляется  с интенсивностью  I1 = 0, то есть 
прямолинейный;

2. участок - от 140 до 500 м. - искривляется с интенсивностью I₂ = 0,025 градуса/м.;
3. участок - от 500 до 583,5 м. - искривляется с интенсивностью Iз - 0,001 градуса/м.

Расчет первого  участка скважины:

1) Значение  начального  и  конечного зенитных  углов  участка определяется  по формуле: 

(8) 

где 0н - начальный зенитный угол участка, градус; G«- конечный зенитный угол участка, градус;

 
¹ Куликов В.В., Тунгусов А.А., Назаров А.П. Учебно - методическое пособие по составлению курсового проекта по бурению геологоразведочных скважин. М. 2005, стр. 24

 

20

Z - протяженность участка, м; I- интенсивность искривления участка, градус/м.

      Поскольку первый участок является прямолинейным  и искривляется с интенсивностью Ij = 0, то ни горизонтального, ни вертикального отклонения он не имеет, а Это доказывается по формуле (8):

 
Расчет  второго участка скважины:

1) Согласно формуле (8) и исходным данным:

9ki = 0н2⁼ 0°, следовательно,

е_К2 = 0° + 360*0,025=9⁰

2) Значение отклонения горизонтальной проекции для 2 участка определяется по 
формуле:

  (9)

где X - значение отклонения горизонтальной проекции; R - радиус кривизны (R₂ = 57,3/1₂ );

Х₂ = 57,3/0,025 (cos 0° - cos 9°) = 22,92 м.

3) Значение отклонения  вертикальной  проекции для 2 участка определяется  по 
формуле:

  (10)

       где Н - значение отклонения вертикальной проекции. Н₂ = 57,3/0,025 (sin 0° - sin 9°) = 366,72 м.

Расчет третьего участка скважины:

1) Согласно формуле (8) и исходным данным:

0К2 —  9нз — 9 , следовательно, е_кз = 9° + 83,5 * 0,01 =9,84°

2) Согласно формуле (9) Хз равен:

Х₃ = 57,3/0,01 (cos 9° - cos 9,84°) «0 м.

3) Согласно формуле (10) Нз равен:

Н₃ = 57,3/0,01 (sin 9° - sin 9,84°) = 84,4 м.

Общее горизонтальное отклонение равно: X = Х_{+ Х₂ + Хз = 0 + 22,92 + 0 - 22,92 м Общее вертикальное отклонение равно: Н = Н, + Н₂ + Н₃ = 0 + 6,72 + 1,1 = 7,82 м.

 

21

 
Проектный профиль направленной скважины 

м

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

23

 
^{Список  использованной литературы:}

1. Юшков А.С., Серик Е.Л. Бурение геологоразведочных скважин. М. «Недра», 
   1976.
2. Куликов В.В., Тунгусов А.А., Назаров А.П. Учебно - методическое пособие 
   по составлению курсового проекта по бурению геологоразведочных скважин. 
   М. 2005.
3. Башлык СМ., Загибайло Г.Т. Бурение скважин. М. «Недра», 1990.
4. Новиков Г.П. и др. Справочник по бурению скважин на уголь. М. «Недра», 
   1988.