Курсовий проект розвідувального буріння

Метою курсового проектування є закріплення, поглиблення і узагальнення знань, отриманих студентами щодо теоретичного курсу «Разведочное буріння»; придбання навичок для самостійного вирішення конкретних завдань із технологій і техніці буріння свердловин за вмілим використанням досягнень науково-технічного прогресу і передового досвіду в геологоразведочном справі; підготовка до завершального етапу навчання — складання дипломного проекту. З іншого боку, у процесі курсового проектування, студенти набувають навичок самостійної творчої праці із навчальною, довідкової та спеціальної науково-технічної литературой.

Запропоновані технічні рішення на курсовому проекті передбачають застосування як серійного і перспективного устаткування, інструментів, матеріалів, КИПов відповідно до вимогами діючих Держстандартів, будівельних і правил (БНІП), «Правил безпеки при геологорозвідувальних роботах» та інших тих нормативних документів. Ухвалені рішення обгрунтовані чи підкріплені необхідними расчетами.

Курсової проект складається з пояснювальній записки, графічного матеріалу і додатків. Обов’язковою додатком до курсовому проекту є геолого-технический наряд (ГТН) на буріння скважины.

Вибір та обґрунтування способу бурения.

У цьому геологічному розрізі доцільніше використовувати обертальний спосіб буріння. Оскільки обертальний спосіб застосовують і за бурінні розрізів з невеликими за проектною потужністю верствами тріщинуватих порід, у яких використовувати ударно-вращательный спосіб внаслідок вывалов шматків порід під впливом ударних імпульсів невозможно.

Оскільки дана свердловина передбачає пошук і освоєння попередню розвідку, то потрібно взяти керн у всій глибині свердловини, тож слід застосовувати колонковый спосіб буріння. Достоїнствами колонкового способу є змогу витягати зразки гірських порід, бурити свердловини за відносно невеликим перекрученням, бурити свердловини на значну глибину з відносно не високим витратою енергії.

У результаті те, що маємо нескладний геологічний розріз, і щодо неміцні слагающие його гірські породи доцільніше буде застосування твердосплавного способу буріння, оскільки діамантові коронки мають малий вихід що краючою крайки алмазу, що різко зменшує механічну швидкість буріння пухких і м’яких породах. На відміну від діамантових коронках, твердосплавні коронки мають більший вихід різця, що дозволяє понад глибше упровадяться в породу. Найбільш доцільніше використовувати твердосплавні коронки типу CМ-6, як найбільш підходящі для буріння умовах. Діаметри коронках 93 мм перша сходи й 76 мм для другого ступеня.

Вибір конструкції скважины.

Геологічний розріз представлено основному осадовими породами. У цьому розрізі маємо одну ускладнена зона. Вона перебувати на інтервалі від 0 до 10 метрів, цьому ділянці можливо завалення стінок свердловини з за пухкого делювия.

Загальну глибину свердловини беремо рівної 500 метрів. До тій глибині додаємо ще 1,5 метри, для достовірності подсечения підошви й можливості дослідження пласта геофізичними приборами.

Слід зазначити, головним показником досконалості конструкції свердловини є його простота. Для конструкції даної свердловини найбільш раціонально вибрати 2 щаблі, як мінімально можливу кількість для досліджуваного геологічного розтину. Кінцева щабель свердловини буде зацікавлений у інтервалі 10−500 метрів, діаметром 76 мм. Перша ступінь перебуватиме у інтервалі від 0 до 10 метрів, діаметр другого ступеня візьмемо, на розмір більш ніж діаметр попередньої щаблі, рівний 93 мм.

Обсадные труби застосовуються закріплення нестійких стінок свердловини, відновлення циркуляції промывочной рідини і роз'єднання пластів гірських порід. Відповідно до даної конструкцією свердловини знадобиться одна колона обсадних труб задля зміцнення стінок свердловини на глибині від 0 до 10 м діаметром 89 мм, плюс 2 м. для закріплення труби в монолітною товщі, одночасно вона використовувати як спрямовуюча. Застосовувати будемо обсадные труби ниппельного сполуки, довжиною 4500 мм. Черевики обсадних колон, з єдиною метою герметизації зазору між стінок свердловин і обсадними трубами, слід зотампонировать цементним розчином, а згори на труби встановити пенькові сальники.

Технічна характеристика обсадной трубы:

Зовнішнє діаметр труби, мм.

Товщина стінки труби, мм.

5,0.

Маса 1 м труби, кг.

10, 4.

Довжина труби, мм.

1500;3000;4500;6000.

Вибір бурового снаряда і оборудования.

Породи, слагающие розріз чергуються по стійкості, для підвищення якості виходу керна, доведеться використовувати одночасно одинарний і подвійний колонковый снаряд высокооборотного твердосплавного буріння, змінюючи їх у певної глибині. Ці снаряди відрізняються простотою конструкції і будь-яких промывочных рідин. Вони дозволяють підвищувати механічну швидкість буріння за вищого ролі опробования.

Бурити будемо з прямою промиванням технічної водою. Виключаючи зони переслаивания вугілля. Про це докладніше ниже.

Забійний снаряд для буріння першому місці свердловини складається з твердосплавних бурової коронки СМ6 діаметром 93 мм, кернорвателя, калибровочного расширителя, одинарної колонкової труби діаметром 89 мм, переходника з колонкової труби на бурильні труби П1.

Бурильная колона має відповідати обраної конструкції свердловини діаметром 93 мм. Для высокооборотного буріння свердловин діаметром 93 мм рекомендується використовувати сталеві бурильні труби муфто-замкового сполуки діаметром 60,3 мм, довжиною 4500 мм.

Для подачі промывочной рідини в бурильную колону вибираємо сальник типу СА.

Снаряд буде використано на глибинах від 0 до 13 м.

Забійний снаряд для буріння другого ступеня свердловини складається з твердосплавних бурової коронки СМ6 (коронка застосовується для буріння порід середньої твердості, які належать до IV-VII категоріям по буримости, рис. 1) діаметром 76 мм, кернорвателя, калибровочного расширителя, одинарної колонкової труби діаметром 73 мм, переходника з колонкової труби на бурильні труби П1.

Рекомендується використовувати бурильні труби муфто-замкового сполуки діаметром 50 мм, довжиною 4500 мм. Однак ж застосувати утяжеленные бурильні труби (УБТ) зменшення зношування і підвищення надійності роботи розтягнутої частини бурильной колони, розташованої над УБТ.

Під час зустрічі зі слоём вугілля змінюватимемо забійний снаряд на подвійний колонковый снаряд. Подвійні колонковые снаряди застосовують у породах і корисних копалин, дають поганий вихід керна. Нам найбільше доцільніше використовувати такий снаряд під назвою ДонбассНИЛ-II (рис. 2). При бурінні по м’яким вугілля твердосплавная коронка цього снаряда, внутрішній невращающейся трубі, має вертикальне переміщення, врізується до забою як кільцевої штамп. Під час зустрічі міцнішого породного прослоя під впливом зрослого осьового зусилля включається фрикцион, який передає крутний момент на внутрішню керноприемную трубу з твердосплавних коронкою, забезпечуючи, в такий спосіб, буріння міцних порід обертальним способом. Осьова навантаження коронку при бурінні за вугілля 4000−6000 М. При бурінні ДКС «Донбас НІЛ» коронками 76 мм рекомендується дотримуватися наступного режиму:

Витрата бурового розчину, л/мин 50−70.

Частота обертання снаряда, об./хв 100−150.

Для буріння свердловини ми застосовувати бурову установку УКБ-500/800. Бурова установка УКБ-500/800 варта буріння вертикальних і похилих (90—60°) геологорозвідувальних свердловин на тверді корисні копалини глибиною до 800 м алмазними коронками діаметром 59 мм до 500 м твердосплавними коронками діаметром 93 мм до 500 м. Бурова установка полягає «з бурового верстата СКБ-5, бурової щогли МБТ-5 з повним правом труборазворота РТ-1200 М, грузоподъемных приладь (элеватор-50, елеватор 50/54, вертлюг-пробка-50, вертлюг-пробка-54, напівавтоматичні елеватори типу ЭН-12 і насосна установка НБЗ-120/40), контрольно-вимірювальна апаратура, транспортна база ТБ-15.

Бурової верстат СКБ-5 (рис 3) має всі основні функціональні вузли, як і верстат СКБ-4. Але він відрізняється від цього тим, що у верстаті СКБ-5 немає такої традиційного вузла, як кобура. Усі вузли: електродвигун, лебідка, вращатель-лебедка съемного керноприемника — розміщені і закріплені на корпусі коробки зміни передач. Остання своїми опорними площинами лежить на жіночих направляють рами верстати й переміщається ними під час розтину гирла свердловини за допомогою гидроцилиндра. Закріплення верстати на будь-якому положенні на рамі виробляється автоматично з допомогою гидрозамка. Відмова від станини дозволив зменшити довжину кінематичних ланцюжків отже, підвищити надійність і жорсткість верстата. Підвищення жорсткості знижує вібрації при бурінні. З іншого боку, гідросистема верстата СКБ-5 змонтована на виносному пульті, що забезпечує зручний доступ обслуговування і ремонту як гідросистеми, а й верстати на цілому. На пульті управління (рис) розміщені оперативні кнопки управління двигуном верстата, маслонасоса, гідросистеми, бурової насосної установки. Саме там встановлено кнопка загального стопа, прилади контролю осьової навантаження на породоразрушающий інструмент, амперметр і манометри гідросистеми.

Бурової верстат має вісім частот обертання шпинделі буде в діапазоні 120—150 об./хв, два гидроцилиндра подачі, два затискних гидропатрона, автоматичний перехоплення шпинделя на провідною трубі, регулятор швидкості подачі, включений і поршневі порожнини гидроцилиндров. Усе це забезпечує можливість роботи верстати на оптимальному режимі. Для контролю над параметрами процесу буріння верстат комплектується четырехканальной контрольно-вимірювальної системою КУРС-411, має канали для виміру наступних параметрів: осьової навантаження на породоразрушающий інструмент, механічної швидкості буріння, витрати і тиску промывочной жидкости.

Бурове будинок, установки — контейнерного типу. Воно зібрано з трехслойных алюмінієвих панелей, має електричну систему обігріву і автономну систему водопостачання (бак, насос, водонагреватель).

Бурова щогла БМТ-5 є одно-стержневую трубчасту систему, стовбур якої шарнірно спирається на портал аркового типу. Щоб надати стійкості щоглі стовбур її раскреплен подовжнім і поперечним раскосами. Піднесення і опускання щогли виробляються з допомогою гідравлічних цилиндров.

Бібліографічний список.

Р.М. Скрябін, Г. А. Свєшніков «Методичні вказівки. Разведочное буріння» ЯГУ, 2001.

Шамшев Ф.А., Тараканов С., Кудряшов Б. Б. та інших «Технологія і розвідницького буріння» Надра, 1983.

Воздвиженський В.І. «Разведочное буріння» Надра, 1979.

Козловський Е.А. «Довідник інженера з буріння геологорозвідувальних свердловин у два т.» Надра, 1984.

Геологічна часть.

Технічна часть.

Інтервал, м.

Литологичесий разрез.

Від, м.

До, м.

Потужність, м.

Гірські породы.

Категория.

Кут нахилу свердловини.

Можливі осложнения.

Вихід керна, %.

Діаметр та глибина свердловини, мм.

Діаметр та глибина спуску обсадних труб, мм.

Потужність зони тампонирования.

Типи й розміри породоразрушающего инструмента.

Режим бурения.