Выбор и обоснование способа бурения.

В данном геологическом разрезе целесообразнее использовать вращательный способ бурения. Так как вращательный способ применяют и при бурении разрезов с небольшими по мощности слоями трещиноватых пород, в которых использовать ударно-вращательный способ вследствие вывалов кусков пород под воздействием ударных импульсов невозможно.

Так как данная скважина предполагает поиск и предварительную разведку, то требуется взять керн по всей глубине скважины, поэтому следует применять колонковый способ бурения. Достоинствами колонкового способа являются возможность извлекать образцы горных пород, бурить скважины с относительно небольшим искривлением, бурить скважины на значительную глубину с относительно не высоким расходом энергии.

Вследствие того, что мы имеем несложный геологический разрез, и относительно непрочные слагающие его горные породы более целесообразным будет применение твердосплавного способа бурения, так как алмазные коронки имеют малый выход режущей кромки алмаза, что резко уменьшает механическую скорость бурения в рыхлых и мягких породах. В отличие от алмазных коронок, твердосплавные коронки имеют больший выход резца, что позволяет ему более глубже внедрятся в породу. Наиболее целесообразнее использовать твердосплавные коронки типа CМ-6, как наиболее подходящие для бурения в данных условиях. Диаметры коронок 93 мм для первой ступени и 76 мм для второй ступени.

Выбор конструкции скважины.

Геологический разрез представлен в основном осадочными породами. В данном разрезе имеется одна усложненная зона. Она находиться на интервале от 0 до 10 метров, на данном участке возможно обрушение стенок скважины из за рыхлого делювия.

Общую глубину скважины берём равной 500 метрам. К этой глубине добавляем еще 1,5 метра, для достоверности подсечения подошвы и возможности исследования пласта геофизическими приборами.

Стоит заметить, что главным показателем совершенства конструкции скважины является ее простота. Для конструкции данной скважины наиболее рационально выбрать 2 ступени, как минимально возможное число для исследуемого геологического разреза. Конечная ступень скважины будет в интервале 10-500 метров, диаметром 76 мм. Первая ступень будет находиться в интервале от 0 до 10 метров, диаметр второй ступени возьмем, на размер больше чем диаметр предыдущей ступени, равный 93 мм.

Обсадные трубы применяются для закрепления неустойчивых стенок скважины, восстановления циркуляции промывочной жидкости и разъединения пластов горных пород. В соответствии с данной конструкцией скважины потребуется одна колонна обсадных труб для укрепления стенок скважины на глубине от 0 до 10 м диаметром 89 мм, плюс 2 м для закрепления трубы в монолитной толще, одновременно она будет использоваться как направляющая. Применять будем обсадные трубы ниппельного соединения, длиной 4500 мм. Башмаки обсадных колон, с целью герметизации зазора между стенкам скважин и обсадными трубами, следует зотампонировать цементным раствором, а сверху на трубы установить пеньковые сальники.

Техническая характеристика обсадной трубы:

Выбор бурового снаряда и оборудования

Породы, слагающие разрез чередуются по устойчивости, поэтому для повышения качества выхода керна, придется использовать одновременно одинарный и двойной колонковый снаряд высокооборотного твердосплавного бурения, меняя их на определенной глубине. Эти снаряды отличаются простотой конструкции и использование любых промывочных жидкостей. Они позволяют повышать механическую скорость бурения при высоком качестве опробования.

Бурить будем с прямой промывкой технической водой. Исключая зоны переслаивания угля. Об этом подробнее ниже.

Забойный снаряд для бурения первой ступени скважины состоит из твердосплавной буровой коронки СМ6 диаметром 93 мм, кернорвателя, калибровочного расширителя, одинарной колонковой трубы диаметром 89 мм, переходника с колонковой трубы на бурильные трубы П1.

Бурильная колонна должна соответствовать выбранной конструкции скважины диаметром 93 мм. Для высокооборотного бурения скважин диаметром 93 мм рекомендуется использовать стальные бурильные трубы муфто-замкового соединения диаметром 60,3 мм, длиной 4500 мм.

Для подачи промывочной жидкости в бурильную колонну выбираем сальник типа СА.

Снаряд будет использован на глубинах от 0 до 13 м.

Забойный снаряд для бурения второй ступени скважины состоит из твердосплавной буровой коронки СМ6 (коронка применяется для бурения пород средней твердости, относящимся к IV-VII категориям по буримости, рис. 1) диаметром 76 мм, кернорвателя, калибровочного расширителя, одинарной колонковой трубы диаметром 73 мм, переходника с колонковой трубы на бурильные трубы П1.

Рекомендуется использовать бурильные трубы муфто-замкового соединения диаметром 50 мм, длиной 4500 мм. А так же применить утяжеленные бурильные трубы (УБТ) для уменьшения изнашивания и повышения надежности работы растянутой части бурильной колонны, расположенной над УБТ.

Технические характеристики колонковой трубы:

Характеристика коронки СМ-6: