Контрольная работа: Буріння на воду і корисні копалини

Вибір техніки і технології буріння в заданих умовах

Внаслідок того, що на тверді корисні копалини доводиться бурити в усіх породах, що є в земній корі, їх властивості і умови буріння можуть суттєво відрізнятися. Тому правильний вибір техніки і технології буріння має великий вплив на показники бурових робіт. До факторів, що впливають на цей вибір, належать, в першу чергу, категорія буримості, яка певним чином відображає механічні властивості порід, і глибина буріння.

Спосіб буріння вибирається відповідно до категорії порід:

– від першої до сьомої (частково восьмої) – твердосплавний;

– від восьмої (частково сьомої) до дванадцятої – алмазний.

Залежно від вибраного способу буріння вибирається тип коронки . Для твердосплавного буріння в породах від першої категорії до четвертої включно – ребристі (М або КР), від п'ятої до сьомої малоабразивних – різцеві (СМ), від п'ятої до сьомої абразивних – самозагострювальні (СА).

Для алмазного буріння в монолітних малоабразивних породах сьомої – дев'ятої категорії – одношарові коронки (тип А), в абразивних тріщинуватих дев'ятої – дванадцятої категорії – імпрегновані (типу И).

При виборі конструкції бурового снаряда враховується спосіб буріння. Для твердосплавного буріння снаряд складається з трьох частин: коронка, колонкова труба, перевідник з колонкової труби на бурильну колону. В окремих випадках, коли продуктивність насоса не забезпечує винос шламу на поверхню, в конструкцію бурового снаряда включають шламову трубу відкритого типу. Для алмазного буріння, окрім названих елементів, додається ще розширювач (калібратор) з керновідривачем.

На вибір діаметра коронки впливає багато факторів, але здебільшого рекомендують застосовувати алмазні коронки діаметром 46–76 мм (рідко 93 мм), а твердосплавні – 93–132 мм. Діаметри решти складових частин підбирають, виходячи з діаметра коронки. Діаметри коронок повинні бути на 2–4 мм більшими порівняно з колонковими трубами (табл. 1). Виключення складають ребристі коронки, з якими застосовують колонкові труби наступного меншого суміжного діаметру. Наприклад, з ребристою коронкою 112 мм треба застосовувати колонкову трубу 89 мм, а не 108 мм, як з коронками СМ і СА. В такому випадку різниця діаметрів буде вже 23 мм замість 4 мм.

Діаметри колонкових труб і перевідників однакові. А діаметр калібратора (розширювача) дорівнює діаметру коронки.

Вибір бурильних труб починається з вибору типу з'єднань: для алмазного буріння ніпельно-замкове, для твердосплавного – муфтово-замкове. Діаметр труб рекомендується вибирати відповідно до діаметру коронки (табл 2,3,4).

Відбір керна залежить від категорії буримості порід і способу буріння. Для твердосплавного буріння застосовують або затирання «всуху» (для порід першої – четвертої категорій включно) або із застосуванням заклинювального матеріалу (для порід п'ятої – сьомої категорій). Для алмазного (незалежно від категорії) – керновідривачі аби запобігти руйнуванню алмазів у коронці. Діаметр обсадної колони , якщо вона потрібна, вибирається відповідно до діаметра коронки, яка має проходити крізь неї. А діаметр коронки для буріння під обсадну колону повинен забезпечувати її вільне проходження.

Режим буріння вибирається виходячи з категорії порід і способу буріння.

Для твердосплавного буріння навантаження на коронку розраховується виходячи з рекомендованого питомого навантаження на один різець (або штабік), яке залежить від категорії порід (табл. 6,7,8,9). Швидкість обертання розраховується виходячи з рекомендованої лінійної швидкості і руху різця, яка залежить від категорії порід, її тріщинуватості і абразивності. А витрати промивальної рідини – з рекомендованої швидкості висхідного потоку, або питомих витрат на 1 см (табл. 11). Розраховані витрати коректуються з характеристикою вибраного насоса (табл. 12, 13)

Для алмазного буріння навантаження розраховується за питомим навантаженням на одиницю площі торця коронки, де містяться алмази, або на один карат алмазів. Перевага надається першому варіанту. Щодо швидкості обертання і витрат промивальної рідини, підхід аналогічний як у твердосплавному, але кількісні рекомендації відмінні.

Бурова установка вибирається в залежності від глибини проектної свердловини, але з урахуванням способу буріння (табл. 10).

Розглянемо декілька прикладів.

Приклад 1. В розрізі два інтервала:

0–50 м – пластичні глини третьої категорії;

50–200 м – малоабразивні породи шостої категорії.

Згідно з категорією буримості для обох інтервалів вибираємо твердосплавне буріння. Для першого інтервалу (0–50 м) вибираємо ребристу коронку типу М, для другого – різцеву типу СМ. Колонкові снаряди для обох інтервалів будуть складатися з трьох частин: коронки, колонкової труби і фрезерного перевідника. Діаметри для першого інтервалу: коронка 112 мм, колонкова труба 89 мм (табл. 1), перевідник також 89 мм. Нагадаємо, що для ребристих колонок колонкова труба береться наступного меншого діаметру. Для другого інтервалу: коронка 93 мм, колонкова труба і перевідник залишаються 89 мм.

Бурильну колону вибираємо одну для обох інтервалів діаметром 50 мм з муфтово-замковим з'єднанням (табл. 2).

Відбір керна для першого інтервалу передбачається затиранням «всуху», для другого інтервалу – із застосуванням заклинювального матеріалу.

Оскільки перший інтервал представлений нестійкими породами, передбачається його закріплення обсадною колоною діаметром 108 мм з ніпельним з'єднанням (табл. 1).

Переходимо до режимів буріння. Навантаження визначається виходячи з питомого навантаження на один різець і категорії порід (табл. 6,7,8,9):

(1)

де – питоме навантаження на один різець, Н/різець;

– кількість різців у коронці.

Для першого інтервалу згідно з табл. 6 приймаємо . Кількість різців (табл. 7) (приймаються до уваги лише торцеві різці).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--