Вибір способу буріння та бурової установки

Буріння — процес спорудження гірничого вироблення циліндричної форми — свердловини, шпуру або шахтного ствола — шляхом руйнування гірських порід на забої. Буріння здійснюється, як правило, в земній корі, рідше в штучних матеріалах (бетоні, асфальті та ін.). У ряді випадків процес буріння включає кріплення стінок свердловин (як правило, глибоких) обсадними трубами із закачуванням цементного розчину в кільцевий проміжок між трубами і стінками свердловин.

Класифікація способів буріння. По характеру руйнування породи, вживані способи буріння діляться на: механічні - буровий інструмент безпосередньо впливає на гірську породу, руйнуючи її, і немеханічні - руйнування відбувається без безпосереднього контакту з породою джерела дії на неї (термічне, вибухове та ін.). Механічні способи буріння підрозділяють на обертальні і ударні (а також обертально-ударні і ударно-обертальні). При обертальному бурінні порода руйнується за рахунок обертання притиснутого до забою інструменту. Залежно від міцності породи при обертальному бурінні застосовують буровий породоразрушающий інструмент різального типу (долото бурове і коронка бурова); алмазний буровий інструмент; коронки дробів, руйнуючи породу за допомогою дробу (буріння дробу).

Ударні способи буріння розділяються на: ударне буріння або ударно-поворотное (буріння перфораторами, у тому числі з зануреними, ударно-канатне, штангове і тому подібне, при яких поворот інструменту виробляється в момент між ударами інструменту по забою); ударно-обертальне (занурюючими пневмоі гідроударниками, а також буріння перфораторами з незалежним обертанням), при якому удари ідуть по інструменту, що безперервно обертається; обертально-ударне, при якому породоруйнуючий буровий інструмент знаходиться під великим осьовим тиском в постійному контакті з породою і руйнує її за рахунок обертального руху по забою і ударів, що періодично завдаються по ньому. Руйнування порід забою свердловини виробляється по усій його площі (буріння суцільним забоєм) або по кільцевому простору з витяганням керна (колонкове буріння).

Видалення продуктів руйнування буває періодичне за допомогою желонки і безперервне шнеками, витими штангами або шляхом подачі на забій газу, рідини або розчину (глинистий розчин). Іноді буріння підрозділяють за типом бурового інструменту (шнекове, штангове, алмазне, шарошкове і так далі); за типом бурової машини (перфораторне, пневмоударное, турбінне і так далі), по методу проведення свердловин (похиле, кущове і так далі).

Технічні засоби буріння складаються в основному з бурових машин (бурових установок) і породоруйнуючого інструменту. З немеханічних способів набуло поширення для буріння вибухових свердловин в кварцевмісних породах термічне буріння, ведуться роботи по впровадженню вибухового буріння У моєму випадку я застосовватиму спеціалізовану бурову установку на воду яка має наступну абривіатуру — 1ба-15 В ((вона відповідає установці ту 26−02−664−75 угб-4впп) включає базову установку урб-за2 і компресорно-силовий блок (рис. 4. 1.)).

Установка урб-за2 відноситься до класу самохідних установок роторного типу. Вона змонтована на рамі автомобіля маз-500а.

До складу її входить:

• 1) ротор з прохідним отвором, рівним 410 мм;
• 2) однобарабанна лебідка з фрикційною дводисковою муфтою і безпечною котушкою;
• 3) чотиришвидкісна коробка передач
• 4) буровий насос нб 12−63−40;
• 5) генератор потужністю г, квт;
• 6) щогла двосекційна, спуск і підйом забезпечуються двома гідродомкратами;
• 7) механізм примусової подачі бурового інструменту на забій, що складається з двох гідроциліндрів, розміщених на щоглі, і гідравлічного затискного пристрою провідної бурильної труби;
• 8) глиномішалка з електроприводом;
• 9) система жолоба.

Управління:

• 1 — буровий агрегат;
• 2 — компресорно-силовий блок;
• 3 — карданна передача блокування силових блоків;
• 4 — причіп з бурильними трубами;
• 5 — глинохозяйство, 6 насосно-силовий причіп.

Усіма основними механізмами бурового агрегату — пневматичне з дублюванням.

Компресорно-силовий блок призначений для здійснення назад-всмоктуючого промивання при бурінні і виробництві відкачувань води зі свердловини ерліфтом. У агрегаті забезпечується блокування основного осоловілого блоку з силовим насосним або компресорним блоком, чим досягаються висока надійність роботи і передача потужності в будь-якому необхідному напрямі. Агрегат 1ба-15 В укомплектовується вантажопідйомним пристроєм для виробництва ремонтних робіт, пристосуваннями для винесення бурильних труб, обмежувачем підйому талевого блоку і т. д. Йому надаються також укриття з прогумованої тканини на металевому каркасі для бурової установки і компресорно-силового блоку. Буровий агрегат 1ба-15 В забезпечує обертальне буріння як з прямою, так і із зворотним промиванням.

Коротка технічна характеристика бурових агрегатів 1ба-15 В і увб- 600 і урб-2а2.

Ударно-механічне буріння на воду застосовують в районах, недостатньо вивчених в гідрогеологічному відношенні, з низьким тиском пласта, де дуже складно організувати подачу води до установок обертального буріння або там, де кліматичні умови утрудняють застосування обертального способу із-за необхідності утеплення бурових і при бурінні свердловин з, великим початковим діаметром — 500 мм і більше.

Гідністю цього способу буріння є те, що розкривані водоносні горизонти не засмічуються і не кальматуються циркулюючим по свердловині, промивальним розчином спостереження за положенням рівня води у свердловині в процесі буріння дозволяє своєчасно виявити водоносний гори парасолька. Погрішність у встановленні межі залягання водоносного горизонту цим способом складає ±(0,5- 1) м При цьому легко встановлюються усі розкривані водоносні горизонти, забезпечується висока якість випробування водоносного пласта. Дебіт свердловини, як правило, вище свердловин, пройдених обертальним способом з промиванням глинистим розчином.

До недоліків ударно-механічного способу буріння можна віднести:

• 1) велика витрата обсадних труб (що пояснюєте і малою величиною виходу наступної колони з-під баш маку попередньої), яка зазвичай складає 25−30 м, а при застосуванні спеціальних способів посадки труб до 50−70 м,
• 2) відносно малу глибину буріння свердловин;
• 3) низьку технічну і комерційну швидкості буріння;
• 4) високу вартість 1 м буріння;
• 5) можливість деякого ущільнення порід в зоні водоносного горизонту при неправильно нормованій технології буріння, що може вплинути на зниження дебіта свердловини.

При спорудженні свердловини на воду за допомогою ударно-канатного верстата виробляються наступні операції: руйнування породи на забої (довбане), чищення свердловини від бурового шламу і кріплення стінок свердловин обсадними трубами усі ці операції розділені в часі. До того ж пройти тривалий час роботи долота на забої складає невелику долю від часу, необхідного на проходку свердловини. Цим пояснюються нижчі техніко-економічні показники ударно-канатного буріння в порівнянні з обертальним.

Ударно-канатним способом зазвичай проходять свердловини початкового діаметру 200−900 мм і завглибшки 100−150 м, іншому в дуже складних геологічних умовах.

Відповідно до виконуваних операцій при бурінні свердловин верстат ударно-канатного буріння має наступні основні вузли:

• 1) довбальна частина;
• 2) інструментальний ба-рабан;
• 3) барабан желонки;
• 4) головний вал, від якого приводяться в дію перераховані вузли.

У верстатах, розрахованих, на буріння глибоких свердловин, є ще один вузол — талевий барабан для спуску і підйому колон обсадних труб. Усі основні вузли, щогла і двигун, монтуються на загальній рамі верстата.

Загальна схема бурової установки для ударно-канатного буріння.

Буровий верстат забезпечений щоглою 2 і двигуном 6, який встановлений на загальній рамі верстата. Ударний снаряд підвішений на канаті, який через головний ролик 1, відтяжний ролик 4 і направляючий ролик 5 йде до інструментального барабана 7. Снаряд при довбаному піднімається і скидається за допомогою відтяжного механізму верстата. При русі відтяжного ролика 4 вниз ударний снаряд підводиться над забоєм, при русі цього ролика вгору снаряд під дією власної ваги падає вниз, руйнуючи породу на забої.

У міру поглиблення і нажини бурильний канат ii підбурюють з інструментального барабана, здійснюючи подачу долота. Пробуривши деяку ділянку свердловини, припиняють довбане і приступають до її чищення. Цю операцію виконують желонкою, що спускається у свердловину на канаті желонки з барабана желонки.

Після чищення свердловини продовжують довбане або приступають до кріплення свердловини нестійкі її стінки.

Закріплюють обсадними трубами. Важкі колони труб спускають у свердловину з талевого барабана верстата, яким обладналися деякі верстати.