Файл: Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 72

Скачиваний: 0

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

О«Г

а>

1530

00

О

г

2-3

со

18

10-

 

со

&

 

 

^

 

à .

О

1І 3-0

О 1-0,1 10-3

мч

2

£

"1

4

1

1

'

' ■>

О

20-10 тг

40-30 3

о

со

8

О

1

гU.

'2

«

Л


глинистые; палкгорскитовые глинистые (солестойкие); силикатные, силикатно-солевые глинистые, гипсовые глинистые; хлоркальцневые глинистые и др. Подробные сведения о растворах и области их эффективного применения приведены в работах [ і, 2, 3] .

Некоторые рекомендации по выбору промывочных растворов для бурения в различных геологических условиях приведены в табл. 1. [ з ] .

П р о д у в к а с к в а ж и н в о з д у х о м реко­ мендуется: при бурении по трещиноватым и закарстованным породам в условиях потерь циркуляции промывочной жидкости;' в безводных, пустынных и высокогорных районах, куда затруднена доставка во­ ды; в районах Крайнего Севера и вечной мерзлоты; при бурении в пучащихся породах, а также породах, склонных к оползаниям под действием промывочной жидкости; во всех случаях, когда разрезы скважин безводны и представлены устойчивыми породами,в целях повышения механической скорости и проходки на породоразрушакщий инструмент. .

Применение продувки не рекомендуется в сыпучих, несвязных, пластичных и липких породах. Подробно вопросы продувки скважин воздухом, организации работ и применяемого специального обору­

дования скважины и другие рассмотрены

в работах

[4, 5, 6^j .

А э р и р о в а н н ы е

р а с т

в о р ' ы

применяются

для предупреждения и борьбы с поглощениями. Аэрирование раство­ ра производится в процессе бурения путем систематической добавкн воздуха в циркулирующую промывочную жидкость. Для этого буро­ вую дополнительно оборудуют компрессором и другим необходимым оборудованием. Рабочее давление компрессора и его производитель­ ность определяются в зависимости от конкретных условий бурения и принятой степени аэрации. Под степенью аэрации понимается от­ ношение объема закачиваемого воздуха, приведенного к нормальным условиям, к объему промывочной жидкости.

Й настоящее время нашли применение также способы химичес­ кой аэрации промывочных растворов.

§ 2. Приготовление и утяжеление-глинистых растворов

Глинистые растворы приготовляют как из комовой глины, до­ бываемой в глинокарьерах, расположенных в районе буровых работ,

так и из глинопорошков, изготовляемых заводами. В настоящее время для глинистых растворов используются три типа глин: бен­ тонитовые, палыгорскитовые и местные. Глинопорошки выпускаются заводами по'техническим условиям ТУ-1964 (табл.2).

Т а б л и ц а 2

 

 

 

Техническая характеристика глинопорошков

 

 

Сорт

Расход

глинопо­

Выход раст­

Влажность, %

Тонкость

помола

 

рошка

на

приго­

вора из 1 т

 

Остаток на

Остаток на

 

товление

раст-

глинопорошка,

 

 

 

снте № 0,5

снте

N? 0,075

 

 

/

 

м

 

 

вора, кг/м

 

(не более),

( ие

болѳѳ),

 

 

 

 

 

 

% ,

 

%

1

До 120

> 10

 

 

 

 

2

120-250

10-8

5 - 8

0

До

10

 

 

 

 

 

3

250 - 400

8 - 4

 

 

 

 

4

> 400

 

< 4

 

 

 

 

 

Р а с ч е т

к о л и ч е с т в а

г Л И Н Ы

И

В О -

д ы дня приготовления глинистого раствора заданного удельного веса производится по следующим формулам:

- весовое количество глины для приготовления 1 м3 глинис­ того раствора

 

,

Гг ( У , - V ,)

т/м3

( 1 )

 

 

 

 

 

г УГ- У ,( І ' Л * Ч ) ’

 

- весовое количество воды,

потребное для приготовления

1 м* глинистого раствора,

 

 

 

%-

1

Ъ. , т/м3

( 2)

 

 

Ѵв

 

 

 

 

 

 

 

где

Уг • Ур •

Ув

- плотности соответственно глиныі глинис-

того

т/м3; п -

влажность глины в долях

едини­

раствора и воды,

цы.

При использовании

сухой глины

 

 

 

 

. =

Уг е__h l

, т/м3 .

 

 

г

У г - Ув

/

 


Плотность наиболее распространенных глин (в плотном теле) со­ ставляет обычно 2,3 - 2,8 т/м3 , а в раздробленном виде колеб­ лется в пределах 1,65 - 1,90 т/м3.

При бурении осадочных отложений с высоким пластоънм давле­ нием, а также обваливающихся пород возникает необходимость в применении утяжеленных растворов с удельным весом до 2,2 г/см3. Для утяжеления в глинистые растворы вводят материалы с большим удельным весом - утяжелители. Выбор утяжелителя зависит в пер­ вую очередь от требуемого повышения удельного веса раствора. Утяжеление производится постепенно и непрерывно в течение вре­ мени, равного полному циклу оборота промывочной жидкости в цир­ куляционной системе В табл. 3 приводится характеристика утяже­ лителей для глинистого раствора.

Расход утяжелителя на 1 м3 исходного раствора для получе­ ния заданного удельного веса определяется по формулам:

- при сухом утяжелителе

,

і„

y”j

h ’ V

r)

у » ’ ;

 

<4>

 

 

m

іут.р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3

 

 

 

 

Параметры утяжелителей

глинистых

 

 

 

 

 

 

 

растворов

 

 

 

 

Утяжелитель

Удельный

вес,

Тонкость

по-

Содержание

Влажность, %

 

г/см

 

мола;

оста­

^

растворимых

при сухом

при мок­

 

 

 

 

ток на сите

солей, %

помоле

ром

по­

 

 

 

 

в 4900

отв/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

моле

_

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Барит

4,0 -4,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гематнт

4,2-4,5 н выше

^

5

 

 

«S 0,05

« ѳ

И

 

Магнетит

4,2-4,5 н выше

 

 

 

 

 

 

 

 

Колошниковая

4,4-4,5

н выше

 

 

\

 

 

 

 

 

пыль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- при влажном утяжелителе

=

У у т С Ѵ у т . р - 7 Р ) ( і - Ю

ï y T

У у т - У у т . р ( 1 - П + ? г Уут)


- при одновременном добавлении утяжелителя и раствора хи­ мического реагента (формула Н;А.Кулигина [2-] )

 

 

І у т "

__ Ѵѵт ( У ут. р ~ Y p )

т / м3

 

( 6)

 

 

( Ѵ у т +

т

У в ) - V

p ( i + m )

 

 

где

уут , уут

, ур

, ув

-

плотности

соответственно

утяжелите­

ля,

утяжеленного раствора,

 

исходного раствора и воды, т/м3;

п - влажность утяжелителя в долях

единицы; т

-

отношение

объема воды,

добавляемой в раствор одновременно

с утяжелителем,

к объему вводимого утяжелителя. По данным Н.А.Кулигина, обычно

m

I.

 

 

 

 

 

Объем,

который займет

1 м3. глинистого раствора после утя­

желения определяется по формуле

 

 

 

_

У

у т - Ѵр

(7)

 

 

'ут.р

 

(УТ.р

 

 

(ут

 

 

П р и м е р 1 .

 

 

 

 

Определить весовое количество и объем глины (плотность ее

2,3

т/м3, а

влажность 1Ь%)

и воды, потребные для приготовления

5 м3 глинистого раствора плотностью 1,2 т/м3, затворяемого на пресной воде.

Весовое количество глины, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора с заданной плотностью, рассчитываем по фор­ муле (1)

d -------------2 i3U i? .- Ü

.------- -- 0,412 т/м3 .

2,3 - 1(1-0,15+0,15-2,3)

Объем глины для приготовления 1 и3 глинистого раствора при

объемном весе в раздробленном виде,

равном 1,65 т/м3, составит

Ѵг

= — ^ —

= £*4*2 = о,25 м3/м3 .

Г

Уср

1 . 6 5

 

Количество воды для приготовления I м3 глинистого раствора рас­

считаем по формуле

(2)

 

 

q = gj.3 - ! J 2 = 0,845 м3/м3 .

в 2,1 - 1

Для приготовления заданного объема глинистого раствора расход


глины и вода составит

<?г = дгѴр= 0,412 * 5 = 2,06 т,

либо в раздробленной виде

 

і>г = ѴгѴр = 0,25

*

5 = 1,25

м3;

 

(?в =?вѴР = °*845

5 = 4,23

мэ .

П р и м е р

2 .

 

 

 

Определить расход утяжелителя, способного повыоить удель-t ный вес глинистого раствора от 1,2 до 1,7 г/см3 в скважине диаметром 112 мм. Забой скважины 600 м, бурение на утяжеленном

«растворе производится в интервале 600-700 м.Объем отстойников приемной емкооти и желобов составляет 20 м3.

1. Определяем объем раотвора с исходным удельным весом, подлежащего утяжелению:

^ исх = ^ скв + ^емк*

Ѵскв = 0.785D 2.Н =0,785-0,ІІ22 -600=5,89 м3;

V лох = 5.89 «3 + 20 м3 ~ 26 м3.

2. Расход утяжелителя для I м3 раствора составит (прини­ маем, что утяжелитель сухой барит с уут= 4,2 г/см3)

 

 

 

4.2 (1.7

- 1.2)

0,84 т/м3

 

 

 

4,2 -

1,7

 

 

 

 

 

и для всего

раствора

<?ут= 0,84

- 26

= 21,8

т.

 

 

 

 

3.

Определим объем раствора после утяжеления по формуле

(7).

1 м3 глинистого

раствора займет объем

 

 

 

 

4.2

- 1.2

1,2 м3

 

 

 

4.2

-

1,7

 

 

 

 

 

Весь

объем составит

1,2

м3

• 26

= 31,2

м3.

 

При бурении скважины от 600 до 700 м требуемый объем про­

мывочной жидкости увеличится на 0,785 • 0.1І22

• 100 = 0,98 м?

что с избытком обеспечивается увеличением объема раствора за

счет

ввода

утяжелителя.

 

 

 

 

 

Таким образом, для утяжеления раствора потребуется 2 1 ,8