Файл: Ение геологического разреза месторождения на пачки одинаковой буримости и выбор типа буровых долот.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ВЫСШАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА EG
КАФЕДРА «БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН»
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
«Разделение геологического разреза месторождения на пачки одинаковой буримости и выбор типа буровых долот» по дисциплине: «Разрушение горных пород»
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ
Руководитель проекта
К.т.н., доцент Анашкина А.Е.
Дата защиты _______________
Оценка ___________________
Тюмень, 2022
Студент гр. БСб-20-1
__________ Искандаров А.З.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ВЫСШАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА EG
КАФЕДРА «БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН»
КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине “Разрушение горных пород при бурении скважин”
Задание №_88_
Группа _БСб-20-1__
Студент_Искандаров Анваржон Зайлобиддин угли______
Дата выдачи
_____________
Срок предоставления: _______________
.
Тема:
«Разделение геологического разреза месторождения на пачки одинако-
вой буримости и выбор типа буровых долот»
СОСТАВ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ:
Титульный лист
Задание
Содержание
Введение
1 Разбивка или уточнение геологического разреза на пачки (интервалы) одинаковой бури- мости.
1.1 Требования
1.2 Проверка однородности пачки одинаковой буримости
2 Выбор типа буровых долот по механическим свойствам горных пород и определение осевой нагрузки на долото
2.1 Предварительный выбор типа долот
2.2 Определение осевой нагрузки на долото
2.3 Сравнение расчѐтных значений осевых нагрузок на долото с максимально допустимы- ми.
Список использованных источников
1. Спивак А.И., Попов А.Н., Разрушение горных пород при бурении скважин. М., Недра,
1994, с.260;
2. Абатуров В.Г., Кед А.В. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Разрушение горных пород при бурении скважин» для студентов специальности
130504 – Тюмень, ТюмГНГУ, 2005, 36 с.
3. Абатуров В.Г., Овчинников В.П. Физико-механические свойства горных пород и поро- доразрушающий буровой инструмент [Текст]: Учебное пособие/Абатуров В.Г., Овчинников В.П.-
Тюмень: издательство «Экспресс», 2008. – 240 с.
4.Анашкина А.Е. Шарошечные долота для сплошного бурения [Текст]: методические ука- зания к лабораторным работам /А.Е. Анашкина, М.В. Двойников – Тюмень: издательский центр
БИК ТюмГНГУ, 2013.- 32 с.
ПРИМЕЧАНИЕ:
1 Содержание задания и разделов обязательно уточняется с руководителем курсовой рабо- ты.
2 Оформление курсовой работы должно соответствовать требованиям задания и работы.
3 Задание студент берѐт из таблиц 1 и 2 методических указаний в соответствии с предпоследней и последней цифрами студенческого билета.
Руководитель____________________________________
Анашкина А.Е.
Задание к выполнению принял студент___________________ Искандаров А.З.

Содержание
Задание .................................................................................................................. 4
Введение ................................................................................................................ 6
1 Разбивка или уточнение геологического разреза месторождения на пачки
(интервалы) одинаковой буримости .................................................................. 8
1.1 Требования ...................................................................................................... 8
1.2 Проверка однородности пачки одинаковой буримости ........................... 12
2 Выбор типа буровых долот по механическим свойствам горных пород и определение нагрузки на долото ...................................................................... 15
2.1 Предварительный выбор типа долот ............................................................. 15
Примечание ............................................................................................................ 17
Список использованных источников .................................................................. 18

Задание
Таблица 1 – Исходные данные (породы)
№8

Таблица 2 – Исходные данные (проходки)
№8
Интервал, м
Показатели отработки на долото
№ 400 – 1000
Проходка на долото, м
676 698 230 875 628 863 831 755 115 602 574 654 1000 – 1500
Проходка на долото, м
210 221 875 309 186 303 287 250 81 174 160 199 1500 – 2000
Проходка на долото, м
110 111 209 86 203 775 187 150 74 60 99 81 2000 - забой
Проходка на долото, м
106 111 716 155 94 152 144 125 975 87 81 100
-
Глубина скважины
1900

Введение
Горные породы, слагающие разрез скважины, различны по составу, обла- дают различными свойствами и их разрушают резанием, скалыванием, исти- ранием, дроблением. Характер разрушения зависит от твердости и пластич- ности пород. Породы мягкие и пластичные наиболее эффективно разруша- ются резанием, а твердые и хрупкие – дроблением. Поэтому для разрушения пород с определенными механическими и абразивными свойствами приме- няются соответствующего типа инструменты.
Основным инструментом для механического разрушения горных пород в процессе бурения скважины является долото. В современной практике при- меняются различные виды и типы долот. Энергозатраты, качество работы и скорость бурения напрямую зависят от правильной подборки долота, от ка- чества его изготовления и свойств материала, из которого он изготовлен.
Бурильные долота и бурильные головки изготовляют из прочных и изно- состойких материалов, т.к. в процессе бурения на долото действуют осевые и ударные нагрузки, вращающий момент, а также давление и хим. активность промывочной жидкости. Для секций (лап) и шарошек бурового долота при- меняют хромоникельмолибденовые, хромоникелевые и никельмолибденовые стали. Выпускаются бурильные долота и бурильные головки, оснащѐнные природными или синтетическими алмазами. Некоторые типы долот изготов- ляют из сталей электрошлакового и вакуумно-дугового переплавов.
Совершенствование буровых долот осуществляется в направлении улуч- шения их конструкций: создания новых схем опор с герметизированный мас- лонаполненными опорами для низкооборотного и высокооборотного буре- ния; применения новых форм твѐрдосплавных зубков; изыскания более изно- состойких материалов; повышения точности изготовления деталей и сборки бурового долота, а также применения более совершенных схем подвода про- мывочной жидкости к забою скважины.
Процесс изучения дисциплины, в частности курсовой работы, направлен на формирование следующих компетенции:
Общепрофессиональных (ОПК):
- выработать навык использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;
- применять методы математического анализа и моделирования, теорети- ческого и экспериментального исследования.
Профессиональных (ПК):
- ПК-4 - способностью оценивать риски и определять меры по обеспече- нию безопасности технологических процессов в нефтегазовом производстве;

- ПК-9 - способностью осуществлять оперативный контроль за техниче- ским состоянием технологического оборудования, используемого при строи- тельстве скважин;
- ПК-12 - готовностью участвовать в испытании нового оборудования, опытных образцов, отработке новых технологических режимов при строи- тельстве скважин;
- ПК-25 - способностью использовать физико-математический аппарат для решения расчетно-аналитических задач, возникающих в ходе профессио- нальной деятельности.
Важнейшей задачей выполняемой курсовой работы является умение определять пачки одинаковой буримости и выбор долота для каждого из ин- тервалов, также расчет осевой нагрузки выбранных долот.

1 Разбивка или уточнение геологического разреза
месторождения на пачки (интервалы) одинаковой буримости
1.1 Требования
Определение показателей на интервале 400 – 1000 метров.
Значения проходки долота для данного интервала выписываем и распола- гаем в вариационный ряд в порядке возрастания.
115<230<574<602<628<654<676<698<755<831<863<875
Проводится проверка крайних значений вариационного ряда статистиче- ским методом, чтобы исключить грубые ошибки.
не является членом вариационного ряда. является членом вариационного ряда.
После исключения грубых ошибок, вариационный ряд принимает вид:
230<574<602<628<654<676<698<755<831<863<875
Определяются характеристики данного вариационного ряда.
Среднее значение:
̅̅̅
∑
̅̅̅
Среднее квадратичное отклонение:
√
∑
(
̅ )
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
8
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ
Разраб.
Искандаров А.З.
Провер.
Анашкина А.Е.
«Разделение
геологического
разреза
месторождения на пачки одинаковой
буримости и выбор типа буровых долот»
Лит.
Листов
18
ТИУ, ВИШ, БСб-20-1

Определение показателей на интервале 1000-1500 метров.
Производится аналогичный расчет , как для интервала 400-1000 метров.
81<160<174<186<199<210<221<250<287<303<309<875 является членом вариационного ряда. и являются грубыми ошибками и исключаются из вариационного ряда.
После исключения грубых ошибок, вариационный ряд принимает вид:
81<160<174<186<199<210<221<250<287<303
Будут определены характеристики данного вариационного ряда.
Среднее значение:
̅̅̅
∑
̅̅̅
Среднее квадратичное отклонение:
√
∑
(
̅̅̅)
Лист
9
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ

Определение показателей на интервале 1500 - 2000 метров.
60<74<81<86<99<110<111<150<187<203<209<775 является членом вариационного ряда. и являются грубыми ошибками и исключаются из вариационного ряда.
После исключения грубых ошибок, вариационный ряд принимает вид:
60<74<81<86<99<110<111<150<187<203
Будут определены характеристики данного вариационного ряда.
Среднее значение:
̅̅̅
∑
̅̅̅
Среднее квадратичное отклонение:
√
∑
(
̅̅̅)
Лист
10
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ

Определение показателей на интервале 2000 – забой.
81<87<94<100<106<111<125<144<152<155<716<975 является членом вариационного ряда. и являются грубыми ошибками и исключаются из вариационного ряда.
После исключения грубых ошибок, вариационный ряд принимает вид:
81<87<94<100<106<111<125<144<152<155
Будут определены характеристики данного вариационного ряда.
Среднее значение:
̅̅̅
∑
̅̅̅
Среднее квадратичное отклонение:
√
∑
(
̅̅̅)
Лист
11
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ

1.2 Проверка однородности пачки одинаковой буримости
Необходимо рассчитывается и проверяется пачки с целью их возможного объединения.
Необходимо вычислить общее квадратичное отклонение для сравнения двух соседних рядов.
√
(
)
(
)
√
( )
( )
Также вычисляется параметр распределения Стьюдента:
̅̅̅
̅̅̅
√
√
Значение сравнивается с значением при величине надежности 0,95 и определенном числе свободы:
Данному соответствует значение
, различия значений
̅̅̅
̅̅̅ статически значимо на интервалах 400
– 1000 и 1000 – 1500 метров, поэтому пачки не должны быть объединены.
Лист
12
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ

Для следующих интервалов совершается аналогичная проверка.
√
( )
( )
√
Значение сравниваются с значением при величине надежности 0,95 и определенном числе свободы:
Данному соответствует значение
, различия значений
̅̅̅
̅̅̅ статически значимо на интервалах
1000 - 1500 и 1500 -2000 метров, поэтому пачки не должны быть объединены.
√
( )
( )
√
Значение сравниваются с значением при величине надежности 0,95 и определенном числе свободы:
Данному соответствует значение
, различия значений
̅̅̅
̅̅̅ статически значимо на интервалах
1500 – 2000 и 2000 – забой, поэтому пачки должны быть объединены.
Лист
13
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ

Вывод:
- на интервалах 400 – 1000 м. и 1000 – 1500 м., пачки не должны быть объединены.
- на интервалах 1500 – 2000 м. и 2000 – забой должны быть объединены.
Лист
14
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ

2. Выбор типа буровых долот по механическим свойствам
горных пород и определение осевой нагрузки на долото
2.1 Предварительный выбор типа долот.
Таблица 3 – Параметры пород
Интервалы
Породы
Твердость Абразивность
, Мпа
400 – 1000
Ґлины
3 2
280
Известняки глини- стые
5 2
1000 1000 – 1500
Глины
3 2
280
Аргиллиты
3 3
380 1500 – 2000
Алевролит
5 6
750 2000 – забой
Нефтенасыщенные песчаники
7 5
2000
Учитывая, что глубина скважины по варианту равна 1900 м, то интервал
2000 – забой, учитывать не будем. Таким образом последним интервалом считается 1500 – забой. Объединяются пачки одинаковой буримости и рас- считывается для каждой пачки их среднюю твердость и абразивность.
Таблица 4 – Средние значения параметров пород для каждого интервала
Интервалы
Твердость
Абразивность
, МПа
400 - 1000 4
2 640 1000 - 1500 3
2,5 330 1500-забой
5 6
750
Необходимо использовать данные таблицы 4 для выбора рекомендуемого типа долот для каждой пачки.
Рекомендуемый тип долота – М
Предварительно принимаем долото – БИТ 295,3 ВТ 419 СР
Рекомендуемый тип долота – М
Предварительно принимаем долото –БИТ 220,7 ВТ 416 У
Рекомендуемый тип долота – СЗ
Предварительно принимаем долото- III 215,9 СЗ-ГНУ
Лист
15
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ

2.2 Определение осевой нагрузки на долото.
Осевую нагрузку на долото, по имеющимся данным по твердости горных пород по штампу определяется по формуле:
Где,
– интенсивность осевой нагрузки в кН на один мм диаметра до- лота.
Осевая нагрузка на долото первой пачки: БИТ 295,3 ВТ 419 Р,
= 0,5:
Осевая нагрузка на долото второй пачки: БИТ 220,7 ВТ 416 У,
= 0,5:
Осевая нагрузка на долото третей пачки:
III 215,9 СЗ-ГНУ,
= 1:
Сравнение расчетных значений осевых нагрузок на долото.
Максимально допустимые нагрузки на долото:
Таблица 5 – Допустимые значения осевых нагрузок
Диаметр D, мм
165,1 190,5 215,9 244,5 269,9 265,3
Осевая нагрузка, кН 150 220 260 300 320 400
Необходимо сравнить расчетные значения осевых нагрузок с табличны- ми:
Первая пачка 400 – 1000.
, значит долото выбрано правильно.
Вторая пачка 1000 – 1500.
, значит долото выбрано правильно.
Третья пачка 1500 – забой.
, значит долото выбрано правильно.
Лист
16
30-1002.РГП.КР.088.2022.ПЗ