2 Выбор способа бурения

Исходя из определенных категорий буримости пород, можно сделать выбор способа бурения скважины. Породы представлены мягкими, средними, твердыми и средними категориями. Бурение будет осуществляться вращательным способом.

Проходка верхних пяти слоев до 220 метров будет осуществляться бескерновым вращательным бурением. Эти слои представлены мягкими породами и породами средней твердости, поэтому будет применено бурение с использованием трехшарошечного долота типа М для 1-3 слои и типа С для 4 слоя. Отбор керна производиться не будет.

Проходка слоев с шестого по девятый будет осуществляться вращательным колонковым бурением. При данном способе производится отбор керна для детальной разведки месторождения медно-никелевых жил. Так как в слоях имеются твердые и крепкие породы, то будет применяться алмазное бурение [14].

3 Построение проектной конструкции скважины

Конструкция скважины – характеристика буровой скважины, определяющая ее глубину и направление, диаметр на различных интервалах глубины, количество, диаметр и глубину спуска обсадных колонн.

Исходными данными для построения проектной конструкции (рисунок 1) разведочной скважины являются: глубина и угол залегания полезного ископаемого, физико-механические свойства и горно-геологические условия залегания пород, выбранный способ бурения.

Для медно-никелевого месторождения минимальный диаметр керна был взят за 59 мм. От данного диаметра с низу вверх, анализируя состав и структуру слоев, постепенно увеличивается диаметр. Это зависит как от диаметра обсадных труб, так и от слоев, которые перекрываются этими обсадными трубами. На горизонте 300 - 330 метров появляются монтмориллонитовые глины. Во избежание их вспучивания и перекрытия скважины, было принято решение перекрыть их обсадными трубами диаметра 73 мм. Обсадные трубы, для надежного перекрытия углубляются в песчаники на 2 метра и тампонируются.

На горизонте 40 - 120 метров появляется разрушенный известняк, который в ходе бурения будет поглощать раствор. Поэтому данный горизонт мы перекрываем обсадной трубой диаметра 89 мм. и тампонируем.

Верхний горизонт - пески, исходя из его физико-механических свойств, перекрываем обсадной трубой диаметра 108 мм. Для гарантированного прохода обсадных труб в скважину, ПРИ берем диаметром больше на несколько мм. 76, 93, 112 мм. соответственно (таблица 1) [14].

4 Выбор бурового оборудования

Для условий бурения, приведенных в таблице 1, учитывая глубину и диаметр бурения, а также угол наклона скважин, выбираем буровой станок СКБ-4. Он предназначен для бурения геологоразведочных скважин алмазными коронками диаметром 59 мм на глубину до 500 м. Буровой станок СКБ-4 (рисунок 1) имеет высокие скорости вращения шпинделя, что особенно важно при бурении алмазными коронками. Он оснащен необходимой контрольно-измерительной аппаратурой. В качестве привода может быть использован электродвигатель мощностью 22 кВт или дизель. В комплект буровой установки входит мачта БМТ-4А, буровой насос НБ-3 [2].

Рисунок 1 - Буровой станок СКБ-4 [2]

Буровой станок СКБ-4 предназначен для бурения с поверхности вертикальных и наклонных геологоразведочных скважин вращательным способом.

Технические данные бурового станка, основные параметры и характеристики (рисунок 2):

-Буровой станок СКБ-4 обеспечивает бурение геологоразведочных скважин на наиболее выгодных режимах алмазными и твердосплавными коронками, чему способствует широкий диапазон скоростей вращения шпинделя от 155 до 1600 об/мин.

-Станок СКБ-4 может работать в помещениях с открытым доступом наружного воздуха, например, под тентом, в условиях отсутствия прямого воздействия солнечной радиации и атмосферных осадков, в диапазоне температур от - 5° до + 40°С [2].

Рисунок 2 - Схема бурового станка СКБ-4 [2]

1 сцепление, 2 тормоз подъема,3 тормоз спуска ,4 лебедка ,5 трансмиссия ,6 вращатель ,7 гидросистема станка с автоперехватом,8 станина,9 цилиндр перемещения станка ,10 рама.

Таблица 2 - Характеристика СКБ-4

Максимальная глубина (м)			500
При твердосплавном бурении			300
При алмазном бурении			500
Грузоподьемнотсь на крюке
Номинальная			32
Максимальная			50
Диаметр скважины мм
Начальный			151
Конечный при твердосплавном бурении			93
конечный при алмазном бурении			59
Мощность привода кВт			22
Частота вращения бурового снаряда в м			155-1615
Угол наклона вращателя			60-90
марка бурового насоса			СКБ-4
Марка насоса			НБ-3
Марка вышивки или мачты			БМТ-4А МРУГУ-2

Насосная установка НБ-З.

Насосная установка НБ-З (рисунок 3,4) - предназначена для обеспечения циркуляции промывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин буровыми установками.

Рисунок 3 - Насосная установка НБ-З [3]

1- кривошипно-шатунный механизм. 2 - эксцентриковый вал. 3 - входной вал - шестерня. 4 - гидравлическая часть насоса; 5 - клапаны; 6 - седла; 7 - пружины; 8 - плунжера, 9 - хомуты; 10 - крышки.

Рисунок 4 - Схема насосной установки НБ-3 [3]

Насосная установка состоит из насоса коробки скоростей, фрикциона и электродвигателя, смонтированных на общей раме. Клапаны— тарельчатые, с нижними перьевыми направляющими и конусным резиновым протектором, нагружены цилиндрическими витыми пружинами. К гидравлической части насоса (со стороны привода) прикреплены три быстросъемных узла «сальник с плунжером». Плунжеры изготовлены из высоколегированной стали и уплотнены резиновыми манжетами. Плунжеры соединены с ползунами кривошипно-шатунного механизма быстросъемными хомутами, благодаря чему можно быстро заменить узел «сальник с плунжером» [3].

Буровая мачта БМТ-4А.

Буровая мачта БМТ-4А предназначена для работы с буровым агрегатом СКБ-4. Ее перевозят с точки на точку в среднем 10—15 раз в год, поэтому она обладает высокой мобильностью и укладывается на крышу бурового здания. Размещение портала в пределах длины бурового здания обеспечивает возможность использования станка с дизельным приводом, соединенным со станком через конический угловой редуктор и карданный вал. Кроме того, это позволяет поднимать мачту гидродомкратами или с помощью лебедки бурового станка.

Мачта БМТ-4A представляет собой одностержневую трубчатую систему (рисунок 5), ствол которой шарнирно опирается на портал арочного типа. Для придания устойчивости ствол мачты раскреплен двумя подкосами (продольным и поперечным). Кран-блок мачты снабжен подвижными самоустанавливающимися роликами. Мачту устанавливают на заданный угол бурения изменением длины продольного регулировочного подкоса. Ствол мачты — телескопический, выполнен из труб [4].

Техническая характеристика мачты БМТ-4.

а — рабочее положение; б — с укладкой ствола на землю: в — с укладкой ствола на крышу бурового здания.

Рисунок 5 - Схема мачты БМТ - 4 [4]