3.1.Выбор и обоснование породоразрушающего инструмента
На интервале скважины 0 - 7 м, сложенном суглинками, отбор керна не нужен, поэтому будем бурить шарошечным долотом типа М (рис.4), предназначенным для бурения в породах I-IV категории по буримости.
Для бурения пород VI-VIII категорий по буримости применяем алмазную однослойную зубчатую коронку типа К-02(рис.2).
Коронки К-02 является специальной алмазной коронкой для бурения скважин снарядами со съёмными керноприёмниками типа ССК.
При бурении снарядом со съёмным керноприёмником ССК-59 будем использовать алмазный расширитель РСА-1.
3.2.Расчёт и обоснование принятых осевых нагрузок
1.Осевая нагрузка на шарошечное долото рассчитывается исходя из удельной нагрузки на 1 см диаметра долота в пределах от 100 даН для пород I категории до 300 даН для пород IV категории по буримости.
Для расчёта принятой осевой нагрузки на шарошечное долото применяем следующую формулу: C = C0D (1)
Где C0 - осевая нагрузка на 1 см диаметра долота (даН)
D - диаметр долота (см)
| Тип долота | Категории пород по буримости | Удельная нагрузка на 1 см диаметра долота C0 ,даН | Окружная скорость вращения долота, м/с | Удельный расход промывки на 1 см диаметра долота |
| Шарошечное типа М | I-III | 150-250 | 1.4 – 1.2 | 40-30 |
[Спиридонов Б.И. ,,Разведочное бурение’’ Методические указания, стр.19]
C = (150÷250)•9.3 = 1395÷2325(даH)
Принимаем осевую нагрузку величиной 2325 даН.
2.При бурении алмазными коронками с комплексом ССК-59 будем использовать стандартную осевую нагрузку для этого комплекса, она принимается равной 17 кН.
[11, часть 1, стр.360]
| Тип коронки и расширителя | Шифр | Диаметр коронки, мм |
| Однослойная Зубчатая | К-02 | 59 / 35.4 |
| Расширитель для ССК - 59 | РСА - 1 | 59.4 |
[1 ,,Колонковое бурение”, стр.209]
3.3.Расчёт и обоснование принятых частот вращения
1.Частота вращения шарошечного долота принимается в соответствии с диаметром долота (в нашем случае 93 мм) в пределах 100-300 об/мин.
[4. ,,Разведочное бурение’’, стр.286]
2.Частоту вращения алмазных коронок берём стандартную для комплекса ССК-59, равную 1500 об/мин.
[11, часть 1, стр.360]
3.4.Выбор и обоснование параметров промывочной жидкости
В современных условиях геологоразведочного бурения очистка скважины от шлама разбуренной породы проводится непрерывно в процессе бурения промывкой технической водой, специальными жидкостями и растворами.
Наиболее распространённый способ очистки скважины - промывка различными промывочными жидкостями. Промывочная жидкость, применяемая в бурении, должна удовлетворять следующим требованиям:
· полностью очищать забой скважины от разбуренной породы, чтобы породоразрушающий инструмент мог работать всё время на чистом забое
· закреплять стенки скважины при бурении в осадочных неустойчивых рыхлых породах, способных к обвалам и обрушениям
· предупреждать возможность прорыва пластовых вод в скважину в процессе бурения
· поддерживать частицы выбуренной породы во взвешенном состоянии во время перерывов в работе, когда промывочная жидкость в скважине в полном покое
· интенсивно охлаждать породоразрушающий инструмент в процессе бурения
Для приготовления промывочной жидкости в нашем случае будем использовать глинопорошок. Качество глинопорошков и глинистых растворов из них зависит от технических условий. Все глинопорошки поставляются в бумажных мешках массой по 40 кг; мешки маркируются, каждая партия глинопорошка должна иметь паспорт с указанием даты изготовления и качественных показателей глинопорошка.
Будем использовать глинопорошок для приготовления промывочной жидкости со следующими качественными показателями:
· Вязкость-22 с
· Плотность-1.21 г/см3
· Водоотдача-14 см3/30 мин
· Толщина корки не более 2 мм
· Стабильность –0.01 г/см3
· Содержание песка-3%
[Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин, часть 2, стр.111]
Для приготовления промывочной жидкости будем использовать глиномешалку МГ-2-4.
3.5.Расчёт и обоснование принятых значений расхода
промывочной жидкости по интервалам
При бурении по суглинкам в интервале 0-7 м будем применять глинистый высококачественный раствор нормальной концентрации.
Далее бурение идёт по устойчивым породам, вследствие чего будем применять малоглинистый водный раствор.
Расход промывочной жидкости Q определятся по формуле:
Q=kD
Где к - расход промывочной жидкости на 1 см диаметра породоразрушающего инструмента
D-диаметр породоразрушающего инструмента
1.При бурении шарошечным долотом будем использовать рекомендуемый расход промывочной жидкости, равный 200 литр/мин.
[4. ,,Разведочное бурение’’, стр.286]
2.При бурении комплексом ССК-59 будем использовать рекомендуемый расход промывочной жидкости для породоразрушающего инструмента комплекса, равный 60 литр/мин.
[Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин, часть 1, стр.360]
4.Повышение качества отбора керна
4.1.Отбор керновых проб по вмещающим породам
Отбор керновых проб по вмещающим породам будем вести, начиная с глубины 7 метров алмазными коронками с применением специального снаряда со съёмным керноприёмником ССК-59.
4.2.Отбор керна по полезному ископаемому
Перед началом отбора керна по полезному ископаемому определяется контакт вмещающей породы с полезным ископаемым, который позволит принять необходимые меры, обеспечивающие получение заданного выхода керна. Контакт породы с полезным ископаемым определяют по изменению механической скорости бурения. Встретив кровлю полезного ископаемого, бурение прекращают, скважину тщательно промывают, заклинивают керн и поднимают его на поверхность. В процессе подъёма производят контрольный замер глубины скважины. В зависимости от физико-механических свойств полезного ископаемого устанавливается режим бурения.
Породы, по которым ведётся бурение, относятся к IV группе по отбору керна, поэтому углубка за рейс составит 2.5 м.
[11, часть 1, стр.321]
4.2.1.Анализ факторов, снижающих выбор керна
Выход керна при колонковом разведочном бурении зависит от целого ряда факторов, которые можно объединить в несколько групп: геологические, технические, технологические и организационные.
· Геологические
Горные породы при колонковом бурении рассматриваются главным образом с точки зрения их буримости, выхода керна и устойчивости на стенках скважины. В большинстве случаев мягкие, рыхлые породы легко бурятся, но дают низкий выход керна и неустойчивы на стенках скважины. Эти показатели зависят от физико-механических свойств горных пород.
Знание геологических условий позволяет заранее принять меры по обеспечению хорошего выхода керна и нормального процесса бурения.
Основными физико-механическими свойствами горных пород, оказывающими влияние на процессы бурения, являются прочность, твёрдость, абразивность и устойчивость.
Все горные породы и полезные ископаемые целесообразно разделить на группы по признакам разрушения керна, что позволит наметить конкретные мероприятия по обеспечению выхода керна.
· Технические
Технические факторы, оказывающие влияние на выход керна и его качество, определяются главным образом конструктивными особенностями колонкового снаряда и породоразрушающего инструмента, а также условия их работы. Сюда относятся каналы, направляющие поток промывочной жидкости до начала и во время бурения, каналы дренажа жидкости из керноприёмной трубы, конструкция керноприёмной трубы и её соединений, способ заклинки керна, конструкция породоразрушающего инструмента, диаметр и наклон скважины, качество промывочного агента и вибрация.
· Технологические
К технологическим факторам, влияющим на сохранность керна при бурении, относятся: количество подаваемой жидкости на забой скважины во время бурения, скорость вращения породоразрушающего инструмента, осевое усилие на породоразрушающий инструмент, величина проходки за рейс.
· Организационные
Успешное получение качественного керна в значительной мере зависит от умения бурового персонала правильно применять наиболее эффективные средства в данных условиях бурения и правильно организовывать производство буровых работ.
Основными организационными мероприятиями, способствующими повышению выхода керна, являются:
- Квалифицированный инструктаж бурового персонала со стороны технического и геологического руководства персонала по применению наиболее эффективных методов и средств получения керна в данных геологических условиях бурения.
- Обеспечение буровых бригад техническими средствами и поддержании их в исправном состоянии. На буровой должно быть несколько однотипных колонковых снарядов, что даёт возможность при работе одним снарядом одновременно подготавливать к работе другой.
- Непрерывный контроль за процессом бурения по полезному ископаемому и своевременная документация поднятого керна. Выполнение этих мероприятий обеспечивает привязку кернового материала к сопутствующему интервалу скважины, существенно облегчая разбивку рудного тела на зоны и предохраняет геологическую службу от ошибок при опробовании, связанных с неравномерным выходом керна. Кроме того тщательная и точная документация рудного керна, производимая сразу вслед за подъёмом его из скважины, позволит провести анализ зависимости выхода керна от технологии бурения и немедленно принять конкретные меры по улучшению результатов бурения.