Введення

Метою курсового проектування є закріплення, поглиблення і узагальнення знань, отриманих студентами при вивченні теоретичного курсу «Розвідувальне буріння»; набуття навичок для самостійного вирішення конкретних завдань з технології та техніці буріння свердловин з умілим використанням досягнень науково-технічного прогресу і передового досвіду в геологорозвідувальному справі; підготовка до завершального етапу навчання - складання дипломного проекту. Крім того, у процесі курсового проектування, студенти набувають навичок самостійної творчої роботи з навчальної, довідкової і спеціальної науково-технічною літературою.
Пропоновані технічні рішення в курсовому проекті передбачають застосування як серійного так і перспективного обладнання, інструментів, матеріалів, Кипов відповідно до вимог діючих ГОСТів, будівельних норм і правил (СНІП), «Правил безпеки при геологорозвідувальних роботах» та інших нормативних документів. Рішення, що приймаються рішення обгрунтовані або підкріплені необхідними розрахунками.
Курсовий проект складається з пояснювальної записки, графічного матеріалу та додатків. Обов'язковим додатком до курсового проекту є геолого-технічний наряд (ГТН) на буріння свердловини.

Вибір і обгрунтування способу буріння.

У даному геологічному розрізі доцільніше використовувати обертальний спосіб буріння. Так як обертальний спосіб застосовують і при бурінні розрізів з невеликими за потужністю шарами тріщинуватих порід, в яких будуть використані ударно-обертальний спосіб внаслідок виваливши шматків порід під впливом ударних імпульсів неможливо.
Так як дана свердловина припускає пошук і попередню розвідку, то потрібно взяти керн по всій глибині свердловини, тому слід застосовувати колонкові спосіб буріння. Перевагами колонкового способу є можливість брати зразки гірських порід, бурити свердловини з відносно невеликим викривленням, бурити свердловини на значну глибину з відносно не високою витратою енергії.
Внаслідок того, що ми маємо нескладний геологічний розріз, і щодо неміцні що складають його гірські породи більш доцільним буде застосування твердосплавного способу буріння, так як алмазні коронки мають малий вихід ріжучої кромки алмаза, що різко зменшує механічну швидкість буріння в пухких і м'яких породах. На відміну від алмазних коронок, твердосплавні коронки мають більший вихід різця, що дозволяє йому більш глибше інтегруватися у породу. Найбільш доцільніше використовувати твердосплавні коронки типу CМ-6, як найбільш придатні для буріння в даних умовах. Діаметри коронок 93 мм для першого ступеня і 76 мм для другого ступеня.
Вибір конструкції свердловини.

Геологічний розріз представлений в основному осадовими породами. У цьому розрізі є одна ускладнена зона. Вона знаходиться на інтервалі від 0 до 10 метрів, на даній ділянці можливе обвалення стінок свердловини з за рихлого делювії.
Загальну глибину свердловини беремо рівною 500 метрам. На цій глибині додаємо ще 1,5 метра, для достовірності подсеченія підошви і можливості дослідження пласта геофізичними приладами.
Варто зауважити, що головним показником досконалості конструкції свердловини є її простота. Для конструкції даної свердловини найбільш раціонально вибрати 2 ступені, як мінімально можливе число для досліджуваного геологічного розрізу. Кінцева ступінь свердловини буде в інтервалі 10-500 метрів, діаметром 76 мм. Перший ступінь буде перебувати в інтервалі від 0 до 10 метрів, діаметр другого ступеня візьмемо, на розмір більше ніж діаметр попередньої ступені, що дорівнює 93 мм.
Обсадні труби застосовуються для закріплення нестійких стінок свердловини, відновлення циркуляції промивної рідини і роз'єднання пластів гірських порід. У відповідності з цією конструкцією свердловини буде потрібно одна колона обсадних труб для зміцнення стінок свердловини на глибині від 0 до 10 м діаметром 89 мм, плюс 2 м для закріплення труби в монолітної товщі, одночасно вона буде використовуватися як направляюча. Застосовувати будемо обсадні труби ніпельної з'єднання, завдовжки 4500 мм. Башмаки обсадних колон, з метою герметизації зазору між стінок свердловин і обсадними трубами, слід зотампоніровать цементним розчином, а зверху на труби встановити прядив'яні сальники.
Технічна характеристика обсадної труби:
Зовнішній діаметр труби, мм
89
Товщина стінки труби, мм
5,0
Маса 1 м труби, кг
10, 4
Довжина труби, мм
1500; 3000; 4500; 6000

Вибір бурового снаряда та обладнання
Породи, що складають розріз чергуються по стійкості, тому для підвищення якості виходу керна, доведеться використовувати одночасно одинарний і подвійний колонкові снаряд високооборотних твердосплавного буріння, міняючи їх на певній глибині. Ці снаряди відрізняються простотою конструкції та використання будь-яких промивних рідин. Вони дозволяють підвищувати механічну швидкість буріння при високій якості випробування.
Бурити будемо з прямою промиванням технічною водою. За винятком зони переслаіванія вугілля. Про це докладніше нижче.
Вибійний снаряд для буріння першої свердловини ступені складається з твердосплавної бурової коронки СМ6 діаметром 93 мм, кернорвателя, калібрувального розширювача, одинарною колонкової труби діаметром 89 мм, перехідника з колонкової труби на бурильні труби П1.
Бурильна колона повинна відповідати вибраної конструкції свердловини діаметром 93 мм. Для високооборотних буріння свердловин діаметром 93 мм рекомендується використовувати сталеві бурильні труби муфто-замкового з'єднання діаметром 60,3 мм, довжиною 4500 мм.
Для подачі промивної рідини в бурильної колони вибираємо сальник типу СА.
Снаряд буде використаний на глибинах від 0 до 13 м.
Вибійний снаряд для буріння другого ступеня свердловини складається з твердосплавної бурової коронки СМ6 (коронка застосовується для буріння порід середньої твердості, що належать до IV-VII категорій за буримости, рис. 1) діаметром 76 мм, кернорвателя, калібрувального розширювача, одинарною колонкової труби діаметром 73 мм , перехідника з колонкової труби на бурильні труби П1.
Рекомендується використовувати бурильні труби муфто-замкового з'єднання діаметром 50 мм, довжиною 4500 мм. А так само застосувати обтяжені бурильні труби (УБТ) для зменшення зношування і підвищення надійності роботи розтягнутій частини бурильної колони, розташованої над УБТ.

При зустрічі із шаром вугілля будемо міняти вибійний снаряд на подвійний колонкові снаряд. Подвійні колонкові снаряди застосовують в породах і корисних копалин, що дають поганий вихід керна. Для нас найбільше доцільніше використовувати такий снаряд під назвою ДонбассНІЛ-II (рис. 2). При бурінні з м'яким вугіллям твердосплавна коронка цього снаряда, на внутрішній невращающейся трубі, що має вертикальне переміщення, врізається в забій як кільцевої штамп. При зустрічі більш міцного породного прошарку під дією збільшеного осьового зусилля включається фрикціон, що передає крутний момент на внутрішню кернопріемную трубу з твердосплавної коронкою, забезпечуючи, таким чином, буріння міцних порід обертальним способом. Осьова навантаження на коронку при бурінні по вугіллю 4000-6000 Н. При бурінні ДКС «Донбас НДЛ» коронками 76 мм рекомендується дотримуватися наступного режиму:
Витрата бурового розчину, л/хв 50-70
Частота обертання снаряда, об/хв 100-150
Для буріння свердловини ми будемо застосовувати бурову установку УКБ-500/800. Бурова установка УКБ-500/800 призначена для буріння вертикальних і похилих (90-60 °) геологорозвідувальних свердловин на тверді корисні копалини глибиною до 800 м алмазними коронками діаметром 59 мм і до 500 м твердосплавними коронками діаметром 93 мм до 500м. Бурова установка складається "з бурового верстата СКБ-5, бурової щогли МБТ-5 з підставою Дегазатори РТ-1200 М, вантажопідйомних приладдя (елеватор-50, елеватор 50/54, вертлюг-пробка-50, вертлюг-пробка-54, напівавтоматичні елеватори типу ЕН-12 і насосна установка НБЗ-120/40), контрольно-вимірювальна апаратура, транспортна база ТБ-15.

Буровий верстат СКБ-5 (рис 3) має всі основні функціональні вузли, що і верстат СКБ-4. Однак він відрізняється від нього тим, що у верстаті СКБ-5 немає такого традиційного вузла, як станина. Всі вузли: електродвигун, лебідка, Повертач-лебідка знімного кернопріемніка - розміщені і закріплені на корпусі коробки передач. Остання своїми опорними площинами лежить на направляючих рами верстата і переміщується на них при розтині гирла свердловини за допомогою гідроциліндра. Закріплення верстата в будь-якому положенні на рамі проводиться автоматично за допомогою гідрозамки. Відмова від станини дозволив зменшити довжину кінематичних ланцюжків і, таким чином, підвищити надійність і жорсткість верстата. Підвищення жорсткості знижує вібрації при бурінні. Крім того, гідросистема верстата СКБ-5 змонтована на виносному пульті, що забезпечує зручний доступ для обслуговування і ремонту не тільки гідросистеми, але і верстата загалом. На пульті управління (рис) розміщені оперативні кнопки управління двигуном верстата, маслонасоса, гідросистеми, бурової насосної установки. Там же встановлена кнопка загального стопа, прилади контролю осьового навантаження на породоруйнуючих інструмент, амперметр і манометри гідросистеми.
Буровий верстат має вісім частот обертання шпинделя в діапазоні 120-150 об/хв, дві гідроциліндра подачі, два затискних гідропатрона, автоматичний перехоплення шпинделя на провідній трубі, регулятор швидкості подачі, що входить і поршневі порожнини гідроциліндрів. Все це забезпечує можливість роботи верстата в оптимальному режимі. Для контролю за параметрами процесу буріння верстат комплектується чотирьохканальної контрольно-вимірювальної системою КУРС-411, яка має канали для вимірювання наступних параметрів: осьового навантаження на породоруйнуючих інструмент, механічної швидкості буріння, витрат і тиску промивної рідини.

Бурове будинок, установки - контейнерного типу. Воно зібране з тришарових алюмінієвих панелей, має електричну систему обігріву і автономну систему водопостачання (бак, насос, водонагрівач).
Бурова щогла БМТ-5 являє собою одно-стрижневу трубчасту систему, стовбур якої шарнірно спирається на портал арочного типу. Для додання стійкості щоглі стовбур її раскреплен подовжнім і поперечним розкосами. Підйом і опускання щогли проводяться за допомогою гідравлічних циліндрів.

Бібліографічний список

Р.М. Скрябін, Г.А. Свєшніков «Методичні вказівки. Розвідувальне буріння »Ягу, 2001
Шамшев Ф.А., Тараканов С.М., Кудряшов Б.Б. і др «Технологія і техніка розвідувального буріння» Недра, 1983
Воздвиженський В.І. «Розвідувальне буріння» Недра, 1979
Козловський Е.А. «Довідник інженера з буріння геологорозвідувальних свердловин в 2 т.» Недра, 1984
Геологічна частина
Технічна частина
Інтервал, м
Літологічесій розріз
От, м
До, м
Потужність, м
Гірські породи
Категорія
Кут нахилу свердловини
Можливі ускладнення
Вихід керна,%
Діаметр і глибина свердловини, мм
Діаметр і глибина спуску обсадних труб, мм
Потужність зони тампонуванням
Типи і розміри породоруйнуючих інструменту
Режим буріння