Файл: Бурение геологоразведочной скважины на полиметаллические руды глубиной 700 м.rtf

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский национальный минерально-сырьевой университет

Кафедра бурения

Курсовой проект

по дисциплине: Бурение скважин

на тему: Бурение геологоразведочной скважины на полиметаллические руды глубиной 700 м

Санкт-Петербург, 2012

Задание
Спроектировать скважину глубиной 700 метров на полиметаллические руды. Выбрать наиболее рациональный способ бурения, породоразрушающий инструмент, бурильные трубы и все оборудование, необходимое для данной работы. Также необходимо выбрать режим бурения в соответствии с геолого-технологическими условиями бурения. Пояснить свой выбор, опираясь на свои собственные знания и на различные источники.

Аннотация
В данном курсовом проекте осуществляется бурение геологоразведочной скважины.

Проектируется бурение вертикальной скважины глубиной 700 м.

В данном проекте приводится краткая геологическая характеристика месторождения, технико-технологическая часть, производится выбор конструкции скважины, выбираются породоразрушающие инструменты для различных интервалов бурения, обосновывается выбор рациональной конструкции бурильных колонн для заданных условий бурения, определяется расход промывочной жидкости и выбирается оптимальный режим бурения.

The summary

exploratory well is being shaped in this course project. a vertical borehole by depth of 700 m is projected.project have a brief geological characteristic of a deposit, a technical-technological part is resulted, the choice of a design of a chink is made, rock cutting tools for various intervals of drilling get out, the choice rational is provided.of boring casings for the given conditions of drilling, the charge drilling mud is defined, actions for maintenance of safe operating conditions on drilling.

Введение

Бурением скважины называется совокупность работ по проведению горных выработок круглого сечения. Эти работы выполняются специальными техническими средствами без доступа человека в эти горные выработки.

Буровая скважина- цилиндрическая горная выработка, диаметр которой много меньше ее длины.

В данном курсовом проекте будет рассматриваться вертикальное бурение скважины отбором керна.

Колонковое бурение скважин является основным техническим средством разведки месторождений твердых полезных ископаемых. Колонковое бурение также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и при структурно-картировочных изысканиях при поисках нефтяных и газовых месторождений.

Колонковое бурение скважин имеет большое применение по следующим причинам:

· извлекают из скважин цилиндрические столбики породы - керн, по которым составляют геологический разрез и опробуют полезное ископаемое;

· бурят скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости;

· бурят скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование

Для проведения работ необходимо выбрать оборудование, подобрать режим бурения, выявить зоны осложнений, соотнести возможности буровой установки и выбранных параметров, таких как частота вращения бурового инструмента, осевая нагрузка на долото, необходимое количество промывочной жидкости и других. Также необходимо рассчитать примерное время выполнения поставленной задачи и примерные материальные затраты, необходимые для бурения данной скважины.

1. Обзор геолого-технических условий бурения

Геологический разрез района, на котором производится предварительная разведка полиметаллических руд состоит из пород осадочного типа (моренные отложения), магматических основных (диабазы) и средних (порфириты) горных пород, регионально-метаморфических, образованных при весьма высокой температуре (гнейсы) от IV до IX категории по буримости. Данный разрез слагают породы с различными классами по абразивности (малоабразивные, среднеабразивные, абразивные, умеренно абразивные). Данный факт говорит о том, что часть пород обладает низкой способностью изнашивать контактирующий с ними породоразрушающий инструмент в процессе ее работы, а часть обладает сильной изнашивающей способностью.

В геологическом разрезе необходимо выделить интервалы возможных осложнений при бурении. Четвертичные отложения представлены моренными отложениями, мощностью около 40 метров. Эти породы относятся к IV категории по буримости, являются малоабразивными и среднеустойчивыми и требуют специального крепления обсадными трубами и цементирования стенок скважины после проходки интервала залегания этих пород, а также использования специальных очистных агентов при проходке.

В интервале от 40 до 500 м залегают диабазы, которые представляют собой полнокристаллические мелкозернистые магматические основные горные породы. Обладают большой прочностью при сжатии (от 300 до 450 МПа), высокой средней плотностью. Диабазы относятся к

IX категории по буримости и являются в средней мере-устойчивыми. То есть, мало и средне разрушаемые гидродинамическими воздействиями и вибрациями бурового снаряда. В целом на интервале от 40 до 250 метров не требуется специальных мер по креплению стенок скважины, однако, в интервале от 250 до 270 метров возможно поглощение промывочной жидкости, обусловленное сильной трещиноватостью горных пород, поэтому на этом интервале необходимо применение глинистых растворов или специальных технологий оперативного тампонирования скважин. С глубиной трещиноватость уменьшается, что объясняется горным давлением. По степени абразивности данные породы относятся к среднеабразивным.

Объектом поисков являются полиметаллические руды. Полиметаллические руды- это комплексные руды, содержащие целый ряд химических элементов, среди которых важнейшими являются свинец и цинк. Кроме этого руды могут содержать медь, золото, серебро, кадмий, иногда висмут, олово, индий и галлий. Основными минералами, формирующими полиметаллические руды, являются галенит, сфалерит, пирит, халькопирит, арсенопирит, касситерит.

На глубине 500- 650 метров залегают порфириты с прожилками полиметллических руд, их мощность составляет 150 метров, и также имеют магматическое происхождение. Эти породы относятся к VIII категории по буримости, являются устойчивыми, поэтому не требуют специальных мер по креплению стенок скважины. По степени же абразивности эти породы относятся к абразивным породам.

На глубине 650 - 700 метров залегают гнейсы, породы регионально-метаморфического происхождения. Эти породы относятся к IX категории по буримости, являются устойчивыми, поэтому не требуют специальных мер по креплению стенок скважины. По степени же абразивности эти породы относятся к весьма абразивным породам.

После вскрытия пласта с полезным ископаемым, бурение завершается на глубине 700 метров. В данном геологическом разрезе можно отметить, объект поиска располагается между пластами магматических и метаморфических горных пород, представленных диабазами и гнейсами.

Физико-механические свойства горных пород и геолого-технические условия бурения скважин приведены в таблице 1:

Таблица 1 Физико-механические свойства горных пород

Название породы	Интервал залеганиям		Мощность	Коэффициент абразивности	Кат. по буримости	Трещиноватость	устойчивость
	От	До
Моренные отложения	0	40	40	<0,5 малоабразивные	IV	слабосвязанные	Среднеустойчивые
Диабазы	40	250	210	1,1 среднеабразивные	IX	Слабо-трещиноватые	Устойчивые
Диабазы сильно трещиноватые	250	270	20	1,1 среднеабразивные	VIII	Сильно-трещиноватые	Средне-устойчивые
Диабазы	270	500	230	1,1 среднеабразивные	IX	Слабо-трещиноватые	Устойчивые
Порфириты с рудными прожилками	500	650	150	0,8 умеренно абразивные	VIII	Монолитные	Устойчивые
гнейсы	650	700	50	1,8 абразивные	IX	монолитные	Устойчивые

2. Анализ современного состояния техники и технологии бурения разведочных скважин на объекте работ

Проектируемая скважина находится на расстоянии 10 км от базы. Соответственно необходимо предоставить персоналу грузовик, который будет привозить и отвозить рабочих. Таковым может являться ЗИЛ 130. Это достаточно вместительный автомобиль с неплохой проходимостью. для перевозки буровой станции необходимы 2 бульдозера. Также понадобятся две крупногабаритных большегрузных машины для перевозки бурильных и обсадных труб. На случай если поблизости не будут найдены источники пресной воды (реки, ручьи, озера), то для ее транспортировки необходима автоцистерна.

3. Выбор и обоснование способа бурения

Разведочное бурение на стадии поисков и предварительной разведки месторождений полезных ископаемых предполагает колонковое бурение с отбором керна. Породоразрушающий инструмент - твердосплавные и алмазные коронки. Шнековое бурение не подходит, так как это бескерновое бурение. Разведочную скважину бурить можно вращательным и гидро-ударными способами.

Для бурения с погружными гидро/пневмоударниками насосу необходимо создать достаточно большое давление. Также при гидроударном бурении повышаются расходы очистного агента. Плюс ко всему гидроударным способом нерационально бурить вязкие и пластичные породы.

Недостатком вращательного бурения является в основном искривление скважины и достаточно мощный двигатель для осуществления бурения.

Исходя из вышесказанного, я считаю, что рациональнее бурить вращательным способом. Это может занять больше времени, но более экономично в плане материальных затрат.

Начиная с 43-45 метров рационально пользоваться снарядами со съёмными керноприемниками ССК-59. Это значительно увеличит производительность работ.

4. Проектирование конструкции скважины

В первую очередь определим количество обсадных колонн. Так как первые 40 метров слагают моренные отложения (слабо связанные, среднеустойчивые породы), то необходимо скважину на 43 метра обложить обсадными трубами. Башмак зацементировать на 3 метра. Конечный диаметр бурения составляет 59 мм. Меньше диаметр скважины брать не стоит, иначе могут возникнуть трудности при опробовании полезного ископаемого и исследовании скважины геофизическими приборами. Чтобы перекрыть среднеустойчивые моренные отложения необходимо использовать обсадные трубы. Таким образом, на первых шести метрах устанавливается обсадная труба «направление». Ее наружный диаметр составляет 89 мм. Наружный диаметр коронок в таком случае будет составлять 93 мм. Затем, до 43 метров бурить необходимо твердосплавными коронками диаметра 76 мм. Наружный диаметр обсадных труб на интервале от 6 до 43 метров соответственно 73 мм. Остальные 657 м бурить необходимо алмазными коронками диаметром 59 мм с применением комплекса ССК-59. Трубы соединяются между собой ниппелями. Выбранная конструкция скважины будет иметь следующий шифр: 700 АС 59 П 6 (89Н) 43 (73Н) 76 Т 43.

Смотрите также файлы

Лабораторная работа 1 Разработка графического алгоритма решения задач по дисциплине Основы алгоритмизации и программирования 2023.docx

Киники и скептики это философские школы, которые возникли в Древней Греции.docx

Отчет по учебной (ознакомительной) практики выполнил студент Ковалева Карина Игоревна Группа кюу102, курс.pdf

Реферат по дисциплине Основы государственной культурной политики Российской Федерации.docx

Материалы производственной тренерской практики 5 (6) семестр по направлению 49. 03. 01 физическая культура.doc