Глава 5. Технология бурения геологоразведочных скважин

5.1. Выбор очистного агента.

Для очистки забоя скважины от выбуренной породы (шлама), охлаждения породоразрушающего инструмента, привода забойных механизмов и закрепления неустойчивых стенок скважины применяют различные очистные агенты. Они способствуют также предотвращению, а в некоторых случаях и ликвидации осложнений в скважинах в процессе бурения. Для промывки скважин применяют жидкости: техническую воду, глинистые растворы, различные специальные растворы (эмульсионные, аэрированные и др.) и сжатый воздух. Для продувки скважин применяют сжатый воздух.

В данном проекте я выбрала техническую воду, т.к. она самый дешевый вид промывочной жидкости. Ее можно применять при бурении устойчивых пород с хорошим выходом керна.

5.2. Выбор параметров режима бурения

Под параметрами режима вращательного бурения с промывкой (продувкой) подразумевают осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, частоту его вращения и расход очистного агента. Технико-экономические показатели бурения зависят от правильного выбора совокупности технологических параметров. Параметры режима бурения рассчитываются в зависимости от типа бурения (алмазного, твердосплавного, бескернового) и устанавливаются согласно технической характеристике бурового станка и насоса.

Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент определяется по формуле, кН:

Р_ОС = р_О D

где р_О – удельная нагрузка, кН/м; D –диаметр породоразрушающего инструмента, м.

Частота вращения породоразрушающего инструмента определяется по формуле, об/мин:

60V

n = –––––

pD

где D – наружный диаметр, м; V - окружная скорость, м/с.

Расход промывочной жидкости, подаваемой на забой при колонковом бурении, производится с учетом следующих двух условий очистки скважины от шлама.

1. Из условий эффективной очистки забоя скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента по формуле, л/мин:

Q = KD

где D – наружный диаметр коронки, м; K – удельный расход промывочной жидкости, л/мин на 1 м диаметра коронки.

слой параметры
Осевая нагрузка,кН	9,06 - 15,1	6,72 - 11,2	8,96-17,92	19,0 - 22,8	6,08-12,16	19,0 - 22,8	6,08-12,16
Частота вращения,об/мин	126,55-189,83	136,49-272,98	442,22-884,43	502,85-754,27	251,42-502,85	251,42-754,40	256,42-502,85
Расход промывочной жидкости л/мин	151,0-226,5	89,6– 134,4	100,8-151,2	30,4– 38,0	45,6 - 68,4	30,4 - 68,4	45,6 - 68,4

5.3. Мероприятия по повышению выхода керна

При бурении геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые керн и шлам являются основными источниками информации.

Для изучения геологического строения того или иного месторождения требуется получение кернового материала в необходимом количестве и нужного качества. В процессе бурения и извлечения керн разрушается, что снижает достоверность опробования полезного ископаемого.

Показатель полноты извлечения керновой пробы называется выход керна и определяется по формуле:

L_К

К = ––––– 100%

h_СКВ

где L_К – длина керна, извлеченного за 1 рейс, м; h_СКВ – длина рейса (интервал скважины, пробуренный от спуска до подъема колонкового набора.

На выход керна оказывает отрицательное воздействие ряд факторов.

Геологические факторы:

– разрушение и истирание мягких прослоев и участков;

– разрыхление или уплотнение пород;

– растворение или выщелачивание минералов;

– растепление мерзлых пород.

Технические факторы:

– деформация и механическое разрушение керна;

– размывание керна;

– уменьшение диаметра керна и его прочности.

Технологические факторы:

– механическое разрушение керна за счет вибрации;

– растворение керна в промывочной жидкости;

– выпадение керна при расхаживании снаряда;

– потери керна при его подъеме.

Для снижения отрицательного воздействия перечисленных факторов используются технологические мероприятия и технические средства повышения выхода керна.

Технологические мероприятия: применение обратной схемы промывки; снижение частоты вращения бурового снаряда; снижение расхода промывочной жидкости; бурение укороченными рейсами.

К техническим средствам повышения выхода керна относятся двойные колонковые наборы. В данном проекте необходимо применить колонковый набор типа ТДН-76УТ, тип коронки и расширителя 19А3Г, РУТ.

5.4. Мероприятия по поддержанию заданного направления скважины

Полностью предупредить искривление скважин, происходящее под влиянием геологических и технологических причин, невозможно, так как эти причины действуют постоянно по всей длине ствола скважины, однако можно значительно снизить их влияние. Предупредительные меры борьбы с искривлением скважин должны быть направлены, в основном, на устранение причин технологического характера и на уменьшение степени влияния геологических причин.

Для снижения интенсивности естественного искривления скважин под воздействием геологических факторов применяются следующие способы:

1. Заложение скважин с оптимальными начальными углами с учетом конкретных геолого-структурных условий.

2. Применение специальных компоновок низа бурильной колонны;

3. Использования рациональных параметров режима бурения, при которых интенсивность естественного искривления минимальна;

4. Применения породоразрушающего инструмента с плоской формой торца или специальных коронок с небольшим выходом резцов за периметр инструмента и со слабой фрезерующей способностью.

5. Применения комбинированных или специальных способов бурения.

6. Применения отклонителей для направленного искривления ствола.