3.2. Выбор оборудования и инструментов для ликвидации аварий.

Наиболее характерными и часто встречающимися авариями при бурении являются: обрыв и прихват снаряда, прижег коронки.

Выбор аварийного инструмента производится исходя из опыта выполнения подобных ликвидационных работ.

1. Метчики ловильные Д-57;

2. Колокола ловильные А-76;

3. Гидравлический труборез труболовка ТТ-59;

4. Метчик коронка МК-59;

5. Магнитная ловушка МЛ-59;

6. Вибратор забойный ВЗ-2;

7. Домкрат гидравлическийДГ-40;

8. Ударные бабы весом 150 и 160 кг.

Большую роль в успешной ликвидации аварии играет быстрота при проведении ликвидационных работ.

4.Технология бурения.

4.1.Выбор очистных агентов.

В верхнем интервале от 0 до30 м. Неустойчивая горная порода IV-VI категории по буримости. В следствии того, что бурение происходит в условиях вечной мерзлоты, для предотвращения растепления, и как следствие этого, обрушения стенок скважины бурение производим в сухую.

В интервале от 30 до 300 метров разрез представлен крепкими породами VII-IX категории по буримости. Так как в этом интервале мы используем, по проекту, высокооборотное алмазное бурение то целесообразней использовать эмульсионные растворы. Эмульсионные снижают вибрацию бурового снаряда, трение, износ бурильных труб и обладают высокой несущей способностью.

В качестве контрольно-измерительных приборов, для определения качества эмульсионных растворов, применяются специальные колбы для определения содержания масла в эмульсии и для определения концентрации эмульсии.

Количество промывочной жидкости при колонковом бурении рассчитывают по формуле:

VP=KCVPL м3;

Где :

VP=(7.4-6.3)Д2 – расход бурового раствора на 1 метр скважины, диаметром Д;

L  общий метраж скважины с применением данного раствора;

КС  коэффициент сложности по группам, принимаем КС=2.

VP=2*5*592*300= 10443000 м3.

4.2. Выбор породоразрушающих инструментов и технологических режимов бурения.

Забурку скважины на интервале 0- 30 м. следует осуществлять шарошечным долотом. Далее, на интервале 3-30м. бурение производят коронкой СМ5 диаметром 76 мм. Осевую нагрузку на коронку определяют по формуле:

C=mP, Н

Где:

m- число резцов в коронке, для коронки СМ5 диаметра 76 мм. m=16,

Р-удельная нагрузка на резец, принимаем 1.0 кН.

С=6*1.0=6.0 кН

Частота вращения коронки рассчитывается по формуле:

n=38.2υ0/(D1-D2) об/мин.

Где:

υ0 – окружная скорость коронки, принимаем 0,8 м/с.

D1 и D2 - наружный и внутренний диаметры коронки по резцам, для коронки СМ5 – 76 мм D1= 76мм, D2=59мм=0.059м.

n=38.2*0,8/(0,076+0,059)=226 об/мин.

Расход промывочной жидкости определяется по формуле:

Q=gD1 л/мин;

Где: g – удельный расход жидкости на один сантиметр диаметра коронки, принимаем 12 л/мин по таблице 3[8] для VI категории по буримости.

Q=12*7.6= 91,2 л/мин.

В интервале от 30 до 300 метров породы абразивные, монолитные VII-IX категории по буримости. По таким породам эффективна алмазная коронка А4ДП диаметром 59 мм.

Осевую нагрузку на коронку рассчитывают по формуле:

С=pS, H;

Где:

р- удельная нагрузка на 1 см2 торца коронки;

S- площадь торца коронки

Удельную нагрузку, по монолитным породам, рекомендуется принимать 1 кН/см2.

Площадь торца коронки составит:

S=πD2H/4- πD2B/4 см2;

D1=5.9cm, D2=4.2cm.

S=3.14(5.92-4.22)/4=13 cm2

C=1.0*13=13kH.

Частота вращения коронки рассчитывается по формуле:

n=38.2υ0/(D1-D2) об/мин.

Где:

υ0 – окружная скорость коронки, м/с.

D1 и D2 - наружный и внутренний диаметры коронки по резцам, для коронки СМ5 – 76 мм D1= 59мм, D2=42мм=0.042м.

Окружную скорость по этим породам следует принимать согласно рекомендациям ВИТР 4-4.5 м/с. Для высокоскоростного бурения принимаем максимальное значение 4.5 м/с.

n=38.2*4,5/(0,059+0,042)=1562,7 об/мин.

Расход промывочной жидкости можно рассчитать по формуле:

Q=π(D2-d2)υл/4, об/мин;

Где: D,d – диаметр коронки и бурильных труб, м.

υл- скорость восходящего потока промывочной жидкости м/с. рекомендуется 0,35-0,6. При бурении абразивных пород с промывкой скважины промывочной жидкостью малой вязкости скорость восходящего потока принимают по максимуму 0,6 м/с. Тогда

Q=3,14(0,0592-0,0542)0,6/4=26 л/мин.

Для бурения скважин диаметром 59 мм по абразивным породам ВИТР рекомендует принимать 25-35 л/мин.

На интервале 80-87 м разрез представлен породами повышенной трещиноватости IX категории по буримости. На этом интервале идет интенсивное поглощение промывочной жидкости. Для бурения используем одинарный колонковый снаряд с алмазной коронкой А4ДП диаметром 59 мм

Осевую нагрузку рассчитываем по формуле:

С=pS, H;

р=0,9 кН/см2, S=13см2

С=0,9*13=11,7 кН;

Частоту вращения по абразивным трещиноватым породам понижают в зависимости от степени трещиноватости( для сильно трещиноватых до 180- 200 об/мин). Вследствие того, что породы устойчивые принимаем на этом интервале частоту вращения принимаем 600 об/мин.

Расход промывочной жидкости можно рассчитать по формуле:

Q=π(D2-d2)υл/4, об/мин;

Где: D,d – диаметр коронки и бурильных труб, м.

υл- скорость восходящего потока промывочной жидкости.

Q=3.14(0.0592-0.0542)*0.75/4=33 л/мин.

По рекомендации ВИТР принимаем Q=40 л/мин.

5.Тампонирование скважин.

В геологическом разрезе имеется зона осложнений, в интервале 80-87м. В этой зоне залегают трещиноватые Кварцево-жильные образования. На этом интервале возможно поглощение промывочной жидкости. Величина раскрытия трещин δ=3мм., интенсивность поглощения частичное, подземные воды отсутствуют. При тампонировании данного интервала можно использовать цементные растворы и их разновидности: глинистые и полимерные пасты, синтетические смолы. Задачей тампонирования является кольматация трещин на данном интервале разреза. Связи с величиной раскрытия трещин δ=3мм. и с экономической точки зрения целесообразней всего использовать глинисто-цементную смесь, в качестве используем опилки как наиболее доступные и дешёвые.

Рассчитываем объем тампонажной смеси требуемой для кольматации зоны осложнения по формуле

VP=K[πD2(N+h0+h1)/4] м3;

Где: К- коэффициент, зависящий от радиуса проникновения смеси(1-5) проектом предусматривается К=2;

D- диаметр скважины, м;

N- мощность трещиноватой зоны N=7м;

h0,h1- мощность заполнения раствором выше и ниже мощности трещиноватости пласта h0=h1=3м.

VP=2[3,14*0,0592(7+3+3)/4]=0,087 м3;

Состав сухой смеси: глины-60%, цемента-20%, опилок-10%, воды-10%.

Количество сухой смеси для приготовления тампонажного раствора определяем по формуле:

Gcc=VP/[∑(ai/pi)+m∑(bi/pi)] т;

Где: VP-объем тампонажной смеси;

∑(ai/pi)-отношение массовых долей к плотности компонентов в сухой смеси;

∑(bi/pi)-отношение массовых долей компонентов жидкости к их плотности;