Раздел 2. Колонковое бурение

Тема 1. Общая схема колонкового бурения. Преимущества и недостатки. Производственный цикл бурения скважины.

Тема 2. Буровые установки для колонкового бурения. Станки и насосы. Вышки и мачты. Организация спуско-подъемных операций. Способы транспортировки и монтажа бурового оборудования.

Тема 3. Инструмент для колонкового бурения. Состав бурового снаряда. Назначение отдельных элементов. Колонковый набор. Твердосплавные и алмазные коронки. Бурильные трубы, способы их соединений. Легкосплавные и утяжеленные бурильные трубы. Вспомогательный и аварийный инструмент.

Тема 4. Крепление скважин. Обсадные трубы и их соединения. Конструкции скважин. Выбор конечного диаметра скважины.

Тема 5. Удаление шлама с забоя скважины. Промывка скважин. Схемы промывки. Вида промывочных жидкостей, их основные свойства. Продувка скважин, область применения.

Тема 6. Технология бурения. Роль технологических параметров режима бурения. Подбор рациональных параметров для твердосплавного и алмазного бурения.

Тема 7. Отбор керна при бурении. Понятие «выход керна». Причины снижения выхода керна. Способы повышения выхода керна.

Тема 8. Ударно-вращательное и вращательно-ударное бурение. Гидроударники и пневмоударники. Преимущества, область применения способов.

Тема 9. Искривление скважин, направленное и многозабойное бурение. Причины искривления. Технические средства направленного бурения. Многозабойное бурение. Кернометрия.

Тема 10.Осложнения при бурении, методы борьбы. Аварии и методы их предупреждения и ликвидации. Аварийный инструмент.

 

Раздел 3. Бурение неглубоких скважин

Тема 1. Общие сведения. Способы бурения неглубоких скважин. Ударно-канатное бурение. Область применения. Общая схема станка. Состав бурового снаряда. Технология бурения.

Тема 2. Медленно-вращательное бурение. Область применения. Инструмент, особенности технологии.

Тема 3. Шнековое бурение. Область применения. Оборудование и инструмент. Технология бурения. Комбинированное бурение.

Тема 4. Вибрационное и пенитрационное бурение. Области применения. Схемы, особенности технологий.

 

Раздел 4. Роторное и турбинное бурение

Тема 1. Бескерновое бурение. Область применения. Инструмент для бескернового бурения. Особенности технологии бурения.

Тема 2. Роторное бурение. Общая схема. Буровое оборудование и инструмент. Особенности технологии бурения.

Тема 3. Турбинное бурение. Общая схема. Преимущества, область применения. Электробурение. Особенности технологии бурения.

Тема 4. Бурение скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. Особенности технологии бурения. Конструкции скважин. Оборудование скважин фильтрами.

 

Раздел 5. Технико-экономические показатели и перспективы развития разведочного бурения

Тема 1. Качественные и количественные показатели бурения. Производительность и себестоимость бурения. Скорости бурения. Пути улучшения показателей бурения. Перспективы развития разведочного бурения. Оптимизация процесса бурения. Организация работ. Правила безопасного ведения работ.

 

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

 

Занятие 1 Состав бурового снаряда. Твердосплавные и алмазные коронки.

Занятие 2. Крепление скважин. Обсадные трубы. Выбор конечного диаметра скважины. Построение проектной конструкции скважины.

Занятие 3. Расчет параметров режима бурения

Занятие 4. Двойные колонковые снаряды, комплексы КГК и ССК

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

 

ВВЕДЕНИЕ

По целевому назначению скважины подразделяются на добычные, геологоразведочные и технические. Бурение геологоразведочных скважин является основным способом поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. В данной контрольной необходимо составить проект бурения скважины для детальной разведки твердого полезного ископаемого.

При изучении курса студенты должны приобрести теоретические сведения и практические навыки решения задач, связанных с составлением проекта на бурение разведочных скважин, научиться ориентироваться в различных способах бурения скважин, самостоятельно строить проектные конструкции скважин, выбирать буровое оборудование и инструмент, определять рациональную технологию бурения.

В процессе изучения курса предусмотрено написание контрольной работы. В контрольной работе должны быть решены следующие задачи:

1. - выбор способа бурения;

2. - построение проектной конструкции скважины;

3. - выбор бурового оборудования;

4. - выбор бурового инструмента;

5. - выбор типа очистного агента;

6. - расчет рациональных параметров режима бурения;

7. - разработка мероприятий по повышению выхода керна;

8. - ликвидация скважины;

9. - составление геолого-технического наряда.

Ниже приведены десять вариантов проектных геологических разрезов, для которых составляется проект на бурение геологоразведочных скважин.

Вариант контрольного задания соответствует последней цифре шифра студенческого билета.

Вариант 1

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	7	7	Грунтовый слой	II
2	7	80	73	Суглинки с включением гальки	III
3	80	110	30	Известняк кавернозный	V
4	110	150	40	Плотный мергель	IV
5	150	380	230	Кварцевые порфиры	VIII
6	380	470	90	Медноколчеданные жилы	IX-XI
7	470	500	30	Кварцевые порфиры	VIII-IX
Особые условия:			Интервал 0 - 150 м без отбора керна

 

Вариант 2

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	3	3	Грунтовый слой	II
2	3	90	87	Глинистые сланцы	VII
3	90	110	20	Гнейс трещиноватый	VIII
4	110	120	10	Кварц сливной	XII
5	120	260	140	Гнейс	VIII
6	260	280	20	Пегматит редкоземельный	IX-XI
7	280	300	20	Гнейс	VIII
Особые условия:			Интервал 0 - 120 м без отбора керна

 

Вариант 3

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	10	10	Песок	II
2	10	40	30	Глина пучащая	IV
3	40	120	80	Известняк разрушенный	V
4	120	320	200	Алевролит	VI
5	320	520	200	Песчаник абразивный	VII
6	520	670	150	Медноникелевые жилы	X
7	670	700	30	Фельзит	X
Особые условия:			Интервал 0 - 320 без отбора керна

Вариант 4

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	7	7	Почвенно-растительный слой	II
2	7	70	63	Среднезернистый песок	II
3	70	110	40	Глинистый песчаник	VII
4	110	120	10	Разнозернистый песок	II
5	120	310	190	Плотные глины	IV
6	310	370	60	Силикатно-никелевые руды	VI-VII
7	370	400	30	Сиенит	VIII
Особые условия:			Интервал 0 - 120 без отбора керна

 

Вариант 5

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	10	10	Супесь	II
2	10	80	70	Суглинки	III
3	80	100	20	Глинистые сланцы	VII
4	100	115	15	Известняк трещиноватый	II-III
5	115	140	25	Песчаник абразивный	VII
6	140	170	30	Известняк плотный	V
7	170	195	25	Бокситы	IV-V
8	195	220	25	Песчанистые сланцы	VII
Особые условия:			Интервал 0 - 140 без отбора керна

 

Вариант 6

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	12	12	Валунно-галечные отложения	II-V
2	12	20	8	Среднезернистый песок	II
3	20	80	60	Суглинки	III
4	80	260	180	Песчаник абразивный	VII
5	260	280	20	Алевролит	VI
6	280	285	5	Каменная соль	III
7	285	300	15	Доломит	VII
Особые условия:			В интервале 0 - 80 многолетнемерзлые породы

Вариант 7

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	15	15	Почвенный слой	II
2	15	40	25	Песок	II
3	40	60	20	Глина	IV
4	60	65	5	Мергель	VI
5	65	90	25	Боксит	IV
6	90	100	10	Мергель	VI
Особые условия:			Интервал 0 - 60 без отбора керна

 

Вариант 8

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	5	5	Почвенный слой	II
2	5	95	90	Песок	II
3	95	295	200	Плотные глины	IV
4	295	500	205	Песчаник абразивный	VII
5	500	750	250	Гнейс	VIII
6	750	780	30	Титаномагнетитовые руды	XI
7	780	800	20	Гранит	X
Особые условия:			Интервал 0 - 295 м без отбора керна

 

Вариант 9

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	5	5	Почвенный слой	II
2	5	120	115	Песок среднезернистый	II
3	120	170	50	Глина	IV
4	170	250	80	Известняк кавернозный	V
5	250	400	150	Песчаник абразивный	VII
6	400	660	260	Гранит	X
7	660	670	10	Молибдено-вольфрамовая жила	XI
8	670	700	30	Гранит	X
Особые условия:			Интервал 0 - 260 без отбора керна

Вариант 0

Номер слоя	Мощность слоя, м			Описание пород (вид полезного ископаемого)	Категория пород по буримости
	от	до	всего
1	0	7	7	Суглинки	II
2	7	20	13	Песок	II
3	20	60	40	Глина	IV
4	60	175	115	Аргиллит	VI
5	175	180	5	Бурый уголь	II
6	180	200	20	Известняк	V
Особые условия:			Интервал 0 - 60 без отбора керна

 

 

ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ

Выбор способа бурения скважин зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются: целевое назначение скважины, тип полезного ископаемого, физико-механические свойства горных пород.

В данной контрольной необходимо составить проект бурения скважины для детальной разведки месторождения твердого полезного ископаемого. Тип полезного ископаемого приведен в контрольном задании (полезное ископаемое – предпоследний слой).

Основными физико-механическими свойствами горных пород, определяющими выбор способа и технологии бурение скважин, являются: связность, пористость, устойчивость, плотность, прочность, твердость, абразивность. Для проектирования и нормирования бурения геолого-разведочных скважин используется обобщенный показатель физико-механических свойств горных пород – буримость. Для вращательного бурения скважин в настоящее время принята классификация горных пород по буримости, включающая 12 категорий. Породы I – IV категории называ-ются мягкими, V – VIII категории – породами средней твердости, IX – X категории – твердыми, XI – XII категории – крепкими. Категории пород по буримости приведены в задании.

Бурение геологоразведочных скважин осуществляется механическим способом, при котором горная порода на забое разрушается под воздействием породоразрушающего инструмента. В зависимости от характера движения породоразрушающего инструмента к механическим способам бурения относятся: вращательное, ударно-вращательное и ударное.

Наиболее распространенным является вращательное бурение. Вращательное бурение подразделяется на бескерновое и колонковое.

При бескерновом бурении горная порода разрушается по всей площади забоя, бурение производится без отбора керна. Бескерновое бурение применяется при разведке жидких и газообразных полезных ископаемых. При разведке твердых полезных ископаемых бескерновое бурение применяется на стадии детальной разведки при проходке верхних, хорошо изученных, слоев пород. Бескерновое бурение позволяет повысить производительность геологоразведочных работ, но обязательно должно сопровождаться геофизическими исследованиями в скважинах.

При колонковом бурении горная порода разрушается по кольцевому забою, а в центре скважины остается ненарушенный столбик породы – керн. Керн используется для изучения структуры и вещественного состава горных пород. Колонковое бурение является основным способом разведки месторождений твердых полезных ископаемых. Кроме того, колонковое бурение широко применяется при бурении картировочных, структурно-поисковых, инженерно-геологических и гидрогеологических скважин.