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: 80
Скачиваний: 0
— 28 ----
менее значительным снижением уровня раствора в скважине. В ка честве примера можно указать на следующие рецепты гельцементов
[2,7] . |
|
|
|
|
Цемент глиноземистый............................................................ |
|
|
100 |
кг |
Глинистый раотвор плотностью 1,05 |
т/ы3 ..................... |
60-70 |
л |
|
Начало схватывания .............................................................. |
|
|
30-60 |
мий |
Конец схватывания ................................................................ |
|
|
45-90 |
мин |
Цемент тампонажный................................................................ |
|
|
100 |
кг |
Глинистый раствор плотностью 1,05 |
т/м3 ..................... |
65 |
л |
|
Начало схватывания......................................... |
|
.................... |
7 |
ч |
Конец схватывания ........................................................................... |
|
|
9 |
ч |
Согласно другим рецептам, |
в 1 мэ глиноцементной |
смеси |
со |
|
держится тампонажного цемента |
540-900 |
кг, глинистого раствора |
0,850-0,700 м3. Потребный объем гельцемента рассчитывают, ис ходя из объема скважины на длине ее от поглощающей зоны до забоя.
При сильных и катастрофических поглощениях гельцементныесмеси не дают желаемого результата. В таких случаях применяют бнстроохватываювшеся смеси (БСС), состоящие из глинистого ра створа, тампонажного цемента, жидкого стекла, каустической со
ды* воды и других добавок |
[7,10,11] . |
|
|
|
В качестве примера приведем состав некоторых БСС [2 ,7 ,1 0 ]. |
||||
Цемент тампонажный................................ |
|
|
0,95-1,1т |
|
Глинистый раствор (плотность 1,18-1,2 т/м3, вязкость |
|
|||
18-22 сек)....................................... |
|
|
450-500 л |
|
Раствор жидкого стекла |
(плотность 1,4 |
т/м3)... |
35-120 л |
|
Раствор каустической соды (плотность 1,3 т/м3).. |
75-120 л |
|||
Вода ............................................ |
|
|
50-100 л |
|
Начало схватывания............... |
•..... |
/....... |
45^55 мин |
|
Конец схватывания.............................. |
|
|
60-115 мин |
|
Сухой тампонажный цемент,.......... |
|
0,675 |
т |
|
В о д а ......... |
|
|
450 |
л |
Порошок бентонитовый ........................... |
|
|
35 |
кг |
Жидкое стекло ............................... |
|
|
20 |
л |
Сухая каустическая оода |
........................ |
|
15 |
кг |
Начало схватывания .......... |
|
|
2 |
ч |
Конец схватывания ............................................................ |
3 ч 45 |
мин |
|
Тампонажный цемент............................................................ |
100 |
кг |
|
Глинистый раствор (плотность 1,15-1,20 |
т/м3) ___ 40—'’00 л |
||
Жидкое стекло ..................................................................... |
10-20 |
|
л |
Каустическая сода (раствор 1 :2 )................................... |
6-12 л |
||
Вода ....................................................................................... |
10-18 |
|
л |
Начало схватывания .................................... |
60-90 |
мин |
|
Конец схватывания ............................................................. |
90-150 |
|
мин |
Для ликвидации поглощений при бурении геологоразведочных скважин получили применение гипсовые тампонажные растворы с водогипсовым отношением 0,6 -0,7 [12]. Для приготовления 1 м3 гипсового раствора с водогипсовым отношением 0,6 требуется гипса 1120"кг, воды 670 л, при водогипсовом отношении 0,65 - гипса 1090 кг, воды 710 л . Регулирование сроков схватывания производится введением замедлителя схватывания (полиакрилами да или триполифосфата натрия) в количестве 0,15-0,25$ по весу от веса гипса. Гипсовые тампонажные растворы имеют малый удельный вес, легко прокачиваются насосом, имеют короткие ре гулируемые сроки схватывания. Стоимость материалов, идущих на приготовление 1 м3 гипсового раствора в 3—3,5 раза нике стоимости материалов для 1 м3 цементного раствора.
Для борьбы с поглощениями в многолетнемерзлых породах в ЛГИ были разработаны рецепты следующих быстросхватывающихся
паст. |
|
|
|
|
|
Паста 1. |
Цемент.... |
. . . 45$ |
] |
по |
сухому мате- |
|
Г и п с ......... |
. .. 1 5 $ |
[ |
||
|
Глина . . . . |
. . . 15$ |
J |
|
риалу |
Содержание |
керосина |
в пасте |
определяется |
соотношением |
К0,33,
И+ Г + Гл
где К - керосин; Ц - цемент; Г - |
гипс; Гл - |
глина. |
||
|
Начало схватывания................................. |
.~30 мин |
||
|
Конец схватывания |
.................................... |
50 мин |
|
Паста 2. |
Цемент ........... |
46,8 |
$ |
|
|
Гипс ............... |
16$ |
|
|
|
Г л и н а................. |
17,2% |
|
|
Дизельное |
топливо 20% |
|
|
Начало схватывания при t = -80°С под |
|
|
|
минерализованной водой ......................... . |
36 мин |
|
|
Конец схватывания в тех хе условиях |
100 мин |
|
Паота 3. |
Портланд-цемент (М-400) . . ................... . |
37,5 % |
|
|
Гипс ................................................................ |
|
37,5% |
|
Дизельное |
топливо ..................................... |
25% |
Паота 4. |
Гипс ........................... |
.-.................................. |
75% |
|
Дизельное |
топливо ..................................... |
25% |
Сроки схватывания при t = -5°С; |
|
||
|
Начало схватывания ...................................... |
17 мин |
|
|
Конец схватывания ........................................ |
30 мин |
Кроме того, рекомендуются пасты с инертным наполнителем:
Гипс, % |
|
Рецепт? 1 |
Рецепт 2 |
|
65 |
60 |
|
Опилки, % .............................. |
% |
... 5 |
15 |
Дизельное топливо, |
. . . 3 0 |
25 |
|
Начало схватывания, |
мин |
... 2 0 |
20 |
Конец схватывания, мин . , .. 60 |
60 |
|
Паста |
с большим содержав гем наполнителя рекомендуется , |
|
закупорки |
трещин с большим раскрытием, |
более 50 мм. |
Г л а в а п. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ СКВАЖНЫ
§ 1. Общие положения
Конструкция скважины - это характеристика буровой скважи ны, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а также ди аметры и длины обсадных колонн.
Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются: ее целевое назначение, геолого-технические-условия, глубина бурения и требуемый конечный диаметр.
Конечный диаметр скважины должен обеспечивать необходимую достоверность опробования, а также возможность проведения гео физических, гидрогеологических и других исследований. Конечный диаметр бурения, кроме того, зависит от способа бурения и типа породоразрушапцего инструмента.
В настоящее время для разведки рудных полезных ископаемых при алмазном бурении конечный диаметр принимают равным 36,46 и 59 мм и для разведки на уголь - 59 и 76 мм. При твердосплав
ном бурении для разведки на уголь и другие полезные ископаемые, залѳгаппие в породах средней твердости, конечный диаметр корон ки принимают 93,76 и 59 мм. При дробовом бурении конечный диа метр принимают равным 110 и 91 мм.
Разведка на различные соли (каменную, калийную и др. про изводится с конечный диаметре« бурения скважины 112 и 93 мм, что связано с определенной сложностью в получении нужного объе ма керна при сохранении естественной структуры соли.
С целью разработки наиболее экономичной конструкции сква жины следует стремиться к уменьшению конечного диаметра буре ния, однако в сложных геологических условиях (наличие зон закарстованных, трещиноватых пород, зон дробления горных пород и т .п .) при недостаточной изученности геологического разреза в начальной стадии геологоразведочных работ выбранный конеч
ный диаметр рекомендуется оставлять запасным и всю конструкцию увеличивать на один диаметр. Во всех случаях нужно стремиться применять минимально допустимые диаметры скважин, так как чем меньше диаметр, тем, при прочих равных условиях, меньше ослож нений при бурении.
При разведочном бурении на твердые полезные ископаемые крепление стенок скважин обсадными трубами необходимо произво дить, с целью:
1) закрепления устья скважины для предохранения его от размыва и отвода промывочной жидкости в желобную систему
( н а п р а в л е н и е); |
— |
2) фиксации заданного направления ствола скважины и за |
|
крепления мягких, неустойчивых, |
обваливающихся пород в верхней |
части разреза, а также коренных |
отложений и многолетнемерзлых |
пород ( к о н д у к т о р ) ; 3) устранения различных геологических и технических о
нений, встречающихся или возникающих в процессе бурения скважи ны. В таких случаях производится перекрытие зон галечниковых и валунных отложений разрушенных пород, склонных к обрушению; трещиноватых и закарстованных пород, поглощающих промывочную
жидкость, т .е . тогда, когда применение только глинистых раство
ров |
не может предотвратить |
возможные осложнения ( т е х н и ч е |
||
с к а я |
к о л о н н а ) . |
|
|
|
|
Технические колонны, спускаемые в скважину после кондукто |
|||
ра, |
могут иметь выход из устья или |
спускаться .на забой без вы |
||
хода |
на поверхность, т .е . |
способом |
"впотай". Такая колонна на |
зывается потайной. Однако применение потайных колонн обсадных труб допускаетсят только в исключительных случаях, поскольку работа в такой скважине осложняется. Башмак колонны обсадных труб, особенно при алмазном бурении, должен быть зацементиро ван либо затампонирован глиной.
Разработка конструкции скважины начинается с уточнения конечного диаметра бурения, затем намечаются интервалы крепле ния стенок скважины обсадными трубами, глубины их спуска и диа метры, а также диаметры бурения по интервалам глубин.
Конструкция проектируется снизу вверх с таким расчетом, чтобы на конечной глубине скважина имела требуемый диаметр. При этом следует стремиться к выбору наиболее простой конструк ции с наименьшим количеством колонн обсадных труб с тем, чтобы снизить стоимость проходки скважины. Современная тенденция - одноступенчатая конструкция скважины. При проектировании конструкций скважины следует пользоваться табл. 7 и 8.
|
О б с а д н ы е |
т р у б ы |
|
|
|
|
|
|
|||
Наружны* диаметр, мм |
218 |
188 |
148 |
127 |
108 |
88 |
73 |
ВТ |
44 |
34 |
|
Толшхна стежки, мм |
8,0 |
7,0 |
4,50 |
420 |
425 |
4,0 |
3,75 |
3,75 |
8 2 |
8,0 |
|
Внутренне* диаметр, мм |
208 |
154 |
187 |
118 |
ЭѲ,б. |
81 |
582 |
482 |
37 |
27 |
|
Внутренний диаметр сое- |
- |
- |
135,5 п е л |
872 |
7*в |
822 |
482 |
3 3 2 |
2 3 2 |
||
дкнетелького жннпеяі,мм |
|||||||||||
Вес |
1 м обсадных труб, |
41,83 |
27,78 |
15,7 |
13,58 |
10,87 |
M S |
8,40 |
4.82 |
3 2 0 |
2,83 |
кг |
|
||||||||||
Вес |
жжпнеля, кг |
- |
- |
2,88 |
2,38 |
1.85 |
1,58 |
128 |
0,35 |
0,72 |
0,82 |
|
|
ПородоразрушапщфІ инструмент |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
К о р о к К К т в е РД О с п л а в к ы ѳ |
|
|||||||
Диаметр, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
38 |
|
наружный |
- |
- |
151 |
132 |
112 |
88 |
'ТВ |
08 |
|||
внутренний |
- |
- |
132 |
113 |
83 |
74 |
58 |
44 |
31 |
21 |
|
|
|
|
|
К о р о в К ■ а л м а з а ы е |
|
|
|||||
Диаметр, мы: |
|
|
|
|
|
|
|
58 |
48 |
38 |
|
|
наружный |
- |
- |
- |
- |
112 |
83 |
78 |
|||
|
внутренний |
- |
- |
- |
- |
82 |
70 |
80-58 |
44-42 32-31 22 |
||
|
|
|
|
К о р. О Н te и д р *о 6 О В ы ѳ |
__ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Диаметр, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
— |
|
|
наружный |
- |
- |
ISO |
130 |
п о |
81 |
75 |
- |
||
|
внутренний |
- |
- |
120 |
105 |
88 |
08 |
80 |
“ |
” |
* |
|
|
Шарошечные долота геологоразведочного стандарта |
|
||||||||
Диаметр, мм |
|
|
1S1 |
IS2 |
112. |
S3 |
78 |
58 |
|
|