ВЫБОР БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА и дальнейший расчет

ВЫБОР БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА
Буровой инструмент для бурения скважин подразделяется на техно-логический, вспомогательный и аварийный. Технологический инструмент является основным инструментом для бурения скважин. Вспомогательный инструмент предназначен для обслуживания технологического инструмента, аварийный инструмент предназначен для ликвидации аварий при бурении.
4.1. Выбор технологического инструмента
К технологическому инструменту относятся буровой снаряд и буровой сальник. В состав бурового снаряда для колонкового бурения входят: колонковый набор, колонна бурильных труб и ведущая труба. В состав бурового снаряда для бескернового бурения входит породоразрушающий инструмент, переходник, колонна бурильных труб и ведущая труба.
Для колонкового бурения в монолитных и слаботрещиноватых породах, где плановый выход керна достигается без использования специальных технических средств, применяются одинарные колонковые наборы. Одинарный колонковый набор состоит из породоразрушающего инструмента, кернорвателя, колонковой трубы, переходника, иногда в состав колонкового набора включается шламовая труба. При алмазном бурении в состав колонкового набора рекомендуют включать алмазный расширитель. Колонковые наборы для бурения в сложных геологических условиях рассмотрены в разд. 5.3.
Выбор породоразрушающего инструмента для колонкового бурения.
В качестве породоразрушающего инструмента для колонкового бурения применяют твердосплавные и алмазные коронки. Твердосплавные коронки используют для бурения мягких и средней твердости пород I-VIII и частично IX категорий по буримости (при отсутствии кварца). Алмазные коронки используются при бурении твердых и крепких пород VI – XII категории по буримости.
Выбор элементов колонкового набора.
Кроме породоразрушающего инструмента в состав колонкового набора вхо-дят: кернорватели, алмазные расширители, колонковые трубы, переходники, шламовые трубы.
Кернорватели предназначены для отрыва и удержания керна при подъеме колонкового набора из скважины и устанавливаются между коронкой и колонковой трубой. При алмазном бурении для калибровки стенок скважины, повышения износостойкости алмазных коронок и стабилизации работы бурового снаряда применяются алмазные расширители. Алмазный расширитель выполняет также роль кернорвателя.
Так как бурение производится комплексом кгк-100 который предусматривает специальное техническое оборудование, то для бурения будем использовать именно его.
Буровой инструмент:
Двойная бурильная труба:
Диаметр, мм:
Наружной трубы (толщина стенки 6.5мм) ………………… 73
Внутренней трубы (тольщина стенки 3 мм) ………………. 48
Длина, мм ……………………………………………………….. 4000
Масса, кг …………………………………………………………. 53
Твёрдосплавные коронки:
Диаметр, мм:
Коронок …………………………………………………………. 76
Керна ……………………………………………………………. 34
Тип коронки ……………………………………………………… КГ-76МС
　
　
　
4.2. Выбор вспомогательного и аварийного инструмента
Для сборки и разборки технологического инструмента применяются следующие разновидности вспомогательного инструмента:
1) ключи короночные;
2) ключи шарнирные для обсадных и колонковых труб;
3) ключи шарнирные для бурильных труб;
4) вилки подкладные;
5) хомуты шарнирные;
6) специальные опоры для сборки колонковых наборов;
7) труборазвороты типа РТ-1200 для свинчивания-развинчивания бурильных свечей.
Для обеспечения спуско-подъмных операций применяются следующие виды вспомогательного инструмента:
1) элеваторы с кольцевым фиксатором для осуществления спуско-подъемных операций при небольшой глубине и работе
2)
Необходимо подобрать вспомогательный инструмент, необходимый для обеспечения процесса бурения скважины.
Аварийный инструмент, предназначенный для ликвидации аварий в процессе бурения, подразделяется на ловильный, режущий и силовой.
Для извлечения из скважины элементов бурильной колонны применяются следующие виды ловильного инструмента: метчики, колокола, труболовки, ловушки секторов матриц, магнитные ловители. Для обработки места обрыва бурильных труб и разрушения оставленных в скважине элементов колонкового набора применяется режущий инструмент: фрезеры и труборезы. Для извлечения из скважины прихваченного или заваленного инструмента применяется силовой инструмент: домкраты и вибраторы.
В комплект комплекса КГК-100 включён весь необходимый набор
инструмента.
Ловильный метчик
Диаметр, мм ……………………….. 75, 73
Ключ 73\89
Отбойный ключ
　
　
　
5. ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН
5.1. Выбор очистного агента
Для очистки забоя скважины от выбуренной породы (шлама), охлаждения породоразрушающего инструмента, привода забойных механизмов и закрепления неустойчивых стенок скважины применяют различные очистные агенты. Они способствуют также предотвращению, а в некоторых случаях и ликвидации осложнений в скважинах в процессе бурения. Для промывки скважин применяют жидкости: техническую воду, глинистые растворы, различные специальные растворы (эмульсионные, аэрированные и др.) и сжатый воздух. Для продувки скважин применяют сжатый воздух.
Техническую вода самый дешевый вид промывочной жидкости. Ее можно применять при бурении устойчивых пород с хорошим выходом керна.
Технология бурения с помощью данного комплекса в основном предполагает в качестве очистного агента воду, её и будем использовать.
　
　
　
5.2. Выбор параметров режима бурения
Под параметрами режима вращательного бурения с промывкой (продувкой) подразумевают осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, частоту его вращения и расход очистного агента. Технико-экономические показатели бурения зависят от правильного выбора совокупности технологических параметров. Параметры режима бурения рассчитываются в зависимости от типа бурения (алмазного, твердосплавного, бескернового) и устанавливаются согласно технической характеристике бурового станка и насоса.
Расчёт параметров в данном случае приводит к следующим результатам:
Частота вращения об\мин ………………………… 225
Расход промывочной жидкости, л\мин ………….. 210
Осевая нагрузка, Н ………………………………….. 5-7
Данные расчётные параметры были выбраны из условий поддержки их буровой установкой, и рекомендациями, приведёнными в соответствующей литературе.
　
　
6. СОСТАВЛЕНИЕ ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОГО НАРЯДА (ГТН)
Геолого-технический наряд (ГТН) составляют на основании: проектной конструкции скважины; выбранного бурового оборудования и инструмента; разработанной технологии бурения; проведения необходимых специальных работ в скважине. Геолого-технический наряд является обязательным документом к исполнению буровыми бригадами. Его составляют на бурение каждой скважины и вывешивают в буровом здании для руководства и исполнения заданных в нем параметров. ГТН составляют геолог и технический руководитель буровых работ ГРЭ или ГРП и подписывают его. Утверждает ГТН главный инженер геологоразведочной экспедиции или партии. В геолого-техническом наряде должны быть предусмотрены и отражены проектные и фактические данные по всем позициям наряда. Фактические данные систематически записывают в наряд буровой мастер и геолог, по мере углубления скважины.
Наряд по данной скважине приведён на следующей странице.
(таблицу не забудьте начертить)
　
　
　
　
7. Ликвидация скважин
После окончания бурения и проведения необходимых исследований каждая скважина должна быть закрыта (ликвидирована). Работа по ликвидации скважин предусматривают следующие цели: необходимо исключить обводнение продуктивных горизонтов пластовыми водами, что очень важно при последующей добыче полезных ископаемых, а также предотвратить смешение вод различных водоносных горизонтов. Последнее играет большую роль по охране от загрязнения многих водоносных горизонтов, если учесть, что во многих местах верхние водоносные горизонты уже являются загрязненными. При пересечении скважиной напорных водоносных горизонтов происходит самоизлив воды, а это приводит к большим тратам водных запасов.
Разрешение на закрытие скважины дает геолог партии или экспедиции. Основанием для закрытия скважины является выполнение поставленной задачи, а также возникновение тяжелых аварий и осложнений в скважине, вследствие чего дальнейшее ее бурение становится невозможным.
Перед закрытием скважины производят контрольный замер глубины, инклинометрию, каротаж, гидрогеологические исследования. В дальнейшем выполняют следующие работы: извлекают на скважины обсадные трубы; надежно перекрывают водоносные горизонты; ствол скважина заливают
густым глинистым раствором; надежно перекрывают устье скважины путем прочной забивки деревянного столба или обсадной трубы с пробкой; устанавливают опознавательный знак, на котором несмываемой краской отмечают номер и глубину скважины и наименование организации, проводившей бурение, дату начала и окончания бурения; наносят устье скважины на карту района работ с привязкой к существующей сети триангуляции; составляют акт о закрытии (ликвидации) скважины.
При закрытии скважины необходимо принять все меры к извлечению обсадных труб. Оставлять трубы в скважине можно только в случае необходимости (для перекрытия водоносных горизонтов, сохранения ствола и т.д.).
Методы и приемы перекрытия водоносных горизонтов разрабатываются на месте в зависимости от свойств пород и интенсивности водопроявлений.
К ликвидационному тампонажу предъявляют большие требования, так как это связано с охраной недр. Студенту необходимо выбрать наиболее эффективный способ изоляции водоносных и рудных горизонтов.
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
Искривление скважины.
В данной работе необходимо посчитать искривление, при заранее известной интенсивности искривления.
Интенсивность – это количественное изменение азимутального и зенитного угла, которое представляет отношение приращений зенитного или азимутального угла на определённом интервале ствола к длине этого интервала. Обозначается как J.
Посредством простейших геометрических вычислений можно найти координаты после искривления.
В данном варианте J=0.07. Искривляются 2,3,4 интервалы скважины.
Далее приведён расчёт искривления:
　
Для первого интервала:
Z(1) = h(1) = 15 м
Для искривляющихся скважин:
R=57.3/J = 57.3/0.07 = 818.57
h = h(2) + h(3) + h(4) = 50 м
Q = J * h = 0.07 * 50 = 3.5
Z(2) = R * sinQ = 818.57 * 0.0610 = 49.9
X(2) = R ( 1- cosQ ) = 818.57 * 0.0019 = 1.56
Для оставшихся интервалов:
h = h(5) + h(6) = 35 м
Z(3) = h * cosQ = 34.9
X = h * sinQ = 2.14«на вынос»;полуавтоматические элеваторы типа М3 50-80-2, ЭН2-20 в комплекте с наголовниками стержневого типа, элеваторы Урал-2, Урал-12, Э18/50 при использовании бурильных труб с кольцевыми проточками в муфте замка.