Проект разведочной скважины глубиной 540 метров
Введение
В ходе проектирования разведочной скважины были проработаны следующие вопросы:
1) целевое задание и геологические условия бурения;
2) выбор и обоснование способа бурения;
3) выбор и обоснование конструкции скважины;
4) выбор бурового оборудования (станок, насос, мачта, двигатель);
5) выбор породоразрушающих наконечников;
6) выбор промывочной жидкости;
7) определение параметров режима бурения;
8) мероприятия по повышению выхода керна;
9) меры борьбы с искривлением скважин, замеры искривления;
10) проверочные расчеты выбранного оборудования, инструмента и технологии бурения;
11) мероприятия по технике безопасности;
Графическим приложением проекта является геолого-технический наряд на бурение скважины.
Целевое задание и геологические условия бурения
По данным задания проводится бурение разведочной скважины глубиной 540 м.
По категориям по буримости встречаются следующие породы – III (суглинок с примесью до 20% мелкой (до 3 см) гальки и щебня), VI (сланцы кварцево-хлорит-серицитовые трещиноватые), VIII (сланцы окремненные кварцево-хлоритовые), X (мелкозернистые граниты), VI (дуниты), VII (рудная зона), VI (дуниты).
Рудная зона представлена хромитами, находится на глубине 500 м., с мощностью 30 м.
Угол наклона скважины 85 °.
Выбор способа бурения
Учитывая характеристики пород (категория по буримости, абразивность, прочность, упругость, пластичность и т.д.) геологические особенности месторождения и опыт бурения в данном районе, предлагаются следующие способы бурения:
1) от 0 до 180 м – бескерновое бурение шарошечным способом;
2) от 180 до 380 м – алмазное бурение импрегнированными коронками;
3) от 380 до 540 м – твердосплавное бурение;
Бурение верхней части разреза будет производиться бескерновым способом, как более производительное, до глубины 180 м, далее для уточнения геологического разреза будет применяться твердосплавное и алмазное бурение с отбором керна.
Выбор и обоснование конструкции скважины
С целью предохранения устья скважины от размыва предполагается установка направляющей трубы до глубины 10 м. Диаметр скважины – 76 мм, диаметр направляющей трубы – 73 мм.
Слой трещиноватых кварцево-хлорит-серицитовых сланцев, осложненных поглощением требует установки обсадной трубы длиной 180 м диаметром – 57 мм, при диаметре скважины – 59 мм. По гранитам, дунитам и хромитовой руде производится бурение диаметром – 46 мм без установки обсадных труб с отбором керна диаметром 36 мм в интервале глубин от 180 м до 540 м.
При выборе параметров конструкции скважины учитывались конечный диаметр скважины, геолого-технические условия, цели и способы бурения.
Учитывая минимально допустимый диаметр керна хромитовой руды – 22 мм при диаметре скважины – 36 мм, бурение ввиду возможных осложнений в скважине предлагается осуществлять конечным диаметром – 46 мм.
В скважину предлагаемой конструкции проходят все геофизические приборы, необходимые для проведения исследований, в том числе и инклинометры.
Выбор бурового инструмента
Буровая установка была выбрана в соответствии с глубиной и конструкцией скважины, а также способом бурения.
Учитывая, глубину скважины целесообразно использовать:
- буровую установку УКБ – 5П;
- буровой станок СКБ – 5;
- буровой насос НБ 120/40
Техническая характеристика буровой установки с гидравлической подачей УКБ – 5П
Глубина бурения, м: - при конечном диаметре скважины 93 мм - при конечном диаметре скважины 59 мм |
500 800 |
Начальный диаметр скважины, мм |
151 |
Диаметр бурильных труб, мм |
50; 54; 63,5; 68 |
Частота вращения, об/мин - 1-й диапазон - 2-й диапазон |
120;260;340;410;540;720;1130;1500 -------------------------------------------- |
Наибольшее усилие подачи, Н - вверх - вниз |
150000 120000 |
Грузоподъемность лебедки, кг |
3500 |
Скорости навивки каната на барабан, м/с |
0,7 – 6,0 |
Мощность электродвигателя для привода бурового станка, кВт |
30 |
Мощность буровой установки, кВт |
98 |
Мощность ДВС, кВт |
--- |
Высота мачты, м |
19 |
Длина свечи, м |
13,5 |
Тип бурового насоса |
НБ 120/40 |
Число буровых насосов |
1 |
Максимальный расход, л/мин |
120 |
Максимальное давление, Н/см2 |
400 |
Мощность электропривода насосов, кВт |
5,5 |
Габаритные размеры установки, м - длина - ширина - высота |
10,70 4,56 19,10 |
Масса, кг - станка - установки |
2200 17500 |
Выбор породоразрушающих наконечников
А) Для бескернового бурения суглинка с примесью до 20% мелкой (до 3 см) гальки и щебня III категории до глубины 10 м предполагается применение шарошечного долота типа М – 76
Техническая характеристика долот типа М-76
Тип долота |
М-76 |
Номинальный диаметр, мм |
76 |
Допускаемое отклонение, мм |
1,0 |
Тип опоры |
Двухрядная |
Суммарная площадь сечений промывочных отверстий, см2 |
1,7 |
Удельная осевая нагрузка на 1 см долота, Н/см |
2000 – 2500 |
Окружная скорость вращения долота, м/с |
1,2 – 1,4 |