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
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
'Т
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 (Уе__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 |
-х 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 . |
||
*г |
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 'т |