2.6. Анализ физико-механических свойств горных пород

Механические свойства горных пород зависят от их литологических особенностей. Поэтому влияние глубины залегания рассматривается для пород различных типов. Глубина залегания обломочных пород существенно отражается на их механических свойствах. У обломочных пород, имеющих одинаковый минералогический состав и тип цемента, например, у алевролитов с глинистым цементом, при увеличении глубины залегания твердость возрастает в 2-3 раза. С ростом глубин залегания скелет обломочных пород становится более плотным, зерна кварца отмечаются в результате механического уплотнения, в связи с чем твердость увеличивается и уменьшается пластичность.

Наиболее плотными в данном разрезе являются отложения Ахской свиты, наименьшей твердостью обладают породы четвертичных отложений, а также Атлымской и Чеганской свит. Основным критерием оценки физико-механических свойств являются изменение таких параметров, как твердость горных пород по штампу (Рш), значения коэффициентов образивности (Ка) и твердости (Кт). Используя информацию, представленную в геологической части проекта, дополним таблицу описанием твердости горных пород по штампу, значениями категории твердости. Сведения об изменении физико-механических свойств горных пород по разрезу скважины представлены в таблице 1.3.4.

Анализируя данные таблицы 1.3.4, приходим к заключению, что геологический разрез в основном сложен мягкими породами (Рш= 75-430 МПа) и породами со средней твердостью (500-560 МПа).


2.7. Разделение геологического разреза на интервалы условно одинаковой

буримости.

Разделение геологического разреза на интервалы, согласно условию одинаковой буримости производится по наиболее эффективным показателям: отработки долот, свойствами горных пород, механической скорости бурения и проходки за один рейс.

---

Пачка должна быть:

1. 
   непрерывна.
   
2. 
   пробурена одним типом и размером долота.
   
3. 
   сложена породами, близкими по метологическому составу.
   

Следовательно, на основании данных литологического состава пород и

физико-механических свойств можно выделить следующие пачки условно

одинаковой буримости:

0-800 м,

800-1300 м,

1300-1980 м,

1980-2730 м.

Данные интервалы, при разбуривании этих пачек применяются однотипные долота. Породы, слагающие данные пачки, близки по литологическому составу и физико-механическим свойствам в пределах каждой пачки.


2.8. Выбор способа бурения

Бурение в Западной Сибири ведется как роторным способом, так и с применением забойных двигателей. В качестве исходной информации для предварительного выбора способа бурения используются следующие данные: глубина бурения, диаметры долот, типы породоразрушающего инструмента и бурового раствора, забойные температуры.

Проектируемая скважина предназначена для эксплуатации нефтяного пласта 2680-2695м. Бурение скважин с применением забойных двигателей эффективно при глубине скважины до 3500 м. Температура на забое скважины достигает 81°С. Бурение с применением забойных двигателей возможно при температуре на забое до +100°С, т.к. в турбобуре имеются резиновые детали (опоры, уплотнители).

Бурение скважины на Федоровском месторождении с кустовой площадки ведется с большим отклонением забоя от вертикали, поэтому целесообразно использовать турбинный способ бурения, чтобы исключать вращение колонны бурильных труб в стволе с большим зенитным углом.

Пластовое давление по разрезу скважины невелики, что позволяет

применять буровые растворы плотностью 1140-1080 кг/м³, способствующие эффективной работе забойного двигателя.

Разрез скважины представлен в основном мягкими породами и породами средней твердости, что позволяет вести бурение с большой частотой вращения долота, которую обеспечивает забойный двигатель.

Сочетание оптимальной нагрузки на долото, оптимальной частоты вращения долота, расхода промывочной жидкости при применении забойных двигателей обеспечивает высокую механическую скорость бурения.

---

Кроме того, турбинный способ относительно экономичен, так как при его применении меньше изнашиваются бурильные трубы и не требуется дополнительного источника бурения.

Вывод: турбинный способ бурения наиболее полно соответствует условиям бурения скважины на Федоровском месторождении.

2.9. Анализ и выбор эффективных типов породоразрушающих инструментов и

схемы их промывки

На начальном этапе проектирования процесса механического углубления необходимо выбрать тип породоразрушающего инструмента, который базируется на информации о физико-механических свойствах пород и литологическом строении разреза пород. Выбор типа породоразрушающего инструмента во многом зависит от конкретных региональных условий, которые обуславливают возможные механические скорости проходки на долото и стоимость 1 м проходки. Для ориентировочного выбора может быть применена таблица 2.9.1, в которой определены рекомендуемые области применения отечественных долот различной конструкции.

Таблица 2.9.1

Рекомендуемые области применения породоразрушающего инструмента по

категориям твердости и аброзивности.

	Порордоразрушающий инструмент
				многолопатсной
Тип долота	шарошечный		двух- и трехло­пастной	твердосплавный истирающего действия	алмазный
М	II - III / II - III		I - II /1 - II	I - II /1 - II	II - III /1 - II
МЗ	III - IV / IV - V		-	-	-
МС	III - IV / III - IV		II - III /1 - II	III - IV / I - II	III - IV / II - III
МСЗ	IV - V / V - IV		-	-	-
С	III - IV / IV - V		-	IV - V / II - III	IV - V / II - III
СЗ	IV-V/V-IV		-	-	-
СТ	IV / IV - V		-	V - VI / II - III	V - VI / III - IV
Т	V - VI / IV - V		-	VI - VII / III - IV	VI - VII / III - IV
ТЗ	VI - VII / V - VI		-	-	-
ТК	V - VI / V - VI		-	-	-
ТКЗ	VI - VII / VI - VII
К	VI - VII / VII - VIII
ОК	VII - VIII / VIII – IX

---

Шарошечные долота, не смотря на сложность их конструкции и технологии изготовления, - основной породоразрушающий инструмент при бурении скважин. На их долю ежегодно приходится 90-95% объёма проходки скважин в России и за рубежом.

Шарошечные долота для сплошного бурения конструктивно могут быть выполнены трехшарошечными (III), двухшарошечными (II) и одношарошечными (I). Наибольшее применение при бурении скважин получили трехшарошечные долота.

Основные размеры шарошечных долот: корпус, шарошки, лапы с цапфами, опоры и промывочные устройства. Опора шарошек состоит из подшипников и торцовой пяты.

Основные элементы шарошечных долот для сплошного бурения по ГОСТ 20692 - 75 приведены в таблице 2.9.2.

Трехшарошечные долота делятся: по конструкции корпуса - на две группы; по технологии изготовления - на шесть серий; по материалу и способу изготовления вооружения шарошек - на три класса; по назначению и свойствам разбуриваемых пород - на четыре группы и 13 типов; по типоразмеру - на более чем на 150 моделей (с учетом опытных долот); по схемам выполнения опоры, вариантам выполнения промывочного устройства и вооружения периферийных зубьев - на десятки модификаций.

Таблица 2.9.2

---

Основные размеры шарошечных долот для сплошного бурения (ГОСТ 20692 - 75).

Диаметр, мм		Высота, мм			Допустимая нагрузка на				Присоеди­
				долото, кН, при бурении				нительная
номиналь­	предельное	долота	замка	низкообо­		высокообо­	резьба
ный	отклонение	(справочна я)		ротном		ротном
1	2	3	4	5		6	7
46		90	40	30		-	3-33
59		110	45	40		-	3-41.5
76		120	50	50		-	3-42
95.2	+ 0.6	150		70		-	3-42
98.4		170	76	80		-	3-66
103		180		100		-
114.3		190		120		-
120.6		200	89	140		-	3-76

---

Смотрите также файлы

• Программа Прикладная математика.docx

• Руководство чем либо, это целенаправленный и постоянный процесс воздействия субъекта управления на объект правления эффективно.docx

• Практическое задание 16.docx

• Техника лыжных ходов. Попеременный двухшажный ход.doc

• Автомная некоммерческая профессиональная образовательная организация.docx