Разведочное бурение (стр. 4 из 8)
· Колонковые наборы
В колонковый набор, предназначенный для бурения снарядом со съемным керноприемником, входят: наружная колонковая труба 16;внутренняя керноприемная труба 17; кернорвательное кольцо 21 и кернорватель 22, подшипниковый узел 7, опорное кольцо 5, стабилизатор 18, специализированный переходник 6, переходник на бурильные трубы 1.
Колонковый набор снаряда со съемным керноприемником конструкции ВИТРа
1—переходник с наплавками релита; 2 — головка подшипникового узла; 3 — возвратная втулка; 4 — пружина; 5 — стопоры; 6—переходник наружной колонковой трубы; 7— подшипниковый узел; 8—опорное кольцо; 9 — вал; 1О - контргайка; 11—резиновые манжеты; 12— резиновые кольца: 13 — направляющая втулка; 14— упорны» шарикоподшипник; 15—пружина; /б—наружная колонковая труба; 17—керноприемная труба;
/в—стабилизатор; 19—алмазный расширитель; 20 — упорное кольцо; 21—кернорвательное кольцо; 22—корпус кернорвателя; 23—алмазная коронка
Наружные колонковые трубы, имеющие значительную толщину, воспринимают крутящий момент, осевую нагрузку и усилие при срыве керна. В целях обеспечения хорошей сбалансированности колонковых наборов к наружным трубам предъявляются повышенные требования по точности изготовления, чистоте обработки, разносторонности и кривизне. Допуск по наружному и внутреннему диаметрам не должен превышать ±0,2 мм; наружная поверхность должна иметь четвертый, а внутренняя пятый классы чистоты; кривизна труб не должна быть больше 0,2 мм на 1 м длины; трубы изготовляют из стали 40Х.
Внутренние керноприемные трубы колонковых наборов в процессе эксплуатации не испытывают больших нагрузок, и толщина их в связи с этим составляет 2,2—2,8 мм. Однако требования к точности изготовления керноприемных труб, чистоте поверхности, прямолинейности так же высоки, как и для наружных колонковых труб. На обоих концах керноприемной трубы имеется наружная колонковая резьба: в колонковых наборах ССК-59 это специальная резьба, разработанная ВИТР; Нижняя часть керноприемной трубы центрируется с помощью стабилизатора 18, представляющего собой бронзовый подшипник скольжения. Стабилизатор размещен в цилиндрической проточке алмазного расширителя и имеет различное число выступов и впадин. К керноприемной трубе 17 снизу присоединяется кернорватель 22. Верхняя часть внутренней керноприемной трубы соединяется с подшипниковым узлом 7, который исключает вращение керноприемной трубы в процессе бурения, обеспечивая сохранность керна от разрушения. За головку 2 осуществляется захват и извлечение съемного керноприемника. В подшипниковом узле имеются две резиновые манжеты 11, предназначенные для сигнализации о заполнении керноприемной трубы керном или о самозаклинивании керна. При самозаклинивании керна керноприемная труба, зависнув на керне, прекращает поступательное движение, в то время как наружная труба продолжает опускаться вниз. Торцовой поверхностью переходник 6 начинает передавать осевую нагрузку на защелки и далее через удлинитель. В результате этого резиновые манжеты начинают сжиматься и, увеличиваясь по наружному диаметру, перекрывают доступ промывочной жидкости к забою. Повышение давления, означающее самозаклинивание керна, отмечается манометром промывочного насоса.
4.2.3.Разработка специального режима бурения при проходке по полезному ископаемому
Как говорилось выше, перед началом прохода 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.
В случае нашей проектируемой скважины нам заданы стандартные режимы бурения, что говорит о том, что мы можем пренебречь некоторой долей рациональности параметров работы инструмента. Однако, цель любого инженера бурильщика в рациональном сочетании и изменении параметров режима работы породоразрушающего инструмента - это является одним из основных факторов управления процессом бурения.
Породы, по которым ведётся бурение, относятся к IV группе по отбору керна, поэтому углубка за рейс составит 2.5 м.
5.Искривление скважин и инклинометрия
5.1.Предупреждение и борьба с искривлением скважин
[6 стр.299-301]
Разведочные скважины могут иметь любое первоначальное направление в зависимости от поставленной геологической задачи и местоположения точки заложения скважины. В процессе бурения скважины отклоняются от прямолинейного первоначального направления, т.е. искривляются. Отклонение скважины от прямолинейного направления называется искривлением скважины.
Об искривлении скважины свидетельствуют повышенный износ бурильных труб и их соединений, задержки снаряда и снижение нагрузки на крюке, увеличение мощности на вращение инструмента, перегрузка двигателя и связанный с ней нагрев отдельных узлов станка.
Основные причины искривления скважин:
· Геологические
Пересечение под острым углом буровым снарядом перемежающихся по твёрдости слоёв, тектонических нарушений, однородных пород, имеющих различную твёрдость в разных направлениях, встреча твёрдых включений в мягких породах.
· Технические
Неправильная установка станка, потеря жёсткости крепления шпинделя, забуривание скважины без направляющей трубы, эксцентричное закрепление труб в патроне, погнутость труб, короткий колонковый набор, переход с большого диаметра скважины на меньший без направляющий.
· Технологические
Чрезмерная осевая нагрузка при пониженной частоте вращения, повышенный расход промывочной жидкости, большой зазор между колонковым набором и стенками скважины, наличие каверн.
Значительная кривизна скважины осложняет режим работы, часто приводит к поломке бурильных труб, затрудняет производство ловильных работ и искажает истинную мощность пород. Поэтому необходимо принимать все возможные меры к тому, чтобы скважина бурилась с наименьшим углом отклонения от заданного направления.
Чтобы избежать искривления скважины нужно правильно обосновать и выбрать рациональную для данных условий бурения траекторию скважины, правильно рассчитать траекторию скважины и выбрать технические средства и режимы бурения.
Бурение скважины должно сопровождаться систематическим контролем за кривизной её стволов. Своевременное обнаружение аномального отклонения ствола скважины от заданного проектного профиля позволяет вовремя принять необходимые меры по его устранению.
Контроль кривизны делится на два вида: 1) оперативный контроль, осуществляемый буровой бригадой через определённые интервалы в процессе проходки скважины; 2) плановый контроль, осуществляемый каротажными отрядами по окончании бурения скважины по всему её стволу или в определённых интервалах.
Для контроля отклонений ствола скважины применяют разного рода инклинометры.
5.2.Инклинометрия скважин
Положение скважины в пространстве определяется с помощью инклинометрических измерений. Инклинометрия является одним из методов геофизических исследований в скважинах, который использует особенности некоторых геофизических полей для определения пространственного положения скважины в пространстве.
Инклинометрия скважин - метод определения основных параметров (угла и азимута), характеризующих искривление буровых скважин, путём контроля инклинометрами с целью построения фактических координат бурящихся скважин. По данным замеров угла и азимута искривления скважины, а также глубины ствола в точке замера строится план (инклинограмма) - проекция оси скважины на горизонтальную плоскость и профиль - вертикальная проекция на плоскость магнитного меридиана, широтную или любую др. Таковой обычно принимается плоскость, в которой составляется геологический разрез по месторождению, проходящий через исследуемую скважину. Наличие фактических координат бурящихся скважин позволяет точно установить точки пересечения скважиной различных участков геологического разреза, т. е. установить правильность бурения в заданном направлении.
Для определения угла и азимута искривления буровой скважины с целью контроля её пространственного положения используют инклинометр. Инклинометры, обеспечивающие измерение искривления скважины включаются в состав каротажных станций, монтируемых на специальных машинах, которыми оснащаются геофизические отряды.
6.Буровое оборудование и инструменты
6.1.Выбор и описание буровой установки
[11, часть 1, стр.78-81]
Для бурения данных скважин будем использовать передвижную буровую установку УКБ-5П . Буровая установка предназначена для бурения вертикальных и наклонных (90 – 600) геологоразведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые глубиной до 800 м алмазными коронками диаметром 59 мм и шарошечными долотами. В комплект передвижной буровой установки УКБ-5П входят:
· буровой станок СКБ-5
· труборазворот РТ-1200М
· насос НБЗ-120/40
· контрольно-измерительная аппаратура Курс-411
· мачта с комплектом грузоподъёмных приспособлений МБТ-5