Файл: Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 193

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

И. С. Калининым проводились измерения мощности на холостое вращение бурильной колонны диаметром 50 MAI с муфтово-замковыми соединениями при ее вибрации в скважине диаметром 76 мм.

Мощность на холостое вращение колонны диаметром 50 AIM при промывке забоя водой изменялась по закону

N 2= 4,6 • 10-%Ьп%\ г п кВт,

(68)

При применении антивибрационной САіазки, а также при проАіывке скважин антивибрационными эАіульсионными растворами уда­ валось снизить мощность на холостое вращение в 2—3 раза по сравне­ нию с формулой (68).

Исследования А. Г. Мамедзаде и Р. Ю. Мамедли показали, что с уменьшением веса бурильных труб снижается почти пропорци­ онально их весу и мощность на холостое вращение бурильной ко­ лонны. Отсюда видна большая перспективность применения на раз­

ведочном бурении

легких бурильных труб (ЛБТ), изготовленных

из алюминиевых

сплавов.

При создании осевой нагрузки на забой а іо щ н о с т ь на вращение

колонны бурильных труб повышается. Эта дополнительная мощность

приближенно равна

 

 

(69)

N 3 = 8,0 • 10~3С/г кВт,

где С — осевая нагрузка на забой в тс.

в процессе бурения будет

Полная мощность на валу двигателя

N n

N J -р іѴ2 ■г Лг3

кВт,

(70)

 

ÏÏ

 

 

где ц — к. п. д. всех передач от вала

двигателя

до шпинделя

станка.

 

 

 

Мощность для привода насоса определяется по формуле (35). Мощность для привода лебедки может быть определена по форАіуле

 

д т

ф ( Ѵ п

 

 

(71)

 

л

102Т]

 

 

 

 

где Qa — вес бурового

инструмента в

кг;

ѵп — скорость

подъема

колонны (крюка) в м/с; ср — коэффициент,

учитывающий дополни­

тельные сопротивления при подъеме колонны; ц — общий

к. п. д.

подъемной установки.

 

 

 

 

 

Вес бурового инструмента

 

 

 

 

QM

Ямс+ 9убт/ + <7(£

Z)""f" Ятсі

(72)

гДе Янс — вес колонкового снаряда в кг; qy6r — вес 1 м утяжеленных бурильных труб (УБТ), кг; I — длина УБТ; q — вес 1 м бурильных труб в кг; L —1 — длина колонны бурильных труб в м; qTC— вес элеватора, крюка и талевого блока.

При глубоком бурении можно пренебречь весом колонкового «наряда дкс.


Коэффициент <р, учитывающий дополнительные сопротивления при подъеме, зависит от величины радиальных зазоров, от интен­ сивности искривления скважины и от вязкости жидкости, наполня­ ющей скважину. Коэффициент ф колеблется в пределах от 1,15 до 1,65. Чем меньше зазоры между бурильной колонной и стенками скважины, чем больше интенсивность искривления скважины, тем больше коэффициент ср. С увеличением скорости подъема тоже наб­

людается увеличение

ф.

 

то максимальная мощ­

Если известна грузоподъемность лебедки,

ность, потребляемая

лебедкой, будет

 

 

 

ЛГ„

*Вт,

(73)-

где QJI — грузоподъемностьлебедки в

кг;

ѵк — скорость навивки

каната на барабан в м/с; к — коэффициент возможной перегрузки ле­ бедки (при прихватах инструметна) к = 1,1—1,2.

Лебедки делают многоскоростными. Многоскоростная лебедка позволяет поднимать длинную тяжелую колонну с малой скоростью, а легкую колонну — с большой; тем самым мощность двигателя ис­ пользуется более рационально.

В период подъема снаряда двигатель загружается только во время извлечения колонны. Например, на собственно подъем одной свечи затрачивается около 10—20 с, а в течение следующих 30—40 с, затрачиваемых на отвинчивание свечи и установку ее на подсвеч­ ник, двигатель работает почти вхолостую.

При спуске труб двигатель загружается еще меньше.

При глубоком бурении на подъемные операции обычно задалживают большую мощность, чем на собственно бурение; поэтому мощ­ ность двигателя для станков глубокого бурения, как правило, под­ бирают из расчета мощности, необходимой для грузоподъемных опе­ раций. При неглубоком бурении мощность на бурение и привод. насоса часто больше мощности, затрачиваемой на подъем.

Во время спуско-подъемных операций лебедка загружается че­ рез определенные интервалы и только на незначительное время, поэтому для привода колонковых буровых станков наиболее подхо­ дят двигатели, допускающие значительные кратковременные пе­ регрузки. Для станков глубокого бурения целесообразно иметь бу­ ровые установки с индивидуальными двигателями для привода вращателя и лебедки.

\


ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

ККОЛОНКОВОМУ БУРЕНИЮ

§1. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ КОЛОНКОВОЙ СКВАЖИНЫ

Прежде чем приступить к бурению скважины, надо наметить ее конструкцию.

Исходными данными для выбора конструкции скважины служат: а) физико-механические свойства пород, пересекаемых скважи­

ной, их крепость, устойчивость, водонасыщенность и т. д. ; б) глубина скважины;

в) конечный диаметр скважины, который зависит от вида по­ лезного ископаемого;

г) способ бурения.

При бурении алмазными коронками рекомендуется принимать конечный диаметр скважины 46 или 59 мм. Для дробового бурения конечный диаметр скважины следует брать не менее 91 мм. Бурение при разведке угольных месторождений, минеральных солей и дру­ гих твердых полезных ископаемых, залегающих в толщах осадочных пород, производится коронками, заправленными твердыми сплавами, причем при проходке по угольному пласту конечный диаметр сква­ жины должен быть не меньше 76 мм1, а при пересечении минераль­ ных солей — не менее 92 мм.

После выбора конечного диаметра скважины, исходя из геологи­ ческого разреза, намечают интервалы, требующие закрепления, и определяют глубины спуска колонн обсадных труб.

Для экономии металла конструкция скважины должна быть про­ стой, что может быть достигнуто при умелом применении промывоч­ ных жидкостей.

Обсадные трубы необходимо предусматривать для:

1) закрепления устья скважины, предохранения ее от размыва ния и отвода промывочной жидкости в желоба (направляющая труба);

1 В Донбассе производятся успешные опыты бурения на уголь коронками диаметром 59 мм.

СМ

СМ

ч

о

Н

Станок -------------------------------------------

Двигатель----------------------------------------

Вышка (мачта) Н = ---------------- м, тип.

Бурильные трубы (диаметр)------------

Управление (трест)---------------------------------------

ГРП (ГРЭ)-----------------------—-------------------------

Проектная глубина скважины-------------------- м

Угол наклона к горизонту---------------- градус

ft

н

а*

S

сб

а

н

и

се er

ее

»

К

S

се

«

и

 

 

ft

 

и

о

се

Еч

се

И

сеX

са

ч

ф

ч

«

 

со

се

в

er

и

о

»

£5

æ

се

PQ

и

наряд

Техническая часть

Геолого-технический

Скв. №

I Геологическая часть I

 

вшгеьэшкГц

іч н и ж в я н э

е я іо ч іг э х и о с ііо н и ф в е іх

Заме­ ры

иноя иняойА

иийхэмонидяни энннвН

 

ѲНИЖВЯЯО я

кинвяонэдоэи эиноэьисифоэд

 

и олээя — он

‘ло иинэнжодоо хинжоиеоя нно£

Подъем инструмента

#ЭЬЭЯЭ ОЯХЭЭЬИДОЯ

о / и ‘нвдвйвд вн вл

 

-ВНБЯ ияяиявн ч л э о й о я э

 

ИЭІГВХ внхэвноо

ь /w ‘винэДАд члоойояэ ввнээьинвхэи

и‘ О0ЭСІ в в в т ю х о й ц

Промывочная ЖИДКОСТЬ

HWBXH9JB8d BHXogBdgo

ихэонПиж 0ОН

 

-hoaMwodii iqdxawBdBii

 

нии/ir

 

‘ихоонНиж ОЯІОЭЬИІГОН

АхАтш я вхнэкі -AdiOHH oxoaodAg aoxodogo оігоиь.

эля ‘водве вн вяёЛйлвн ввяээо

gAdx xi4H4irHdÄg и хнннэдэжкхА

(JH ) оэя и (W) внидН ‘(WW) dxawBHff

вхнэмАЗхони олэіпоі -BmÄdfiBdoHodou dxawBHïï и них

1Конст­

рук­ ция сква­ жины

ВВЯЭЭЬИІНВф

 

 

 

 

 

 

ВВНІНЭОЙЦ

 

Kodon внилэийэлнвйвх ввнівйн

 

м

 

W‘ОЛЭОЯ

 

 

 

 

Мощ­ ность слоя,

 

к он

 

 

 

 

 

 

и хо

 

оАКвйл ‘Kodon винэнва колд

Геоло­

гичес­ кая колон­

ка

ввнээьихнвф

 

BBHXHaodrr ОЯЭКНИ вияээьифвйлилвйлэ

BOIfO ДО


2) закрепления залегающих сверху неустойчивых и обводненных пород и для надлежащего направления ствола скважины (кондуктор); 3) перекрытия зон разрушенных и раздробленных пород, галечни­ ков, слабых конгломератов и брекчий, которые плохо крепятся гли­ нистым раствором и не могут быть затампонированы быстросхваты­

вающимися смесями; 4) производства тампонажа для изоляции водоносных горизон­

тов, закрепления стенок скважины перед пересечением полезного ископаемого, над которым залегают неустойчивые породы, дающие осыпи.

При проектировании буровых работ в новых районах необходимо предусматривать резервную колонну обсадных труб и соответствую­ щий резервный породоразрушающий инструмент.

После выбора конструкции скважины выбирают буровую уста­ новку, затем составляют спецификацию необходимого бурового оборудования и инструментов и разрабатывают геолого-технический ларяд на строительство скважины (табл. 22).

§ 2., ПОДГОТОВКА К БУРЕНИЮ

Бурение скважины начинается с подготовки подъезных путей и площадки для буровой установки: сборки и установки вышки; монтажа бурового оборудования; подводки электроэнергии; органи­ зации водоснабжения и обеспечения запасов глины и реагентов;

Рис. 63. Общий вид буровой площадки для глубокого колонкового бурения.

1 — вышка; 2 — буровое здание; 3 — растяжки; 4 — желоба отстойные; 5 — зумпф; 6 — ларь для цемента; 7 — стеллажи для левого снаряда (аварийного); 8 — стеллажи для бу­ рильных труб; 9 — стеллажи для обсадных труб; 10 — навес для различного оборудования и материалов; 11 — яма (склад) для горючего и смазочного; 12 — подвод электроэнергии.

подготовки бурового инструмента, обсадных труб, забуривании сква­ жины. Площадка (рис. 63) предназначается для размещения буровой вышки, желобов, отстойников, стеллажей для труб и пр. Размеры

площадки

 

зависят

 

от

глубины

скважины.

Чем

больше

проектная

 

глубина

 

сква­

ігоо

/200

 

жины,

тем выше

буровой

 

копер, больше емкость от­

 

 

 

 

стойников

и

запасных ба­

 

 

 

 

ков,

больше

стеллажей

 

 

 

 

для

труб.

 

 

 

 

длинной

 

 

 

 

 

Направление

 

 

 

 

оси площадки определяет­

 

 

 

 

ся

азимутальным

направ­

 

 

 

 

лением скважины. Для бу­

 

 

 

 

рения вертикальной

сква­

 

 

 

 

жины

площадка

может

 

 

 

 

быть расположена без ори­

 

 

 

 

ентирования,

но с

учетом

 

 

 

 

удобства

подъезда

и наи­

 

 

 

 

меньшей

затраты времени

 

 

 

 

на

расчистку

площадки.

 

 

 

 

 

На

площадке

 

возле

 

 

 

 

вышки, а

в

зимнее время

 

 

 

 

под полом бурового откоса,

 

 

 

 

размещают

в

котлованах

 

 

 

 

отстойные

 

баки,

емкость

 

 

 

 

которых зависит от глуби­

 

 

 

 

ны

и диаметра скважины.

 

 

 

 

Баки

устанавливают на

 

 

 

 

разных уровнях

и

 

соеди­

 

 

 

 

няют

между

собой

так,

 

 

 

 

чтобы жидкость самотеком

 

 

 

 

перетекала

из одного бака

 

 

 

 

в другой. Перед

началом

 

 

 

 

бурения

глубоких

 

разве­

 

 

 

 

дочных скважин

 

иногда

 

 

 

 

роют шурф для

установки

 

 

 

 

и закрепления

направля­

■то-------*в

то-

SÖO

ющей трубы. Одновременно

 

 

 

 

со строительством площад­

Рис. 64. Металлическая вышка В-26/25

ки готовят подъездные пути

1 — кронблочная площадка; г

— лестница; s — ра­

бочие полати; і — маршевые

лестницы;

5 — пере­

к вышке,подводят электро­

ходная площадка; 6 — основание вышки; 7—фонарь;

энергию, водопровод и т. п.

8 — ноги;

9 — пояса; 10 — раскосы; 11 — место для

крепления неподвижного

конца каната.

§ 3. БУРОВЫЕ ВЫШКИ

Буровая вышка состоит из копра (мачты) и бурового здания, предназначенного для защиты буровых рабочих и механизмов от атмосферных влияний.