2.6. Технология бурения
Выбор промывочной жидкости
Одним из основных факторов, определяющих эффективность бурения скважин в разнообразных горно-геологических условиях, является выбор промывочного агента и его параметров, это позволяет оптимизировать технологию промывки скважин.
Выбор типа промывочной жидкости определяется геолого-техническими условиями бурения, составом и свойствами проходимых пород, способом бурения, опытом буровых работ.
При бурении интервала от 0 до 10 м применяем сжатый воздух.
При бурении интервала от 10 до 92 м применяем пену. Плотность ρ=400 - 500 кг/м3. Свойства промывочной жидкости планируется регулироваться в процессе бурения.
При бурении интервала от 92 до 200 м в качестве промывочной жидкости используем полимерный раствор: техническая вода+0,15%ГПАА+0,2%Ксантановая ксислота+ противоморозная добавка 6,5%NaCl.
Эти добавки являются биоразлагаемыми, их характеристики приведены в табл.2.9.
Таблица 2.9
Химические добавки
Тип |
Основное назначение |
Преимущества |
Типовой расход |
Форма |
Примечания |
Superfoam |
Сильное пенообразование |
Отлично удаляет буровой шлам. Стабилизирует глину и слабосвязанные породы. Допускает применение соленой воды. Полностью совместим с другими полимерными добавками. |
3-7 л/м3 |
жидкость |
Био-разлагаемый. Не загряз-няющий Нетоксичный |
ГПАА |
Повышение стабильности ствола скважины.
|
Легко смешивается с минерализоаванной водой при минимальном сдвиге. Эффективная стабилизация глин и сланцев при более низкой вязкости. Обеспечивает высокую смазывающую способность. Не ферментируется. Разрушается химическим способом при добавлении отбеливателя гипохлорита натрия. |
0,1-0,2 кг/м3 |
порошок |
Био-разлагаемый. Не загряз-няющий Нетоксичный |
Ксантановая кислота |
структурообразователь буровых растворов на водной основе, как пресных, так и сильно минерализованных. |
Регулирует реологические свойства (пластическая вязкость, ДНС, СНС) буровых растворов, придает им высокую удерживающую и выносящую способность. |
0,1-0,3 кг/м3 |
порошок |
Био-разлагаемый. Не загряз-няющий Нетоксичный |
Расчет режимных параметров бурения
Основными режимными параметрами при вращательном способе бурения скважин комплексами ССК являются:
Число оборотов в минуту, n
Скорость бурения, (м/ч)
Частота вращения /Скорость проходки (об/см.)
Максимальное усилие подачи, (кН)
Расход очистного агента, (л/мин)
Проектирование режимов бурения импрегнированным башмаком
Интервал 0-10 м (под направление) будет пройден алмазной коронкой НQ Alpha 04диаметром 93 мм.
Рекомендуемая осевая нагрузка – Pос = 420 даН
Частота вращения для данного интервала принимается 112 об/мин, так как это минимальная частота для данной буровой установки.
Расход сжатого воздуха Q=1,15 м3/мин.
Проектирование режимов алмазного бурения:
Бурение на интервале 10-65 м производится импрегнированной алмазной коронкой серии NQ Alpha Bit Abrasive 06 диаметром 75,4 мм.
1.Частота вращения (n), об/мин:
(2.1)
где D и d соответственно наружный и внутренний диаметры коронки, м;
V – средняя окружная скорость коронки, принимаем V=3-4 м/с.
=930
об/мин
2.Осевая нагрузка на ПРИ, кН:
(2.2)
- удельная нагрузка на квадратный
сантиметр алмазной импрегнированной
коронки H/см2.
Удельная осевая нагрузка для импрегнированных алмазных коронок рекомендуется брать в диапазоне – 600-1500 Н/см2
=600 [Н/см2 ]
-
площадь рабочей поверхности см2.
-
наружный диаметр, см.
d- внутренний диаметр, см.
[кН]
3. Количество промывочной жидкости: так как на данном интервале осуществляется промывка пеной то получаем два определяющих параметра: расход воздуха и расход жидкости.
.
Бурение на интервале 65-92 м производится импрегнированной алмазной коронкой серии NQ Alpha Bit Abrasive 06 диаметром 75,4 мм.
1.Частота вращения (n), об/мин:
=1026
об/мин
2.Осевая нагрузка на ПРИ, кН:
=650 [Н/см2 ]
[кН]
3. Количество промывочной жидкости: так как на данном интервале осуществляется промывка пеной то получаем два определяющих параметра: расход воздуха и расход жидкости.
.
Бурение на интервале 92-103 м производится импрегнированной алмазной коронкой серии NQ Alpha Bit Abrasive 06 диаметром 75,4 мм.
1.Частота вращения (n), об/мин:
=1150
об/мин
2.Осевая нагрузка на ПРИ, кН:
=700 [Н/см2 ]
[кН]
3. Количество промывочной жидкости:
-
удельный расход жидкости, л/мин на 1 см
диаметра коронки.
- диаметр коронки в см.
Бурение на интервале 103-185 м производится импрегнированной алмазной коронкой серии NQ Alpha Bit 07 диаметром 75,4 мм.
Так, как бурение ведется по полезному ископаемому, уменьшаем режимные параметры на 30%.
1.Частота вращения (n), об/мин:
=1080
об/мин
2.Осевая нагрузка на ПРИ:
=800 Н/см2
кН
3. Количество промывочной жидкости:
Бурение на интервале 185-200 м производится импрегнированной алмазной коронкой серии NQ Alpha Bit Abrasive 07 диаметром 75,4 мм.
1.Частота вращения (n), об/мин:
=1243
об/мин
2.Осевая нагрузка на ПРИ, кН:
=800 [Н/см2 ]
[кН]
3. Количество промывочной жидкости:
Таблица 2.11