Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Буровые работы
Обзор геолого-технических условий бурения
Геологический разрез представлен сильно измененными магматическими породами ультраосновного состава.
Скважина начинается с четвертичных отложений. Их мощность до 4 м. Они представлены делювиальными свалами сильно измененных ультраосновных пород . Далее по разрезу залегают выветрелые, разрушенные измененные ультраосновные породы на глубине 4 - 40 м. На этом интервале породы неустойчивые, наблюдается потеря промывочной жидкости, вывалы из стенок скважины. Далее идут измененные ультраосновные породы. глубина залегания 40-175 м. Потом идут трещиноватые измененные ультраосновные породы с кварцевыми жилами с сульфидным оруденением. Глубина залегания 155 - 175м. Далее на глубине 175 - 180 м. идут опять измененные ультраосновные породы.
|
Возраст |
породы |
Глубина, м |
Твердость, Н/мм2 |
FD |
Кабр |
rм |
Трещинова-тость |
Устойчи-вость |
Категория пород по буримости |
|
Q |
Делювиальные свалы |
4 |
500-1000 |
4,5 |
Не устой-чивые |
IV |
|||
|
R3 |
Трещиноватые, выветрелые гипербазиты |
40 |
3000-4000 |
12 |
1.2 |
22,7 |
Трещи-новатые |
Устойчивые |
VII |
|
R3 |
Гипербазиты |
155 |
3000-4000 |
14 |
1,1 |
27,2 |
Моно-литные |
VIII |
|
|
R3 |
Гипербазиты с кварцевыми жилами с сульфидами |
175 |
4000-5000 |
12 |
1.2 |
34,1 |
Трещи-новатые |
IX |
|
|
R3 |
Гипербазиты |
180 |
3000-4000 |
12 |
1,1 |
27,2 |
Моно-литные |
VIII |
Проектирование конструкции скважины
В соответствии с назначением и геологическими условиями была выбрана следующая конструкция скважины. Скважины будут буриться под углом к горизонту 600. Оптимальный диаметр керна по полезному ископаемому (золото) 60мм., следовательно конечный диаметр скважины 76 мм, глубина бурения 40-180 м. Далее интервал от 4 - 40 м. проходится диаметром 93 мм. с обсадкой трубами Для бурения под направление скважины выбран диаметр 112 мм. с обсадкой трубами диаметром 108 мм.
Выбор и обоснование способа бурения
В соответствии с геологическим заданием, геолог-техническими условиями и разработанной конструкцией скважины выбран вращательный колонковый способ бурения. Обоснование выбора данного способа состоит в следующем:
Выбор бурового инструмента и оборудования
Бурение до 4 м производится твёрдосплавными коронками СМ-3. Для увеличения выхода керна по рудным интервалам планируется проходка скважин специальными эжекторными, двойными колонковыми снарядами (ДЭС), по безрудным породам алмазными коронками О1А4Г, по рудным породам коронкой ДЭИ. Бурение будет производится буровой установкой УКБ-200/300 и бурильными трубами СБТН-68. При бурении в качестве промывочной жидкости используется глинистый раствор и СОЖ.
Техническая характеристика установки УКБ-200/300
Установка УКБ 200/300, смонтированная на металлических санях, с буровым станком, буровой мачтой МРУГУ-2 с длиной свечи 9,5м и буровым насосом НБЗ-120/40. Передвигается установка волоком на полозьях с помощью трактора.
Глубина, м:
алмазными коронками, м 200
твердосплавные коронки, м 300
Начальный диаметр скважины, мм 132
Конечный диаметр скважины, мм 59
Частота вращателя, об/мин:
1 диапазон 100-1500
2 диапазон 80-1170
Максимальное усилие подачи, кН
вверх 30
вниз 40
Длинна хода подачи, мм 500
Мощность электродвигателя, кВт 13
Грузоподъёмность лебёдки, кг 20 000
Высота мачты, м 14
Длина свечи, м 9,5
Тип бурового насоса НБ3-120/40
Максимальная подача, л/мин 120
Максимальное давление, мПа 4
Мощность дизельного двигателя насоса, кВт 30
Габариты установки 8,34* 2,5*1,1
Основные размеры стальных бурильных труб ниппельного соединения для алмазного бурения с высокими частотами вращения бурового снаряда и ниппелей.
Параметры: ТУ 14-3-679-78
Наружный диаметр труб, мм 68
Толщина стенки, мм 4,5
Наружный диаметр ниппеля, мм 68,5
Внутренний диаметр ниппеля, мм 28
Кривизна труб, мм/м 0,5
Длина труб, мм 1500; 1400
Масса 1м бурильной колонны 8,68
в сборе (с ниппелями), кг
Диаметр скважин, где рекомендуется 76
применять колонны, мм
Краткая техническая характеристика колонковых труб
Одинарная колонковая нипельная труба
Наружный диаметр колонковых труб, мм 108 89 73
Толщина стенки труб, мм 5
Длина труб, мм 3000
Теоретическая масса 1м труб, кг 12,7 10,36 8,38
Масса ниппеля, кг 1,7
Двойной эжекторный снаряд ДЭС-73
Наружный диаметр колонковой трубы, мм 73
Диаметр керноприемной трубы, мм:
-наружный 60
-внутренний 55
Длинна керноприемной трубы, м 3
Длинна снаряда, м 3,8
Масса снаряда, кг 44
Диаметр отверстия эжекторной насадки, мм 7
Техническая характеристика коронок
СМ3
Наружный диаметр, мм 112
Внутренний диаметр 94
Число резцов 8
СА6
Наружный диаметр, мм 93
Внутренний диаметр 73
Число резцов 28
О1А4Г40К30
Наружный диаметр, мм 76
Внутренний диаметр 58
Зернистость алмазов шт/кар 20-30
Масса, кар:
Общая (предельные или средние значения) 13,2-22,8
-объёмных 8-13,6
-подрезных 5,2-9,2
ДЭИ
Наружный диаметр, мм 76
Внутренний диаметр 47
Размер алмазов шт/кар:
-объемных 50-30
-подрезных 30-40
Твердость матрицы HRC 30-40
Масса алмазов кар. 20
Расчёт основных режимов твёрдосплавного бурения
Р=Р0*m, где Р-осевая нагрузка на твёрдосплавную коронку, даН
Р0-рекомендуемая нагрузка на 1 основной резец, даН
коронка СМ3
Р0=50 даН
m=8
Р=50*8=400 даН
Коронка СА6
Р=60*28=1680 даН
n = υокр*60/ (π(Dн + Dвн)/2) ,
где υокр-окружная скорость коронки м/с, Dн,Dвн-соответсвенно наружный и внутренний диаметры коронки, м
υокр=1,5м/с
Коронка СМ3
Dн=112
Dвн=94
n=1,5*60/ (3,14(0,112+0,094)/2)=278 об/мин;
Коронка СА6
Dн=93
Dвн=73
n=1,5*60/ (3,14(0,093+0,073)/2)=283 об/мин;
V0 = kDн, где k-удельный расход промывочной жидкости на 1см диаметра коронки, л/мин, Dн-диаметр коронки, см
Коронка СМ3
V0=12*11,2=134,4 л/мин.
Коронка СА6
V0=12*9,3=111,6 л/мин.
P=350 даН, n = 200 об/мин, V0=100 л/мин.
P=1300 даН, n = 220 об/мин, V0=85 л/мин.
Проектирование режимов алмазного бурения
1) Осевая нагрузка Р=Pу*S, где Ру- удельная осевая нагрузка на 1см торца коронки, S - площадь торца коронки
S=p/4*(Dн2-Dвн2)
Ру=60даН/см2
коронка О1А4Г40К30
S=3.14/4*(7,62-5,82)=18,9 см2
Р= 60*18,9=1134 даН, для повышения выхода керна знижаем до 1000 даН
коронка ДЭИ
S=3.14/4*(7,62-4,72)=28 см2
Р= 60*28=1680 даН, для повышения выхода керна знижаем до 1100 даН
n = υокр*60/ (π*(Dн + Dвн)/2),
где υокр-окружная скорость коронки м/с, Dн, Dвн-соответсвенно наружный и внутренний диаметры коронки, м
υокр=3-4м/с
коронка О1А4Г40К30
n = 3*60/(3,14*(0,076+0,058)/2)=856 об/мин, для повышения выхода керна знижаем до 800 об/мин
коронка ДЭИ
n = 3*60/(3,14*(0,076+0,047)/2)=932 об/мин, для повышения выхода керна знижаем до 800 об/мин
3) Количество промывочной жидкости
V0 = kDн, где k-удельный расход промывочной жидкости на 1см диаметра коронки, л/мин, Dн-диаметр коронки, см
k=12
коронка О1А4Г40К30
V0=12*7,6=91,2 л/мин, для повышения выхода керна знижаем до 70 л/мин
коронка ДЭИ
V0=12*7,6=91,2 л/мин, для повышения выхода керна знижаем до 70 л/мин
Проверочные расчеты
Nб = Nз + Nт + Nст
Nз – мощность расходуемая на забое скважены, кВт; Nт – мощность, расходуемая на вращение колонны бурильных труб в скважине, кВт; Nст – мощность расходуемая в трансмисии и в других узлах, кВт.
Nз = 2 *10-4*P*n*Dср
Р – осевая нагрузака, даН; n – частота вращения, об/мин, Dср – средний диаметр коронки, м. Dср = (Dн + Dвн)/2
Nт = Nхв + Nдоп
Nхв – мощность на холостое вращение колонны бурильных труб в скважине; Nдоп – дополнительная мощность, затрачиваемая на вращение сжатой части колонны бурильных труб.
Nдоп = 2,45*10-4*d*Р*n
d - радиальный зазор, м. d = (D-d)/2 где D – диаметр скважины, d – наружный диаметр бурильных труб.
Nхв = k1*k2*k3*k4*k5*(8.28*10-6*(0.9 + 20*d)*Dq/(EI)0.16*n1.85*L0.75*(1+0.44*cosj))
k1 = 0.6; k2 = 0,7; k3 = 0,75; k4 = 1; k5 =1; (EI)0.16=5,7
q – масса 1 м бурильных труб; L – длинна скважины; j - угол наклона скважины к горизонту.
Nст = 1,1*Nдв*(6*10-2+1,2*10-4*n)
Nдв – мощность двигателя.
Nз = 2*10-4*1680*932* ( 0,076 + 0,047)/2 = 19,3 Вт
Nхв=0,6*0,7*0,75*1*1*(8,28*10-6(0,9+20*4)* *7.6*8,68/5,7*9321,85*1800,75(1+0,44*сos600))=4589 Вт
Nдоп = 2,45*10-4*4*1680*932 = 1534,4 Вт
Nт =4589 + 1534,4 = 6123,4 Вт
Nст = 1,1*13*(6*10-2+1,2*10-4*932) = 2,45 Вт
Nб =19,3+6123,4+2,45 = 6145,15 Вт =6,1 кВт
Мощность насоса
Nн = Q*P/hн*h
Q – полная подача насоса, м3/с; P – давление нагнетения, Па; hн – КПД насоса =0,75-0,85; h - КПД передач от двигателя до насоса = 0,7-0,8
Nн =120*40/ (0,8*0,75) =8 кВт
В данном проекте был использован специальный двойной эжекторный снаряд ДЕС-73
Основной целью поискового бурения почти всегда является получение образца горных пород (керна). Получение керна необходимо как для суждения о геологическом строении разведуемого участка, так и для заключения о качестве и количестве полезных ископаемых.
Качество полезного ископаемого определяется по процентному выходу керна.
lk- длина керна
Н – интервал бурения
Эталонная схема классификации горных пород по трудности отбора керна (ВК в %):
|
Степень трещиноватости |
Категория по буримости |
№ подгрупп |
Г |
|
Монолитные, слаботрещиноватые |
VII-IX |
1 |
80-95 |
|
Среднетрещи-новатые |
VII-IX |
4 |
60-65 |
Г - связные породы, неоднородные по строению и с различной твердостью пропластков, обломки до 10 мм.
Анализ эталонной схемы классификации горных пород показывает, что бурение на полезные ископаемые производится с отбором керна относится к категории Г (связные породы, неоднородные по строению и с различной твердостью пропластков, обломки до 10 мм)
Для достижения высокого качества отбора керновых проб в большинстве случаев необходимо применять специальные средства и технологические режимы бурения.
В данном проекте используются двойные эжэкторные снаряды ДЭС-73
Проектная глубина 200 м. Угол наклона скважины: 60 0 . Направление: наклонное. Буровая установка: УКБ200/300 Буровой насос: НБЗ-120/40 Двигатель: электрический. Буровая мачта: МРУГУ-2. Бурильные трубы: ЛБТН-68, одинарнйы колонковый снаряд и ДЭС. Длина свечи: 9,5 м.
|
Описание пород |
Мощность, м. |
Твердость, Н/мм2 |
Абразивность, кабр |
Трещиноватость |
Устойчивость |
Категории пород по буримости |
Проектируемый выход керна |
Конструкция скважины |
Тип и размер породоразрушающего инструмента и колонкового снаряда |
Параметры режима бурения |
||
|
Осевая нагрузка, даН |
Частота вращения, об/мин |
Количество и качество промывочной жидкости |
||||||||||
|
Элюви-ально-делюви-альные отложе-ния |
4 |
500-1000 |
|
|
Не устойчивые |
IV |
70% |
СМ3 |
350 |
200 |
100 |
|
|
Вывет-релые гипер-базиты |
40 |
3000-4000 |
1,2 |
Трещи-новатые |
Устойчивые |
VII |
70% |
СА6 |
1300 |
220 |
85 |
|
|
Гипер-базиты |
155 |
3000-4000 |
1,1 |
Моно-литные |
VIII |
01А4Г40К30 |
1000 |
800 |
70 |
|||
|
Кварце-вые жилы с Au |
175 |
4000-5000 |
1,2 |
Трещи-новатые |
IX |
90% |
ДЭИ |
1100 |
800 |
70 |
||
|
Гипер-базиты |
180 |
3000-4000 |
1,1 |
Моно-литные |
VIII |
70% |
01А4Г40К30 |
1000 |
800 |
70 |