Курсовой по бурению
Содержание.
1. Введение……………………………………………………………2
1.1. Задачи, объемы и сроки проведения буровых работ……….2.
2. Физико-географические условия участка…………………..2
3. Геолого-технические условия бурения……………………..4
2. Выбор конструкции скважины и способа бурения……………...6
2.1. Обоснование выбора конструкции скважины……………...6
2. Обоснование выбора способа бурения……………………..7
3. Выбор бурового снаряда, оборудования и инструмента для ликвидации
аварий……………………………………………..….8
1. Обоснование выбора бурового снаряда…………………...8
2. Выбор оборудования и инструмента для ликвидации
аварий………………………………………………………...9..
4. Технология бурения………………………………………………...10
1. Выбор очисных агентов………………………………….…10
2. выбор породоразрушающего инструмента и технологических
режимов бурения………………………...11
5. Тампонирование скважин…………………………………………..14
6. Выбор оборудования и КИП……………………………………….16
6.1. Обоснование выбора буровоо оборудования и КИП………..16
6.2. Обоснование выбора оборудования для приготовления
очистных агентов………………………………………….…18
6.3. Обоснование выбора средств очистки промывочной
жидкости от шлама………………………………………….18
4. Выбор бурового здания…………………………………….18
5. Выбор тампонажного оборудования………………………19
6. Состовление геолого-технического наряда……………….19
7. Спец вопрос………………………………………………………….20
8. Список использованной литературы…………………… ………...22
1.Введение.
1. Задачи, объемы и сроки проведения буровых работ.
Разведка производится бурением геологоразведочных скважин в
количестве двенадцать штук, средней глубиной 300 метров. Объем буровых
работ составляет 3505 погонных метров.
Буровые работы планируется Геологической задачей буровых работ
является предварительная разведка участка «Йоа- Березитовый»; находящегося
в северо-восточной части Таймырского полуострова. Бурение производится по
отдельным линиям на россыпепроявлениях золота с целью оценки запасов.
производить в зимний период (сентябрь-май) в течение двух лет.
Начало работ – октябрь 2000г.
Окончание работ – декабрь 2002г.
1.2.Географо-экономическая характеристика района работ.
Территория проектируемых работ расположена в северо-восточной части
Таймырского полуострова в Ленивенско-Челюскинской структурной фациальной
зоне. Рельеф площади характеризуется грядово-увалистыми поверхностями на
выходах коренных пород палеозойско-протерозойских пород и прилегающих к ним
плоской морской аккумулятивной равнины, изрезанной речной и ложковой сетью.
Абсолютные высотные отметки варьируют от 335м (г.Аструна) до 10м,
относительные превышения над
днищами долин 100-170м.
Климат района – морской арктический, с 10 ноября по 30 января – стоит
полярная ночь, а с 13 мая по 6 августа солнце не заходит – длится полярный
день. Средняя температура самого холодного месяца января -34С, хотя в
некоторые дни морозы могут достигать –55С. Снежные пурги случаются редко,
не чаще двух раз в месяц. Летний период не большой, он длится со второй
половины июня до середины августа. Средняя температура лета +8С, но в
отдельные дни может доходить до +30С.
Растительный мир не богат и представлен в основном мхами и
лишайниками, важнейшим представителем полярной фауны является дикий
северный олень, полярные волки.
Гидрогеологическая сеть территории принадлежит бассейнам рек
Серебрянки и Кунар. Все реки вскрываются в середине июня, ледостав
происходит в конце сентября. Зимой реки полностью промерзают.
Гидрогеологические условия площади рудопроявления практически не
изучены. В процессе поисковых работ проводились лишь простые
гидрогеологические работы, включающие ежемесячные замеры уровня грунтовых
вод, в скважинах положение которого относительно дневной поверхности
варьируют от 15 до 30 м.
Единственным жилым населённым пунктом района является поселок Челюскин
с пограничной заставой и аэродромной службой. Аэродром способен принимать
самолеты АН-26, АН-2, летом вертолеты. Материально техническое обеспечение
поселка осуществляется, в основном, летней навигацией по Севморпути.
Экономически район практически не освоен (населенные пункты и дороги
отсутствуют, для транспортировки груза и персонала используется авиация),
но в последние годы перспективы его развития в связи с обнаружением
месторождений золота, редких металлов, редких камней на архипелаге северная
земля в первую очередь связана с коренной и россыпной золото и
платиностностью.
1.3. Геолого-технические условия бурения.
Площадь участка составляет 195 кв.км (прил. 3). В его геологическом
строении принимают участие метаморфизованные вулканогенные породы основного
состава (модинская толща, нижняя подтолща – PRmd1), метаморфизиванные
вулканогенные породы кислого состава (модинская толща. Верхняя подтолща –
PRmd2), согласные со структурами отдельные интрузивные тела метагаббро
(северобыррангский комплекс – vPRsb) и четвертичные отложения.
В структурном отношении участок представляет собой сложную складчатую
систему. Породы испытали интенсивное смятие с образованием много порядковых
линейных и изоклинальных складок, северо-восточного простирания, нарушенных
разрывными нарушениями различных направления, часто осложняющих
геологические границы. Падение слоистости пород на северо-запад и юго-
восток под углом 40-70о. На участке развиты многочисленные со складчатые
кварцево-жильные зоны общего северо-восточного простирания, представляющие
собой серию сближенных, часто будинированных жил, местами соединяющихся
между собой многочисленными прожилками с образованием так называемых
линейных штокверков. Преобладающая мощность жил в таких штокверках 0,2-
0,8м. Кроме того, часто прослеживаются отдельные кварцевые жилы, либо
скопления отдельных жил без признаков соединения между собой зонами
прожилкования. Мощность таких жил колеблется от 0,5м до 4 м. Кварц обычно
брекчирован, редко с тонкой вкрапленностью пирита.
Ближе к западной части участка, в междуречье правых притоков
р.Серебрянки и левых притоков р. Кунар, наряду с кварцево-жильными зонами и
жилами кварца широко развиты линейные поля и зоны лиственитов,
сформировавшихся в результате гидротермально-метасоматической проработки
метаморфизованных вулканогенных пород основного состава. Аналогичное
линейное поле лиственитов, прослеживается на востоке участка вдоль
разрывного нарушения северо-северо-восточного простирания. Ширина его от
250 м до 900 м.
Листвениты представляют собой зернисто-сланцевую породу карбонат
кварцевого состава, желто-зеленоватого цвета, часто с сульфидной
минерализацией (пирит, халькопирит, борнит). Среди лиственитов часто
наблюдаются реликты измененных в различной степени, метабазитов субстрата,
в которых также отчетливо следится сульфидная минерализация.
При проведении ГГС-50 с общими поисками на Челюскинской площади по
основному проекту в поисково-съемочных маршрутах было проведено точечное и
штуфное опробование ряда объектов потенциально перспективных на рудное
золото. По результатам спектрозолотохимического анализа из лиственитов,
линейных кварцевожильно-прожилковых штокверков и жил кварца содержание
рудного золота в них составляет от 0,2 г/т до 50 г/т (граф. П.1.3).
В результате поисков россыпного золота на Челюскинской площади
Северного Таймыра в 1985-1988 гг. были выявлены погребенные палеороссыпи
юрского возраста (Кунарская, Серебрянская), оконтуривающие выделенный
поисковый участок "Кунар-Серебрянка" с севера и запад юго-запада, а с
востока выявлена четвертичная аллювиальная россыпь р.Ханневича
При проведении комплексной аэрогеофизической съемки геофизической
службой ГГП ЦАГРЭ в пределах поискового участка "Кунар-Серебрянка" выделены
две крупные комплексные аномалии, интерпретируемые как высокоперспективные
в отношении золотого оруденения.
Местоположение участка "Канар-Серебрянка" на водоразделе верхних
течений рр.Кунар, Ханневича и правых притоков р.Серебрянка, оконтуривание
его золотоносными россыпями, широкое развитие линейных полей и зон
лиственитов, кварцевожильно-прожилковых линейных штокверков и кварцевых
жил, наличие пунктов золоторудной минерализации, результаты комплексной
аэрогеофизической съемки (Комплексная аэрогеофизическая съемка …, 1997)
позволяют утверждать о высокой степени перспективности участка на выявление
в его границах значимого золоторудного объекта.
2.Выбор конструкции скважин и способа бурения.
2.1. обоснование выбора конструкции скважин.
Геологический разрез представлен осадочными, метаморфическими
породами. В данном разрезе имеются два участка с осложненными зонами.
Первый участок находиться на интервале от 0 до 30 метров, на данном участке
происходит растепление, обрушение стенок скважины. На интервале от 80 до 90
метров находятся кварцево-жильные образования и березиты с повышенной
трещиноватостью, на этом участке происходит поглощение промывочной
жидкости.
Общую глубину скважины берём равной 300 метов, вследствие того, что
полезное ископаемое (кварцево-жильные образования и листвениты) залегает на
глубине 260-285 метров. К этой глубине добавляем еще 15 метров, для
достоверности подсечения подошвы и возможности исследования пласта
геофизическими приборами.
Для конструкции данной скважины наиболее рационально выбрать 3
ступени, как минимально возможное число для исследуемого геологического
разреза. Конечная ступень скважины будет в интервале 30-300 метров,
диаметром 59 мм, так как на этом интервале находится осложненная зона.
Вторая ступень будет находиться в интервале от 3 до 30 метров, диаметр
второй ступени возьмем, на размер больше чем диаметр предыдущей ступени,
равный 76 мм. На глубине от 0 до 3 м будет находиться первая ступень,
диаметром 93мм.
В соответствии с данной конструкцией скважины потребуется две
колонны обсадных труб. Использовать будем обсадные трубы ниппельного
соединения. Первая колонна (направляющая) на глубине от 0 до 3м, диаметром
89 мм. Вторая колонна предназначена для закрепления неустойчивых стенок
скважины на интервале от 3 до 30 м. Диаметр второй обсадной колонны 73мм.
Башмаки обсадных колон, с целью герметизации зазора между стенкам скважин и
обсадными трубами, следует зотампонировать цементным раствором, а сверху на
трубы установить пеньковые сальники.
2.2. обоснование выбора способа бурения.
В данном геологическом разрезе целесообразнее использовать
вращательный способ бурения. Это обусловлено тем, что этот способ наиболее
эффективен при бурении неклинящихся хрупких пород I- XII категорию по
буримости при горизонтальном залегании рудных тел, что соответствует
данному разрезу. Так же 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 сеть скважин 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 сложный геологический разрез,
применяем комбинированный способ бурения (твердосплавный и алмазный).
Твердосплавный способ следует применять на интервале 0-30 м. Этот интервал
представлен мягкими, рыхлыми породами, для бурения которых более эффективно
использовать твердосплавные коронки, 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 СМ4 и СМ5, как наиболее подходящие для бурения
в данных условиях. Диаметры коронок выбираем 93мм. для первой ступени и
76мм. для второй ступени.
На интервале 30-300м следует использовать алмазные коронки, как
более производительные для бурения вмещающих пород этого участка. Алмазные
коронки, за счет высокой износостойкости, позволят существенно повысить
параметры технологических режимов бурения; повысить механическую скорость
бурения и длину рейса. Для представленных пород наиболее подходят алмазные
коронки типа А4ДП предназначенные для бурения абразивных, среднезернистых
пород VIII-IX категории по буримости.
3. Выбор бурового снаряда, оборудования и инструментов для
ликвидации аварий.
3.1. обоснование выбора бурового снаряда.
Породы, слагающие разрез в основном устойчивые, однородные, поэтому
бурение скважин будем осуществлять с помощью одинарного колонкового снаряда
высокооборотного алмазного бурения. Эти снаряды отличаются простотой
конструкции и использование любых промывочных жидкостей. Они позволяют
повышать механическую скорость бурения при высоком качестве опробования.
Верхний интервал представлен дробленными и трещиноватыми породами,
их следует перебуривать одинарным колонковым снарядом твердосплавного
бурения, при невысоких скоростях вращения снаряда.
Забойный снаряд алмазного бурения состоит из, расширителя
секторного типа РСА-59 с кернорвательным кольцом, колонковой трубы
диаметром 57 мм, переходника-центратора П-1, отсоединительного переходника
с бронзовым кольцом и забойного амортизатора ЗА-7.
Бурильная колонна должна соответствовать выбранной конструкции
скважины диаметром 59 мм. для высокооборотного бурения скважин диаметром 59
мм рекомендуется использовать легкосплавную бурильную колонну ниппельного
соединения ЛБТН-54, длиной бурильных труб 4400 мм. достоинствами
легкосплавных труб ниппельного соединения являются: малы коэффициент трения
при вращении, малая вибрация снаряда, малая энергоёмкость.
Для подачи промывочной жидкости в бурильную колонну выбираем
сальник типа СА.
Предусматривается следующая контрольно-измерительная аппаратура для
предупреждения аварий: детектор износа труб ДИТ, толщномер Т-1,
дефектоскоп, прибор ОМ-40. Прибор предупредительной сигнализации. Для
измерения расхода промывочной жидкости в процессе бурения электромагнитный
расходомер ЭМР-2
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=38.2v0/(D1-D2) об/мин.
Где:
v0 – 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.
Страницы: 1, 2
