Материал: Обеспечение хозяйственно-питьевого водоснабжения города Великий Новгород

где k - коэффициент фильтрации, 45 .

м/сут.

Исходя из полученных данных, выбираем ближайший по типоразмеру диаметр трубного каркаса, . С учетом сетки и проволоки.

Выбор насоса для откачки воды

Откачка подземных вод из водоносного горизонта на земную поверхность осуществляется только из центральной скважины. Для откачки используется артезианский погружной центробежный насос с электродвигателем ЭЦВ-6-16-75. Параметры насоса (табл. 2.3) удовлетворяют необходимым условиям.

Таблица 2.3

Технические характеристики погружного насоса ЭЦВ-12-250-70 НРО

.4.2 Расчет конструкции скважины

Конструкция скважины - это характеристика буровой скважины, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а так же диаметры и глубины обсадных колонн, установленных в скважине.

Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются:

гидрогеологическое строение;

конструкция фильтра и способ его установки;

глубина бурения;

проектный дебит;

способ откачки.

Расчёт конструкции центральной скважины.

. Конечный диаметр бурения (диаметр долота под фильтр):

 при 10 мм,  (2.4)

где - диаметр фильтра, мм; - зазор между фильтром и стенкой скважины(мм);Д =189+2*10=209 мм.

Принимаем DД =219 мм.

. Внутренний диаметр труб эксплуатационной колонны:

 при мм, (2.5)

где DНФ - диаметр надфильтровой трубы, мм;- зазор между надфильтровой трубой и внутренним диаметром труб эксплуатационной колонны (мм).

=196+2*50=296 мм.

Принимаем внутренний диаметр эксплуатационной колонны  =312 мм, наружный - =325 мм, толщина стенки труб 6,5 мм.

Выбранный для проведения откачек погружной насос ЭЦВ-12-250-70 НРО имеет поперечный размер равный 281 мм, то есть свободно помещается внутри колонны обсадных труб.

. Диаметр долота под эксплуатационную колонну (с учётом цементирования затрубного пространства):

 при  мм, (2.6)

где- зазор между стенками скважины и наружным диаметром труб эксплуатационной колонны ().

 мм.

Принимаем  = 345 мм.

. Внутренний диаметр кондуктора:

где - зазор между долотом и внутренним диаметром кондуктора ().

=190+2*5=355 мм.

Принимаем внутренний диаметр кондуктора = 355 мм, наружный - = 361 мм, толщина стенки труб 8 мм.

. Диаметр долота под кондуктор (с учётом цементирования затрубного пространства):

= 361+2*10 мм = 381 мм.

Принимаем  = 381 мм.

. Внутренний диаметр направляющей трубы:

 при 8мм, (2.7)

где - зазор для свободного прохода долота ().нв=381+2*5=391 мм.

Принимаем внутренний диаметр направляющей трубы dнв= 393 мм, наружный Dн=407 мм, толщина стенки труб 7 мм.

. Диаметр долота под направляющую трубу. Поскольку верхний интервал бурения представлен мягкой рыхлой породой, направляющая труба будет опускаться под действием собственного веса. В том случае, когда труба не будет самостоятельно опускаться, её будут осаживать ударами стальной «бабой» по наголовнику. Подбуривание под трубу будет осуществляться тем же долотом, которое будет использоваться для бурения под кондуктор.

Таблица 2.4

Интервалы и диаметры бурения

.5 Выбор бурового оборудования

Исходя из проектных глубин скважин, диаметра и способа бурения для прохождения наблюдательной скважины применяется буровая установка УРБ-3А3. Установка самоходная, состоит из механизмов, смонтированных на общей раме, которая крепиться к раме шасси автомобиля МАЗ-5337.

Буровая установка типа УРБ-3А3 представляет собой модификацию комплекса унифицированных самоходных агрегатов БА15 и применяются для бурения структурно-поисковых скважин на нефть и газ, для водоснабжения, водопонижения и для других целей с прямой промывкой забоя при соответствующей комплектации. УРБ-3А3 является модернизацией буровой установки УРБ-3АМ, увеличена величина подроторного пространства и высота над рамой установки, улучшена система управления при транспортировки блока и уменьшена транспортная ширина блока. В качестве привода используется автономный двигатель повышенной мощности. Мачта складывающегося типа. Подъем и опускание мачты осуществляется гидродомкратами двойного действия. Тормоз лебедки ленточный с ретинаксовыми колодками. Ротор имеет повышенный ресурс работы. На палубе установки расположен генератор мощностью 30 кВт, питающий электромеханизмы, лампы освещения и другое. Вращения палубного двигателя через трансмиссию передается на раздаточный редуктор и коробку передач. Буровой насос с клиноременной трансмиссией монтируется на автоприцепе.

Установка имеет механизм свинчивания и развинчивания бурильных труб с электродвигателем, а также механизм-противозатаскиватель. Бурильные трубы устанавливаются на подсвечник. На мачте установлена стрела грузоподъемностью 10 кН с передвижной талью для вспомогательных работ. Установка снабжена легкосъемными укрытиями над рабочим местом бурильщика и верхового рабочего. Управление механизмами осуществляется с пульта. Общий вид установки представлен на рис. 2.3, техническая характеристика - в таблице 2.5.

Рис. 2.3 Схема буровой установки УРБ-3А3

Таблица 2.5

Техническая характеристика буровая установка УРБ-3А3

Техническая характеристика бурового насоса НБ-50 установки УРБ-3А3, приведена в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Техническая характеристика насоса НБ-50

.6 Обоснование и выбор бурового инструмента

.6.1 Породоразрушающий инструмент

Выбор породоразрушающего инструмента (ПРИ) производится в соответствии с выбранным способом бурения, конструкцией скважины, а также в зависимости от физико-механических свойств горных пород.

Техническая характеристика выбранного ПРИ приведена в табл.2.7.

Таблица 2.7

Техническая характеристика породоразрушающего инструмента

Для бурения центральной скважины будут использоваться трехшарошечные долота. Буровые шарошечные долота служат для бурения сплошным забоем. Важнейшими конструктивными элементами, определяющими эффективность работы долота, является форма и расположение шарошек, их вооружение, опоры и промывочная система долот.

Долота трехшарошечного типа, которые позволяют наиболее полно использовать габариты скважины для размещения шарошек, вооруженных наибольшим числом рабочих и калибрующих зубьев, а также позволяют разместить во внутренней полости шарошек наиболее мощные опорные подшипники и обеспечить надежную устойчивость долота на забое при оптимальной нагрузке.

Для бурения всех интервалов выбраны трехшарошечные долота типа М-ЦВ, которое предназначено для бурения мягких, вязких и пластичных пород. Эти долота характеризуются режуще-скалывающим действием вооружения на разрушаемые породы и имеют многоконусную форму самоочищающегося типа. Вооружение шарошек состоит из острых фрезерованных зубьев, имеющих одностороннюю наплавку мелкозернистым твердым сплавом.

.6.2 Бурильные трубы и соединения

Бурильные трубы (штанги), свинченные в бурильную колонну, передают момент вращения породоразрушающему инструменту, осевую нагрузку, промывочную жидкость для очистки забоя.

Технические параметры бурильных труб регламентированы ГОСТами: “Трубы бурильные геологоразведочные и муфты к ним” - ГОСТ 7909-87; “Трубы стальные ниппельного соединения” - ГОСТ 8467-83; “Трубы стальные бурильные универсальные (ТБСУ)” - ГОСТ Р 51245-99 [6].

Указанные ГОСТы распространяются на бурильные трубы, предназначенные для всех видов, способов и условий геологоразведочного бурения.

Для бурения центральной скважины будут использоваться стальные универсальные бурильные трубы ТБСУ-89, техническая характеристика которых приведена в табл. 2.8. Трубы изготавливают из нормализованной легированной стали марки 36Г2С с поверхностной закалкой токами высокой частоты и приварными резьбовыми соединениями из стали марки 40ХН.

Таблица 2.8

Техническая характеристика бурильных труб ТБСУ-89

.6.3 Обсадные трубы

Обсадные трубы применяются для закрепления неустойчивых стенок скважины, разъединения пластов горных пород и устройства эксплуатационных колонн.

При бурении скважин на воду широко используются обсадные трубы нефтяного сортамента (ГОСТ 632-80). Соединение труб предусмотрено выполнять муфтами. Однако применение муфтового соединения утяжеляет конструкцию скважин при бурении на воду.

С целью оптимизации конструкции скважины и ввиду небольшой глубины проектом предусмотрено использование безмуфтового соединения обсадных труб «труба в трубу» с нарезкой внутренней и наружной резьбы для их соединения. Для удобства труборезных работ внутреннюю резьбу нарезают на патрубке, который затем приваривается к основной трубе электросваркой.

Технические данные обсадных труб приведены в таблице 2.9.

Таблица 2.9

Техническая характеристика обсадных труб