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

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

— 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