Материал: Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля

Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Бурение скважин»

Тема проекта: Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля

Выполнил: _____________

Оценка: _____________

Дата: __________________

Руководитель работы ___________

Санкт-Петербург

Аннотация

Выполнение курсовой работы основывается на конкретной задаче и в соответствии с методическими указаниями. Она показывает последовательность решения задач для обеспечения проведения буровых работ. В работе присутствуют расчеты, необходимые для проектирования разведочной скважины и работ на ней, а также выбора основного оборудования и инструмента.

The summary

This paper deals with the drafting of drilling wells in specific geological and technical conditions in order exploration of coal mining. Taking into account modern requirements for the methods, techniques, tools and organization of exploration, ensuring high technical and economic parameters.contains of: 60 pages, 4 figures, 13 tables, 2 applications and the bibliographic list from 4 points.

Содержание

Введение

. Геолого-технические условия бурения

. Проектирование конструкции скважины

. Выбор и обоснование способа бурения

. Выбор бурового инструмента и оборудования

.1 Буровой инструмент

.2 Бурильные трубы

.3 Спуско-подъемный и вспомогательный инструмент

.4 Буровое оборудование

. Выбор промывочной жидкости

. Проектирование технологического режима бурения

. Проверочные расчеты

. Техническая и экологическая безопасность проведения работ

. Специальная глава

. Мероприятия по предупреждению и ликвидации аварий в скважине

Заключение

Список используемой литературы

Текстовые и графические приложения

Введение

Целью настоящей курсовой работы является проектирование скважины, выбор способа бурения, бурового инструмента и оборудования. И как итог - составление геолого-технического наряда на бурение скважины на стадии предварительной разведки месторождения каменного угля.

Угол наклона 90˚, глубина 390 м , конечный диаметр 76 мм.

Задачей работы являются буровые работы на стадии предварительной разведки месторождения каменного угля. Исходные данные включают в себя геологический разрез

.        Геолого-технические условия бурения

Таблица 1

. Проектирование конструкции скважины

бурение скважина месторождение уголь

Одним из важнейших технико-технологических решений является выбор конструкции (проектирование) скважины. Конструкция скважины выбирается в соответствии с целевым назначением, основными задачами буровых работ, геолого-техническими условиями бурения и степенью изученности района работ, а так же способом бурения.

При выборе конструкции скважины необходимо стремиться к составлению наиболее простых конструкций - одноколонных; следует избегать применения потайных колонн обсадных труб и ступенчатости открытого ствола скважины.

Конечный диаметр скважины зависит от минимально допустимых диаметров керна, обеспечивающих необходимую достоверность опробования; от размеров геофизической и другой скважинной аппаратуры, применяемой при геофизических, гидрогеологических и других исследованиях в скважине; а также от принятого способа бурения и типа породоразрушающего инструмента.

С целью разработки наиболее экономичной конструкции скважины следует стремиться к уменьшению конечного диаметра скважины, но без ущерба достоверности опробования месторождения. Это позволяет не только повысить устойчивость стенок скважины и сократить необходимое количество колонн обсадных труб, спускаемых в скважину, но и получить более высокие технико-экономические показатели бурения.

При разведке угольных месторождений в зависимости от типа углей рекомендуют следующие диаметры бурения: по мягким углям - 93 мм, по средним - 76 мм, по плотным - 59 и 76 мм с учетом применения специальных снарядов для получения представительного керна.

В связи с рекомендациями по выбору проектирования конструкции скважины-конечный диаметр скважины - 76 мм.

На основании геологического разреза устанавливается необходимое количество колонн обсадных труб. Устье скважины 0-5 м будет закреплено - направлением; 5-62 м - кондуктором; техническая колонна устанавливается на глубину до 390 м.

Схема конструкции скважины изображена на рис. 1.

Рис. 1. Конструкция скважины

3. Выбор и обоснование способа бурения

Выбор оптимального способа бурения производится в соответствии с геологическим заданием, геолого-техническими условиями бурения и разработанной конструкцией скважины.

Основным способом бурения разведочных скважин является механическое вращательное бурение. Вращательный способ осуществляется при вращении внедрившегося породоразрушающего инструмента под воздействием постоянной осевой нагрузки и силы резания.

На стадии разведки скважины бурят с целью оконтуривания и определения запасов полезного ископаемого на месторождении. По принципу разрушения горной породы, бурение скважины осуществляется механическим способом, то есть разрушение осуществляется за счет механического воздействия породоразрушающего инструмента на забой.

Так как данный геологический разрез не изучен и требует опробование, применяется колонковый способ бурения.

4. Выбор бурового инструмента и оборудования

.1 Буровой инструмент

Буровой инструмент подразделяется на технологический, вспомогательный, аварийный и специальный.

Технологический включает в себя: буровые коронки, долота, расширители, калибраторы, переходники, колонковые, обсадные и бурильные трубы.

В соответствии с выбранным твердосплавным способом бурения и конструкцией скважины, в зависимости от физико-механических свойств горных пород и условий отбора керна производим выбор технологического инструмента. Данные по выбранному породоразрушающему инструменту заносим в табл. 2 с указанием интервалов его применения. Для обеспечения кондиционного выхода керна в данном проекте применяется специальная установка ДонбассНИЛ-II по полезному ископаемому.

Таблица 2

Технические характеристики породоразрушающего инструмента.

Таблица 3

Техническая характреристика трубы Донбасс-НИЛ

Характеристика породоразрушающего инструмента:

Серийные коронки M5 и М6 имеют ребра, приваренные в пазах, которые фрезеруют породу в торце короночного кольца. Число ребер зависит от диаметра коронки. В прямоугольных пазах ребер запаивают по четыре пустотелых восьмигранных резца (коронки М5) или пластину размером 5x19,5 мм со специальным установочным выступом (коронки М6).

Коронка СМ9 создана в результате работ СКБ «Геотехника» по модернизации коронок группы СМ-СТ; ею заменяются коронки СМ4, СМ5 и СМ6. Коронки СМ9 предназначены для вращательного и вращательно-ударного колонкового бурения в однородных перемещающихся малоабразивных монолитных и трещиноватых породах V-VII, частично VIII, категорий по буримости.

Коронки СА2 -микрорезцовые самозатачивающиеся для бурения абразивных пород средней твердости. С самозатачивающимися резцами, располагающимися повторяющимися группами, обеспечивающими перекрытие забоя. Область применения СА4: абразивные и монолитные породы V - VIII, частично IX категорий по буримости.

Таблица 4

Технические данные колонковых геологоразведочных труб

.2 Бурильные трубы

Бурильные трубы служат для: соединения колонкового снаряда с вращателем бурового станка, подачи бурового снаряда по мере углубления скважины и замены породоразрушающего инструмента, передачи на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки и крутящего момента, подачи на забой промывочной жидкости.

Для бурения скважины используем универсальные бурильные стальные трубы ТБСУ.

Трубы ТБСУ предназначены для бурения скважин при поисках и разведке твердых полезных ископаемых, колонковым и бескерновым способом, твердосплавными и алмазными коронками и долотами всех видов.

Таблица 5

Характеристика бурильных труб

.3 Спуско- подъемный и вспомогательный инструмент

Трубодержатель ТР2-12.5 (рис. ) предназначен для удержания бурового снаряда на устье скважины и восприятия крутящего момента при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений труб вручную; относится к устройствам рычажного типа с дистанционным управлением от гидросистемы станка. Корпус трубодержателя упирается двумя рычагами б в плиту-основание 5, другие концы рычагов сжимают плашки 4, удерживающие бурильную трубу. Чем больше вес бурильной колонны, тем сильнее сжимаются плашки. Кроме того, усилие на плашки передается от штока гидроцилиндра 2, благодаря чему производится дистанционно зажим и разжим трубы.

Рис.2 Гидравлический трубодержатель ТР2-12,5.

- корпус: 2 - гидроцилиндр-, 3- бурильная труба; 4 - плашки; 5 - плита-основание; 6- рычаги.

Таблица 6

Техническая характеристика трубодержателя ТР2-12,5

Наружная поверхность плашки 4 (см. рис. 2) выполнена эксцентрично относительно внутренней поверхности и имеет возможность углового перемещения в сторону подпружиненного более тонкого края. Благодаря этому, при развинчивании труб, когда требуется наибольший удерживающий момент, происходит дополнительное заклинивание трубы и тем больше, чем больше угол поворота зажатой трубы с плашками. Гидросистема трубодержателя включает гидроцилиндр, золотник управления, кран и рукава со штуцерами. Для подключения к маслонасосу бурового станка необходимо приварить боковые штуцеры к напорной и сливной магистралям гидросистемы станка. Разжим и зажим колонны труб обеспечивается поворотом рукоятки золотника управления в соответствующую сторону или, при отказе гидравлики, съемной ножной педалью. Спуск и подъем колонны проводится при раскрытом трубодержателе, не извлекая обоймы с плашками; при бурении плашки удаляются.

Технические средства для свинчивания и развинчивания бурильных труб.

Труборазворот РТ-1200-2М получил наибольшее применение при колонковом геологоразведочном бурении. Механизм устанавливается на устье скважины. Включает в себя раму, электродвигатель, редуктор, водило, ведущую и подкладную вилки.

Таблица 7

Техническая характеристика труборазворота РТ-1200М