Проектирование геологоразведочной скважины на Яковлевском месторождении

Проектирование геологоразведочной скважины на Яковлевском месторождении

Содержание

Введение

. Геологическое описание объекта

. Характеристика геологического разреза

. Обоснование способа бурения

. Проектирование конструкции скважины

. Проектирование режимов бурения

. Выбор бурового инструмента и оборудования

. Техническая характеристика элементов бурового снаряда

. Режим бурения с учетом технических характеристик выбранного оборудования

. Мероприятия по увеличению выхода керна

. Мероприятия и технические средства по предупреждению осложнений и аварий при бурении

. Техническая и экологическая безопасность работ

. Спецификация основного оборудования, инструмента и материалов необходимый для бурения скважины

Заключение

Список литературы

Введение

 

Курсовой проект выполняется по дисциплине “Техника разведки”. Цель курсовой работы - закрепление и углубление знаний, полученных при изучении курса “ Техника разведки “ с учетом требований, а также развитие навыков самостоятельной работы со специальной и справочной литературой при решении инженерных задач геологоразведочного производства.

А также цель курсового проекта - это разработать конструкцию скважины, выбрать способ бурения, оборудование и инструмент, определить режим бурения и специальных мероприятий, проводимый в данной скважине.

 

1.
Геологическое описание объекта

 

Яковлевское месторождение относится к группе метаморфизованных месторождений. Возникновение метаморфизованных месторождений обычно обусловлено процессами регионального и контактового метаморфизма, соответственно выделяется их 2 класса.

К числу регионально метаморфизованных месторождений относятся в первую очередь широко известные железистые кварциты.

Железистые кварциты, занимая огромные площади, широко распространены в докембрийских толщах платформ. Наиболее вероятно, что первично это были осадочные химические или же вулканогенно-осадочные месторождения. Существует оригинальная космическая гипотеза, предполагающая, что в докембрии Земля проходила во Вселенной через туманность железистой пыли, которая сорбировалась земной поверхностью. Железистые кварциты состоят из чередующихся слойков минералов железа (магнетит, гематит, мартит) и нерудных (кварца, хлорита, биотита, амфиболов, пироксена, карбонатов).

К Яковлевскому месторождению относятся железистые кварциты с богатым содержанием железа (свыше 50%).

Они разрабатываются и по добыче и запасам являются основным промышленным типом железных руд. Генезис богатых руд дисскусионен. Широко известны представления о метасоматическом их происхождении в связи с более поздним гранитным магматизмом или же глубинной циркуляцией щелочных подземных вод. Наиболее вероятно все же их образование за счет древнего выветривания.

Железные руды залегают на глубине примерно 310-470 м. Глубина скважины 390 м.

 

2.
Характеристика геологического разреза

 

Наш разрез представлен породами различной категории буримости. Идет переслаивание бокситов, известняков и песков с глиной.

На интервале 165-295 м, где располагаются в основном глины с песками, будет происходить поглощение промывочной жидкости, поэтому при выборе промывочной жидкости это следует учесть.

Категории буримости пород:

 - почвенно-растительный слой и суглинки …….I-II

 - песчаники………………………………………..III

 - пески и глины……………………………………II-III

 - известняки……………………………………...IV-VI

 - богатые железистые кварциты……………….....VIII

 - тонко полосчатые железистые кварциты………..IX

 

Обоснование способа бурения

 

В данном геологическом разрезе целесообразно использовать 2 способа бурения:

бескерновое бурение на интервале 0-295 м, так как на этом интервале отбор керна не требуется и к тому же этот способ очень эффективный и производительный;

колонковое бурение на интервале 295-390 м, так как этот способ дает возможность получить керн при относительно невысоком расходе энергии

4.
Проектирование конструкции скважины

 

Конструкция скважины - это характеристика буровой скважины, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а также диаметры и глубины обсадных колонн, установленных в скважине. Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются: ее целевое назначение, требуемый конечный диаметр, геолого-технические условия и глубина бурения. Конструкция скважины должна быть экономичной и рациональной, то есть обеспечивать аварийную проходку с высокими технико-экономическими показателями. Проектирование начинается с определения конечного диаметра скважины.

Общую глубину скважины берем равной 390 м, вследствие того, что полезное ископаемое (медный колчедан) залегает на глубине 310м. Для конструкции данной скважины наиболее рационально выбрать 3 ступени, как минимально возможное число для исследуемого геологического разреза. Конечная ступень скважины будет в интервале от 295 до 390 м, диаметром 59 мм. Вторая ступень будет находиться в интервале от 35 до 295 м, диаметром 76 мм. На глубине от 0 до 35 м будет находиться последняя ступень, диаметром 112 мм.

На основании геологического разреза устанавливается необходимое количество обсадных труб. Обсадные трубы служат для крепления неустойчивых стенок скважины.

В соответствии с данной конструкцией скважины потребуется 2 колонны обсадных труб. Использовать будем обсадные трубы ниппельного соединения. Направляющая колонна на глубине от 0 до 35 м, диаметром 89 мм. Вторая колонна предназначена для закрепления разбухающих стенок скважины на интервале от 35 до 295 м, диаметром 73 мм.

Эта конструкция скважины была сконструирована с учетом всех предполагаемых факторов и осложнений, которые могут возникнуть в скважине. Такой большой диаметр при забурке я беру на тот случай, если в процессе бурения обрушения все-таки будут происходить и придется еще раз обсаживать, то есть уменьшать диаметр скважины. В качестве промывочной жидкости будем использовать нормальный глинистый раствор на интервале 0-165м, глинистый раствор с минимальной водоотдачей с добавлением КМЦ-3% - на интервале 165-295м, эмульсионный раствор - на интервале 295-390м.

Вследствие того, что геологический разрез представлен породами различной категории (от I до X), применяется комбинированный способ бурения. Применяются алмазные (02И3Г) и твердосплавные коронки (СМ3) и различные долота (М, СТ).

Долота типа М следует применять на интервалах 0-35м и 165-295 м. Эти интервалы представлены мягкими породами (пески, глина) и отбор керна на этих интервалах не требуется.

В интервале 35-165 м отбор керна тоже не требуется, но этот участок представлен породами средней твердости, поэтому следует использовать долота типа СТ.

В следующем интервале необходим отбор керна и поэтому будем использовать коронки типа СМ3 на интервале 295-310 м, так как здесь породы средней твердости (известняки). На интервале 310-390 м будем использовать алмазные импрегнированные коронки типа 02И3Г.

При определении типа промывочной жидкости будут учтены геолого-технические характеристики разбуриваемых пород и возможные осложнения. Я считаю, что наиболее оптимальным при бурении на интервале 0-165 м будет нормальный глинистый раствор.

Для интервала 165- 295м более подходит нормальный глинистый раствор с добавлением КМЦ - 3%.

Для интервала 295-390 м наиболее оптимально использовать эмульсионный раствор.

 

5.
Проектирование режимов бурения

 

Режимы бурения выбираем с учетом литературных рекомендаций для всех типов породоразрушающего инструмента, категорий пород и особенностей геологического разреза.

 

Интервалы, м	Тип ПРИ	Осевая нагрузка Р, кН	Частота вращения бурового снаряда n, об/мин	Количество промывочной жидкости Q, л/мин
0-35	112М	4,0	214	156,8
35-165	112СТ	6,4	250	156,8
165-295	76М	5,6	242	106,4
295-310	СМ3-59	4,8	440	82,6
310-390	02И3Г-59	10,0	500	47,2

 

Буровая установка.

Учитывая конструкцию скважины, которая была спроектирована, была выбрана установка, способная пробурить эту скважину и удовлетворяющая всем техническим требованиям. Это буровая установка УКБ-4С. Будем использовать мачту БМТ-5, контрольно-измерительную аппаратуру «Курс - 411», кольцевой элеватор и труборазворот РТ-1200М, бурильные трубы ССК-59 и обсадные трубы.

Техническая характеристика буровой установки:

Параметры	Значения параметров
Глубина бурения, м: -твердосплавными коронками диаметром 93 мм -алмазными коронками диаметром 59 мм -алмазными коронками диаметром 46 мм	300 500 700
Начальный диаметр бурения, мм	151
Диаметр бурильных труб	55; 54; 50; 42
Угол бурения к горизонту	900
Подача инструмента на забой	гидравлическая
Перехват ведущей трубы (54мм)	автоматический
Ход шпинделя, об/мин	155; 280; 390; 435; 640;710; 1100; 1600
Наибольшее усилие подачи шпинделя, даН -вниз - вверх	4000 6000
Наибольшая скорость подачи шпинделя без нагревания, м/мин: -вверх -вниз	0,83 1,10
Грузоподъемность лебедки на прямом канате на 1-ой скорости, даН, не более	2500
Грузоподъемность мачты, кН, не более: - на крюке - на кронблоке	50 100
Максимальный размер свечи, м	9
Укладка свечей	В штангоприемник на подсвечник
Ходовая база установки	Урал-4320
Буровой агрегат	Станок СКБ-4
Промывочный насос	НБ3-120/40
Приводной двигатель	Дизель Д-144-60
Мощность двигателя, к Вт	44
Габаритные размеры установки в рабочем положении, мм -длина - ширина -высота	7600 2800 13200
Масса установки, т	11

 

Техническая характеристика бурового насоса:

Параметры	Значения параметров
Подача, л/мин	15, 19, 40, 70, 120
Давление нагнетателя, МПа	4; 4; 4;2; 4
Высота всасывания, м	До 5
Число плунжеров (цилиндров)	3
Частота вращения коленчатого вала, об/мин	31, 38, 80, 146, 249
Диаметр плунжера, мм	63
Длина хода плунжера, мм	60
Двигатель привода насоса: -тип - мощность, кВт	Дружба-4 1,5
Диаметр шлангов, мм: - всасывающего -нагнетательного	50 38
Габариты насоса: - длина - ширина - высота	910 600 400
Масса насоса, кг	430

 

Мачта типа БМП-5

Особенностью ее является наличие вынесенного за пределы рабочей зоны А-образного портала, на который шарнирно опирается трубчатый несущий ствол мачты. Подсвечники обогреваемые (ПО-6) к установки предназначен, для установки бурильных труб, поднятых из скважины.

 

Тип подсвечникаПО-6
Размер подсвечника, мм - длина -ширина -высота	820 820 570
Масса, кг	85
Емкость для труб диаметром, мм 50 54 60,3 68	72 90 90 90

 

Бурильные трубы

Бурильные трубы служат для: соединения колонкового снаряда с вращателем станка, подачи бурового снаряда по мере углубления скважины и смены породоразрушающего инструмента, передачи на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки и крутящего момента, подачи на забой промывочной жидкости и других вспомогательных работ, выполняемых в процессе бурения скважины.

Бурильные трубы изготавливаются цельнотянутыми бесшовными из высококачественных сталей или специальных сплавов с резьбовыми соединениями трех типов: муфтово-замковыми, ниппельным и «труба в трубу». Резьбовые соединения могут иметь как правую, так и левую резьбу.

При бурении нашей скважины мы будем использовать легкосплавные бурильные трубы ниппельного соединения ЛБТН.

Бурильные трубы ниппельного соединения имеют высаженные внутрь концы, на каждом из которых нарезана внутренняя резьба для соединения труб и свечей ниппелями.

Легкосплавные бурильные трубы ЛБТ изготовляются из алюминиевого сплава Д16Т. ЛБТ изготавливают прямостенными без высадки концов, с большой толщиной стенки (7-9 мм), что обеспечивает их достаточную износостойкость.

ЛБТ обеспечивает возможность бурения на большие глубины, с высокими частотами вращения бурового снаряда и с меньшими энергетическими затратами в сравнении со стальными бурильными трубами за счет меньшей массы колонны (плотность сплава Д16Т=2800 кг/м³), меньшего коэффициента трения о породу, рационального соотношения между диаметрами труб и скважины, а также за счет высокой точности их изготовления. В целом отмечено, что применение ЛБТ обеспечивает рост производительности бурения на 20-25%.

Бурильные трубы для снаряда со съемным керноприемником ССК изготавливаются с высокой точностью из высококачественных сталей (38ХНМ), с гладкой наружной и внутренней поверхностью, тонкостенными, с большим внутренним проходным сечением и малым зазором колонна.

Утяжеленные бурильные трубы УБТ применяются для создания осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент при бурении скважин диаметром 76мм и более; устанавливаются непосредственно над долотом. При использовании УБТ достигается необходимая жесткость нижней части бурильной колонны, что снижает возможность искривления скважины, обеспечивает работу бурового снаряда при высоких частотах его вращения, а также уменьшает износ бурильных труб, повышает надежность работы бурильной колонны. УБТ изготовляется из стали марки 36Г2С, ниппель к ним - из стали марки 40ХН.

Обсадные трубы

Для данной конструкции были выбраны обсадные трубы ниппельного соединения диаметром 89 мм и 73 мм, изготовленные из стали групп прочности С.

 

Ликвидация аварий

1. Работы по ликвидации аварий должны проводиться под руководством лица, имеющего право ответственного ведения буровых работ (буровой мастер, инженер по бурению и т. д.), сложные аварии в скважинах необходимо ликвидировать по плану, утвержденному главным инженером.

2. До начала работ по ликвидации аварий мастер и бурильщик обязаны проверить исправность вышки (мачты), оборудования, талевой системы, спускоподъемного инструмента и контрольно измерительных приборов.

.   При ликвидации аварий, связанных с прихватом труб в скважине, запрещается создавать нагрузки одновременно лебедкой станка и домкратом (гидравлическими цилиндрами подачи станка).

.   При работе с домкратами должна быть обеспечена их правильная установка. Во избежание разлета клиньев домкрата при обрыве труб клинья должны быть соединены между собой и прикреплены к домкрату или к станку стальным канатом.

.   При извлечении с помощью домкрата трубы должны быть застрахованы выше домкрата шарнирными хомутами. При натяжке труб лебедкой или домкратом, а также при их расхаживании все рабочие, кроме непосредственно занятых на этих работах, должны быть удалены на безопасное расстояние.

.   При использовании домкратов запрещается:

удерживать натянутые трубы талевым канатом при перестановке и выравнивании домкратом;

исправлять перекосы домкратов, находящихся под нагрузкой;

применять прокладки между головками домкрата и лафетом или хомутами;

класть на домкрат какие-либо предметы;

работать с неисправным манометром и при наличии утечки масла из гидросистемы;

допускать выход штока поршня домкрата более чем на ¾ его длины;

резко снижать давление путем быстрого отвинчивания выпускной пробки;

освобождать верхний зажимной хомут (лафет), сбивая его ударами падающего сверху груза.

. Запрещается применение винтовых домкратов для ликвидации аварий, связанных с прихватом бурового снаряда в скважине.

. При постановке ловильных труб для соединения с аварийными трубами, а также во время их развинчивания должны быть приняты меры против падения ловильных труб. Развинчивание аварийных труб ловильными должно проводиться с помощью бурового станка. Запрещается развинчивание аварийных труб вручную.

 

Буровые работы

Предусматривается строгое выполнение следующих положений:

- прокладка подъездных путей, сооружение буровой установки, размещение оборудования, устройство отопления (освещения и т.д.) должны производиться в соответствии с техническими требованиями эксплуатации оборудования;

буровая установка должна быть обеспечена механизмами и приспособлениями, повышающими безопасность;

все рабочие и специалисты, занятые на буровых установках должны работать в защитных касках;

работы по бурению скважины могут быть начаты только при наличии геолого-технического наряда и после оформления акта о приеме буровой установки на эксплуатацию.

Деревянные буровые вышки защищаются от молнии стержневыми молниеотводами, укрепленными на вершине вышек и возвышающимися над ней на 1-1.5 м. От молниеотвода прокладывается по ногам вышки два токоотвода сечением 25 мм². Расстояние между токоотводами и электропроводкой вышки не должно быть меньше 4 м. Заземлителями могут быть подземные металлические трубы буровой вышки, если их импульсное сопротивление заземления не превышает 10 Ом. В противном случае, необходимо устраивать отдельные заземлители.

Металлические буровые вышки не требуют установки молниеприемника и токоотводов, так как их роль выполняет сама вышка. Молниезащита сводится к созданию заземления вышки с импульсным сопротивлением не более 10 Ом.

Здание буровой установки со сплошной обшивкой стен должно иметь два выхода - основной и запасной - с открывающимися наружу двухстворчатыми дверями. Пол здания должен быть из досок толщиной не менее 50 м. Световая площадь окон вышки должна составлять не менее 10% площади пола.

Для обеспечения прочности и безопасности эксплуатации деревянной вышки верхняя часть ног должна иметь оковку в виде двух стяжных металлических обручей и скоб, насаженных ниже и выше отверстия под шкворень

Передвижение буровых установок должно производиться под руководством лица, имеющего право ответственного ведения буровых работ. Трасса передвижения вышек и крупных блоков установок не должна иметь резких переходов от спуска к подъему и наоборот. Для ограничения предельной высоты подъема элеватора должен быть установлен сигнализатор переподъема.

При колонковом бурении запрещается:

работать на буровых станках со снятыми или неисправными ограждениями;

оставлять свечи, не заведенные за палец вышки;

поднимать бурильные, колонковые и обсадные трубы с приемного моста и спускать их при скорости движения элеватора более 1.5 м/с;

свинчивать и развинчивать трубы во время вращения шпинделя;

Свинчивание и развинчивание породоразрушающего инструмента, и извлечение керна из подвешенной колонковой трубы должно выполняться с соблюдением следующих условий:

труба удерживается на весу тормозом;

подвеска трубы допускается только на вертлюге - пробке, кольцевом элеваторе;

расстояние от нижнего конца трубы до пола должно быть не более 0.2 м.

управлять труборазворотом разрешается только первому помощнику бурильщика.

При извлечении керна из колонковой трубы запрещается:

поддерживать руками снизу колонковую трубу, находящуюся в подвешенном состоянии;

проверять рукой положение керна в подвешенной колонковой трубе;

извлекать керн встряхиванием колонковой трубы лебедкой станка, выдавливанием из колонковой трубы при помощи насоса или нагреванием колонковой трубы.

Пожарная безопасность

1. При установке буровой, в радиусе 50 м, рабочая площадь должна быть очищена от валежника, листьев и травы.

2. Трубы от двигателей и печей должны быть выведены не менее чем на 1.5 м выше откоса буровой и снабжены искрогасителями. При прохождении выхлопной трубы через деревянные конструкции или около них зазор между трубой и конструкцией должен составлять не менее 15 см, а трубу необходимо обернуть асбестом.

.   пол под печкой и возле нее на расстоянии 0.5 м, а со стороны топки - 0.7 м должен быть покрыт листовой сталью. У печки стенка буровой должна быть изолирована песком между листом и стенкой буровой слоем не менее 10 см. Расстояние от стенки до печки должно быть не менее 0.7м.

.   Для выключения электроэнергии, питающей буровую, требуется предусмотреть отключающее устройство, расположенное снаружи на расстоянии не менее 5 м от буровой.

.   Запрещается:

- разводить в буровой открытый огонь и применять факелы и другие источники открытого пламени для освещения;

утеплять буровую обшивкой легковоспламеняющимися материалами;

располагать электропроводку в буровой в местах возможного ее повреждения буровым снарядом или инструментом при ремонте;

хранить ГСМ в металлических бачках ближе 15 м от буровой, при обшитой вышке высотой более 15 м не ближе 50 м от вышки.

. При установке в буровой двигателей внутреннего сгорания под них должен устанавливаться металлический противень для сбора стекающего горючего и масла, которые необходимо систематически убирать.

. Пол помещения, в котором устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, должен быть защищен от возгорания обивкой листовой сталью по асбесту на расстоянии 0.5 м вокруг двигателя.

. Глушитель следует систематически очищать от нагара.

. Бак двигателя должен иметь объем, который рассчитан не более чем на 8 ч работы, но не более 50 л.

. Запрещается:

работающий двигатель заправлять ГСМ, а также пользоваться открытым огнем при заправке баков с горючим и для определения уровня горючего в баке;

разогревать масло - и топливопроводную систему двигателя открытым огнем(факелами, паяльной лампой) и допускать работу двигателя с неисправной подводкой горючего(подтекание, утечка).

. Все буровые установки должны быть обеспечены противопожарным инвентарем (огнетушители, ведра, кошма и т.д.) в установленных количествах.

Земельные участки

1. По окончании бурения скважины должна быть проведена рекультивация - комплекс мероприятий, направленных на восстановление земельных отводов, нарушенных производственной деятельностью, для дальнейшего землепользования.

2. Необходимо проводить горнотехническую и биологическую рекультивацию.

3. Горнотехническая рекультивация включает в себя подготовку освобождающейся от буровых работ территории для дальнейшего землепользования:

- остатки дизельного топлива и моторного масла сжигаются;

отработанный глинистый раствор вывозится для дальнейшего использования на других скважинах и регенерируется;

оборудование и железобетонные покрытия демонтируются и вывозятся;

перекрытия амбаров для сброса шлама и нефти засыпаются слоем грунта не менее 0.6 м;

земельные отводы, нарушенные производственной деятельностью, покрываются почвенным слоем и дерном;

откосы в горных местностях укрепляются битумными эмульсиями, силикатными слоями, плетнями и засыпаются привозным грунтом слоем не менее 0.1 м.

. Биологическая рекультивация предполагает мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель, их озеленение и возвращению в сельскохозяйственное и лесное пользование.

. Проектирование и проведение работ по рекультивации осуществляется в соответствии с инструкциями или техническими условиями, согласованными с местными сельско-, лесо- или водохозяйственными органами.

Водные ресурсы

С целью охраны водного и животного мира не допускается химический отлов рыбы, отстрел птицы и зверя.

Дизельные станции, гаражи и мастерские для ремонта техники планируются, покрываются подушкой из гравия и песка, снабжаются поддонами для сбора ГСМ. Склад ГСМ будет удален от реки, окопан и огорожен. Емкости для перевозки ГСМ снабжаются поддонами и герметически закрываются.

Отработанные масла собираются в специальные емкости и вывозятся за базу.

Лесные ресурсы

При производстве работ будут максимально использованы старые дороги. Возмещение ущерба лесхозу предусмотрено сметой. Расчистка площадок, трасс подъездных путей и профилей будет производиться бензопилами. Ценная древесина уйдет на строительство, а не кондиция будет использована в качестве дров. Для предотвращения пожаров весь персонал инструктируется о безопасности ведения работ в лесу, автотранспорт, тракторная техника оборудуются искрогасителями. Особое внимание уделяется соблюдению предосторожностей при разведении костров и дымокуров. Порубочные остатки уничтожаются только в пожаробезопасный период.

12.
Спецификация основного оборудования, инструмента и материалов необходимый для бурения скважины

№	Наименование	Единица измерения	Количество
1	Буровая установка УКБ-4С	шт.	1
2	Породоразрушающий инструмент: 112 М	шт.	2
	112СТ	шт.	6
	76М	шт.	6
	СМ3-59	шт.	3
	02И3Г-59	шт.	6
3	ССК-59	200м
4	Обсадные трубы d 89 d 73	165м 295м
5	Бурильные трубы: ЛБТН-54 (длина трубы 4,7м) УБТ-73(длина трубы 4,62м)	шт. шт.	42 22
6	Расширитель РСА	шт.	9
7	Глина, эмульсолы	кг
8	Аварийный инструмент: метчики колокола труболовки ловители отводные крючки фрезеры домкрат	шт. шт. шт. шт. шт. шт. шт.	1 1 1 1 1 1 1

Заключение

 

В сложных природных и организационных условиях успех буровых работ целиком зависит от обоснованности инженерных решений, выбора наиболее рационального в конкретных условиях бурового и вспомогательного оборудования и инструмента, а также от намеченной технологии бурения. В данной работе я научилась проектировать буровую скважину, учитывая выше перечисленные особенности, а также подбирать буровую технику в зависимости от буримых пород.

Список литературы

1. Ганджумян Р.А. «Практические расчеты в разведочном бурении»,1986 г;

2. Загибайло Г.Т. «Бурение скважин», 1990 г;

.   Калинин А.Г. и др. «Разведочное бурение», 2000 г;

.   Козловский Е.А.(ред.) «Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин», 1984 г

.   Михайлова Н.Д. «Техническое проектирование колонкового бурения», 1985 г

Проектирование геологоразведочной скважины на Яковлевском месторождении

Содержание

Введение

. Геологическое описание объекта

. Характеристика геологического разреза

. Обоснование способа бурения

. Проектирование конструкции скважины

. Проектирование режимов бурения

. Выбор бурового инструмента и оборудования

. Техническая характеристика элементов бурового снаряда

. Режим бурения с учетом технических характеристик выбранного оборудования

. Мероприятия по увеличению выхода керна

. Мероприятия и технические средства по предупреждению осложнений и аварий при бурении

. Техническая и экологическая безопасность работ

. Спецификация основного оборудования, инструмента и материалов необходимый для бурения скважины

Заключение

Список литературы

Введение

 

Курсовой проект выполняется по дисциплине “Техника разведки”. Цель курсовой работы - закрепление и углубление знаний, полученных при изучении курса “ Техника разведки “ с учетом требований, а также развитие навыков самостоятельной работы со специальной и справочной литературой при решении инженерных задач геологоразведочного производства.

А также цель курсового проекта - это разработать конструкцию скважины, выбрать способ бурения, оборудование и инструмент, определить режим бурения и специальных мероприятий, проводимый в данной скважине.

 

1.
Геологическое описание объекта

 

Яковлевское месторождение относится к группе метаморфизованных месторождений. Возникновение метаморфизованных месторождений обычно обусловлено процессами регионального и контактового метаморфизма, соответственно выделяется их 2 класса.

К числу регионально метаморфизованных месторождений относятся в первую очередь широко известные железистые кварциты.

Железистые кварциты, занимая огромные площади, широко распространены в докембрийских толщах платформ. Наиболее вероятно, что первично это были осадочные химические или же вулканогенно-осадочные месторождения. Существует оригинальная космическая гипотеза, предполагающая, что в докембрии Земля проходила во Вселенной через туманность железистой пыли, которая сорбировалась земной поверхностью. Железистые кварциты состоят из чередующихся слойков минералов железа (магнетит, гематит, мартит) и нерудных (кварца, хлорита, биотита, амфиболов, пироксена, карбонатов).

К Яковлевскому месторождению относятся железистые кварциты с богатым содержанием железа (свыше 50%).

Они разрабатываются и по добыче и запасам являются основным промышленным типом железных руд. Генезис богатых руд дисскусионен. Широко известны представления о метасоматическом их происхождении в связи с более поздним гранитным магматизмом или же глубинной циркуляцией щелочных подземных вод. Наиболее вероятно все же их образование за счет древнего выветривания.

Железные руды залегают на глубине примерно 310-470 м. Глубина скважины 390 м.

 

2.
Характеристика геологического разреза

 

Наш разрез представлен породами различной категории буримости. Идет переслаивание бокситов, известняков и песков с глиной.

На интервале 165-295 м, где располагаются в основном глины с песками, будет происходить поглощение промывочной жидкости, поэтому при выборе промывочной жидкости это следует учесть.

Категории буримости пород:

 - почвенно-растительный слой и суглинки …….I-II

 - песчаники………………………………………..III

 - пески и глины……………………………………II-III

 - известняки……………………………………...IV-VI

 - богатые железистые кварциты……………….....VIII

 - тонко полосчатые железистые кварциты………..IX

 

Обоснование способа бурения

 

В данном геологическом разрезе целесообразно использовать 2 способа бурения:

бескерновое бурение на интервале 0-295 м, так как на этом интервале отбор керна не требуется и к тому же этот способ очень эффективный и производительный;

колонковое бурение на интервале 295-390 м, так как этот способ дает возможность получить керн при относительно невысоком расходе энергии

4.
Проектирование конструкции скважины

 

Конструкция скважины - это характеристика буровой скважины, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а также диаметры и глубины обсадных колонн, установленных в скважине. Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются: ее целевое назначение, требуемый конечный диаметр, геолого-технические условия и глубина бурения. Конструкция скважины должна быть экономичной и рациональной, то есть обеспечивать аварийную проходку с высокими технико-экономическими показателями. Проектирование начинается с определения конечного диаметра скважины.

Общую глубину скважины берем равной 390 м, вследствие того, что полезное ископаемое (медный колчедан) залегает на глубине 310м. Для конструкции данной скважины наиболее рационально выбрать 3 ступени, как минимально возможное число для исследуемого геологического разреза. Конечная ступень скважины будет в интервале от 295 до 390 м, диаметром 59 мм. Вторая ступень будет находиться в интервале от 35 до 295 м, диаметром 76 мм. На глубине от 0 до 35 м будет находиться последняя ступень, диаметром 112 мм.

На основании геологического разреза устанавливается необходимое количество обсадных труб. Обсадные трубы служат для крепления неустойчивых стенок скважины.

В соответствии с данной конструкцией скважины потребуется 2 колонны обсадных труб. Использовать будем обсадные трубы ниппельного соединения. Направляющая колонна на глубине от 0 до 35 м, диаметром 89 мм. Вторая колонна предназначена для закрепления разбухающих стенок скважины на интервале от 35 до 295 м, диаметром 73 мм.

Эта конструкция скважины была сконструирована с учетом всех предполагаемых факторов и осложнений, которые могут возникнуть в скважине. Такой большой диаметр при забурке я беру на тот случай, если в процессе бурения обрушения все-таки будут происходить и придется еще раз обсаживать, то есть уменьшать диаметр скважины. В качестве промывочной жидкости будем использовать нормальный глинистый раствор на интервале 0-165м, глинистый раствор с минимальной водоотдачей с добавлением КМЦ-3% - на интервале 165-295м, эмульсионный раствор - на интервале 295-390м.

Вследствие того, что геологический разрез представлен породами различной категории (от I до X), применяется комбинированный способ бурения. Применяются алмазные (02И3Г) и твердосплавные коронки (СМ3) и различные долота (М, СТ).

Долота типа М следует применять на интервалах 0-35м и 165-295 м. Эти интервалы представлены мягкими породами (пески, глина) и отбор керна на этих интервалах не требуется.

В интервале 35-165 м отбор керна тоже не требуется, но этот участок представлен породами средней твердости, поэтому следует использовать долота типа СТ.

В следующем интервале необходим отбор керна и поэтому будем использовать коронки типа СМ3 на интервале 295-310 м, так как здесь породы средней твердости (известняки). На интервале 310-390 м будем использовать алмазные импрегнированные коронки типа 02И3Г.

При определении типа промывочной жидкости будут учтены геолого-технические характеристики разбуриваемых пород и возможные осложнения. Я считаю, что наиболее оптимальным при бурении на интервале 0-165 м будет нормальный глинистый раствор.

Для интервала 165- 295м более подходит нормальный глинистый раствор с добавлением КМЦ - 3%.

Для интервала 295-390 м наиболее оптимально использовать эмульсионный раствор.

 

5.
Проектирование режимов бурения

 

Режимы бурения выбираем с учетом литературных рекомендаций для всех типов породоразрушающего инструмента, категорий пород и особенностей геологического разреза.

 

Интервалы, м	Тип ПРИ	Осевая нагрузка Р, кН	Частота вращения бурового снаряда n, об/мин	Количество промывочной жидкости Q, л/мин
0-35	112М	4,0	214	156,8
35-165	112СТ	6,4	250	156,8
165-295	76М	5,6	242