2.3. Разработка конструкции скважины
На гидротермальных месторождениях медистых песчаников минимально допустимый диаметр керна равен 22 мм, а диаметр скважины 46 мм (в качестве резерва на случай аварии конечный диаметр керна берется больше минимально допустимого). Из-за существенного значения величины интенсивности зенитного искривления скважины принимаем конечный диаметр скважины 59 мм.
Интервал 0,0 – 12,5 м: диаметр скважины 93 мм, устанавливаем обсадные трубы диаметром 91 мм.
Интервал 12,5 – 54,0 м: диаметр скважины 76 мм, устанавливаем обсадные трубы диаметром 73 мм.
Интервал 54,0 – 450,0 м: диаметр скважины 59 мм.
3. Технология бурения
3.1. Выбор забойного снаряда
Твердосплавные коронки применяются для колонкового бурения в породах мягких и средней твердости (III- IX категорий по буримости), что позволяет использовать их на протяжении всего разреза, кроме интервала с породами XI категории по буримости. Компоновка колонкового снаряда разрабатывается в соответствии с конструкцией скважины.
В интервале 0,0 – 147,0 м: твердосплавные коронки СТ-2, кернорватель, колонковая труба наружным диаметром 89 мм, переходник на бурильные трубы.
В интервале 147,0 -217,0 м: алмазные коронки А4ДП, кернорватель, колонковая труба наружным диаметром 73 мм, переходник на бурильные трубы, алмазный расширитель РСА
В интервале 217,0 – 450,0 м: твердосплавные коронки СА1, колонковая труба наружным диаметром 57 мм, переходник на бурильные трубы.
3.2. Расчет параметров режима бурения
Расчет параметров режима бурения производится отдельно для каждой горной породы разреза. При бурении твердосплавными коронками:
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
При
бурении твердосплавными коронками
осевая нагрузка
,
кН, определяется по формуле
,
(3.1.)
где
-
число основных резцов в коронке;
-
осевая нагрузка на один резец, кН.
б) частота вращения бурового снаряда
Частота вращения
коронки
,
об/мин, определяется по формуле
,
(3.2.)
где
-
окружная скорость коронки, м/с;
-
средний диаметр коронки, м:
,
(3.3.)
здесь
и
-
соответственно, наружный и внутренний
диаметры коронки, м.
в) расход очистного агента (промывочной жидкости)
Расход промывочной
жидкости
,
л/мин можно определить по формуле
,
(3.4.)
где
-
удельный расход жидкости на 1 см диаметра
коронки, л/мин;
-
наружный диаметр коронки, см.
При бурении алмазными коронками:
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
С=Со·S
где, Со- удельная нагрузка на 1 см² рабочей площади торца коронки, кг/см², S- рабочая площадь торца коронки, см³.
здесь, кy - коэффициент уменьшения площади торца коронки за счет промывочных каналов. Для большинства секторных коронок кy =0,8.
б) частоту вращения коронки n определяем по формуле (3.2.)
в) расход промывочной жидкости Q определяем по формуле (3.4.)
Удельные режимные параметры бурения (удельная нагрузка на резец, окружная скорость коронки, удельный расход жидкости) являются табличными величинами и зависят от категории пород по буримости.
1. Плотные глины, суглинки (IIΙ категория по буримости) на интервале 0,0 – 12,5 м разбуриваются коронкой СТ2:
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
кН
кН;
б) частота вращения бурового снаряда
V=1,5 м/с
мм
мм
мм
= 0,0835 м,
об/мин;
в) расход очистного агента (промывочной жидкости)
л/мин
л/мин.
2. Туфоалевролиты (VI категория по буримости) в интервале 12,5 – 147,0 м бурятся коронкой СТ2:
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
кН
кН;
б) частота вращения бурового снаряда
V=1,2м/с
мм
мм
мм
= 0,067 м,
об/мин;
в) расход очистного агента (промывочной жидкости)
л/мин
л/мин.
3. Фельзиты, липариты, кварцевые порфиры (XI категории по буримости) в интервале 147,0 – 217,0м бурятся алмазной коронкой А4ДП:
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
см2
Н
б) частота вращения бурового снаряда
V=2,5м/с
мм
мм
мм
= 0,055 м,
об/мин;
в) расход очистного агента (промывочной жидкости)
л/мин
л/мин.
Были приняты рекомендуемые параметры алмазного бурения:
Осевая нагрузка=10 кН,
Частота вращения =1000 об/мин,
Расход промывочной жидкости = 40 л/мин
4. Песчаники полимиктовые средне-крупнозернистые (VI категория по буримости) в интервале 217,0 – 423,0 м бурятся твердосплавной коронкойСА1.
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
кН
кН;
б) частота вращения бурового снаряда
V=0,8м/с
Dн=59мм
Dв=46мм
мм
= 0,0525 м,
об/мин;
в) расход очистного агента (промывочной жидкости)
л/мин
л/мин.
5. Медистые песчаники(IV категория по буримости) в интервале 423,0-438,0 м. бурятся твердосплавной коронкойСА1.
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
кН
кН;
б) частота вращения бурового снаряда
V=1,0м/с
Dн=59мм
Dв=46мм
мм = 0,0525 м,
об/мин;
в) расход очистного агента (промывочной жидкости)
л/мин
л/мин.
6. Переслаивающиеся песчаники, туфы. алевролиты(VII категории по буримости) на интервале 438,0- 450,0м бурятся твердосплавной коронкойСА1.
а) осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент
кН
кН;
б) частота вращения бурового снаряда
V=0,8м/с
Dн=59мм
Dв=46мм
мм = 0,0525 м,
об/мин;
в) расход очистного агента (промывочной жидкости)
л/мин
л/мин.