Практические. Определение физикомеханических свойств горных пород и горнотехнических условий изучаемого объекта
 Скачать 2.12 Mb.
|
|
Тема: Составление конструкции скважин при разведке рассыпных полезных ископаемых. Цель работы: Научиться, производить расчеты, зная средний выход колонны h ср , строить конструкцию скважины при разведке россыпных месторождений. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Сущность опробования россыпей при бурении заключается в точном замере столбика отобранных песков и взвешивании ценного минерала, полученного после промывки. Объем столбика отобранной пробы определяется путем замера глубины забоя до и после отбора пробы. Замер объема пробы на поверхности производится в мерном ящике или цилиндре. На стенке каждой ячейки записывают порядковый номер образца и интервал глубины, с которой он взят. Вместе с образцом в ячейку укладывают этикетку с указанием номеров скважины и образца, глубины интервала отбора пробы, названия породы, даты и фамилии лица, взявшего образец. Ящики, заполненные образцами, закрывают крышкой и нумеруют. На боковой стенке ящика указывают номер скважины, интервал, с которого взяты образцы, находящиеся в ящике. Характер выполненных за смену работ т затраченное на каждую из них время, а также углубление за смену указываются в буровом журнале. Отобранные образцы просушиваются и укладываются в ячейки специального ящика. Задания для практической работы: 1. На основании выполненной практической работы № 1 изучить отбор проб при бурении скважины по геологическому разрезу. 2. Ознакомиться с методикой отбора проб. 3. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Пользуясь итогами практической работы № 1, составить ГТН на скважину. 2. Описать методику отбора проб в данной скважине [Максимов А.А., Милосердина Г.Г., Еремин Н.И. Краткий курс геологоразведочного дела] с.152-158; [Володин] с.314. 3. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Какая из видов проб наиболее ценна и почему? 2. Что обеспечивает опережение крепление скважины обсадными трубами? 3. Что указывается на этикетке, укладываемой в ячейку ящика для отбора проб. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической работы и ее выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.8 Тема: Ознакомление с конструкцией твердосплавных коронок Цель работы: научиться выбирать типы коронок для различных горно- геологических условий Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Твердыми сплавами бурят осадочные, а также некоторые метаморфические и изверженные породы, относящиеся к I – VII категориям по буримости. Кроме того, твердосплавными коронками успешно бурятся бескварцевые породы VIII – IХ категорий (габбро, базальты, пироксены и др.). Резцы по определенной схеме размещаются в пазах короночного кольца и припаиваются к нему латунью Л68. По назначению резцы твердосплавных коронок подразделяются на основные и подрезные. Основные резцы разрушают породу по кольцевой площади забоя. Подрезными резцами дополнительно укрепляются наружная и внутренняя поверхности корпуса коронки для предупреждения ее быстрого износа и обеспечения калибровки скважины. Резцы рекомендуется затачивать, придавая им угол приострения. Для уменьшения гидравлических потерь при движении промывочной жидкости на боковой поверхности короночного кольца и в нижней части его корпуса вырезаются промывочные каналы. Для бурения мягких неоднородных по твердости, а также вязких набухающих в промывочной жидкости пород предназначены ребристые коронки М-1, М-2 и М-5. Для бурения малообразивных пород средней твердости применяют резцовые коронки СМ и СТ. Для бурения образивных пород VI – VIII и IХ категории применяют самозатачивающиеся коронки СА Таблица № 1 АБВГД ЕЖЗИК ЛМНОП РСТУФ ПРОЧИЕ М-1 [4] с. 192 СМ-4 СА-5 Импрегнирован ная коронка М-5 [6] с.124 СМ-5 СА-6 Многослойн ая коронка М-1 СМ-4 СА-1 Импрегнирован ная коронка М-5 СМ-3 СА-2 Однослойн ая коронка М-5 СТ-2 СА-4 Многослойн ая коронка Задания для практической работы: 1. Согласно табл. № 1 выбрать свой вариант задания. 2. Сделать ксерокопии инструмента [Волков А.С.], [Володин Ю.И.], [Башлык С.М., Загибайло Г.Т.]. 3. Ознакомиться с условиями применения и конструкции коронок. 4. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Оформить практическую работу. 2. Наклеить ксерокопии, списать условия применения и конструкцию коронок. 3. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Назначение основных резцов и их формы. 2. Что влияет на глубину внедрения резцов коронки. 3. В каких случаях увеличивают скорость восходящего потока жидкости. 4. Когда изменяют до максимального допустимого давления на резец коронки. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической работы и ее выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.9 Тема: Ознакомление с конструкцией алмазного инструмента Цель работы: Научиться распознавать конструкции Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Алмазные долота В связи с невозможностью разрушения пород всех групп прочности, лопастные и алмазные долота имеют ограниченное применение, ими выполняется 5 – 10% объема всей проходки в стране. Предназначены для разрушения резанием (микрорезанием) и истиранием неабразивных пород средней твердости и твердых. Алмазное долото (рис.2.5) состоит стального корпуса с присоединительной замковой резьбой и фасонной алмазонесущей 11 матрицы. Матрицу изготовляют методом порошковой металлургии путем прессования и спекание смеси зерен алмазов (природных или синтетических) и порошкообразного вольфрама – кобальта и меди. Рис. 2.3. Алмазные долота: а – однослойное радиальное биконическое долото МЗ11; б – ступенчатое; в – спиральное ТВ573; г – импрегнированное ТВ54 По размещению алмазов в матрице различают две разновидности долот: однослойные и многослойные (импрегнированные). По форме и направлению пазов, промывочных каналов и всей рабочей части выделяют три разновидности алмазных долот: радиальную, ступенчатую и спиральную. Размеры алмазных долот по диаметру, как правило, на 2 мм меньше диаметра шарошечных и лопастных во избежание их заклинивания в связи уменьшением диаметра ствола скважины из – за их износа до диаметра. Применение алмазных долот требует интенсивной промывки, так как при сильном трении алмазы могут графитизироваться. Алмазные долота целесообразно использовать на больших глубинах (более 3000 м), так как они обеспечивают высокую проходку на долото, что сокращает затраты на спускоподъемные операции связанные со сменой долота. Условное обозначение ДК 188 М6. Буква Д – долото алмазное, К – разновидность долота (со ступенчатым профилем), 188 – номинальный диаметр долота в мм; М – тип долота; 6 – порядковый номер модификации. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 1. Оборудование (оснащение) работы 2. Задания для практической работы и ее выполнение 3. Письменные ответы на контрольные вопросы 4. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.10 Тема: Составление конструкции скважин для конкретных условий. Цель работы: разработать конструкцию скважины по заданным параметрам Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Бурение скважины осуществляется в соответствии с планом поисково- разведочных, эксплуатационных и технологических схем разработки. Основным документом, которым буровая бригада руководствуется в работе, является геолого-технологический наряд, в котором указывается категория скважины, задача бурения, проектный геологический разрез, проектная глубина скважины, проектная конструкция скважины. Геолого-технический наряд имеет две части: Геологическую часть: где указывается возраст и литологический состав пород с разбивкой по буримости. Приводят данные о предполагаемых зонах осложнений, перечень всех промысловых геофизических исследований, выполненных в процессе бурения скважин. В технической части: в соответствии с геологическими данными указывают тип и размер долот, требования, которым должен отвечать буровой раствор, режим бурения, компоновка КНБК, метод испытания, способ вскрытия пласта и т.д. Основная задача работы: научиться усвоить навыки четко читать геолого-технический наряд на строительство скважины. Общая методика разработки конструкции скважины сводится к следующему: 1. Исходя из заданных геологических условий определяется необходимое число обсадных колонн. 2. Для каждой колонны в соответствии с назначением определяется глубина спуска и интервал затрубного цементирования (следует помнить, что в газовых скважинах затрубное пространство цементируется до устья, а в нефтяных основные колонны цементируются с перекрытием предыдущих не менее 300 м.). 3. Выбирается диаметр эксплуатационной колонны по предполагаемому дебиту полезного ископаемого (табл. 6.1). 4. Определяется диаметр муфт dм.э. и радиальный зазор δэ.(между муфтой и стенкой скважины) для эксплуатационной колонны (табл. 6.2). 5. Рассчитывается необходимый минимальный диаметр ствола скважины в интервале эксплуатационной колонны из выражения (6.1). 6. По рассчитанному диаметру скважины подбирается диаметр долота для бурения ствола под эксплуатационную колонну dд.э. (190,5; 215,9; 244,5; 269,6; 295,3; 320; 346; 370; 394; 445; 490). 7. Рассчитывается необходимый внутренний диаметр технической колонны dвн.т. по формуле (2) и подбирается наружный диаметр технической колонны (табл. 6.3). 8. Определяется необходимый диаметр скважины dс.т. и диаметр долота dд.т. для бурения ствола под техническую колонну точно также, как и под эксплуатационную (пункты 4, 5, 6). 9. Аналогично находятся диаметры предыдущих обсадных колонн и долот. 10. Все полученные данные о конструкции скважины сводятся в табл. Расчет осевой нагрузки на долото Осевая нагрузка на долото, как режимный параметр бурения, обеспечивает внедрение породоразрушающих элементов в горную породу В практике бурения для приближенного расчета осевой нагрузки используется выражение где q – удельная нагрузка на 1 см диаметр долота для соответствующих пород, кгс/см; dд – диаметр долота, см. Значения удельных нагрузок для пород различной категории по буримости приведены в табл. 6.4. Расчетное значение осевой нагрузки в любом случае не должно превышать 80 % от предельно допустимой нагрузки Рдоп. на долото, указанной в табл. 6.5. Таблица. 6.9. Варианты заданий ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.11 Тема: Ознакомление с инструментом ударно-механического бурения Цель работы: Изучить инструмент для бурения скважин ударно- механическим способом. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • составлять конструкцию скважин и ГТН на бурение скважины; • обеспечивать безопасное проведение работ по бурению; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Ударно-механическим называется бурение, при котором разрушающее породу усилие создается воздействием ударов сбрасываемого на забой с некоторой высоты породоразрушающего инструмента – ударного долота. Принципиальная схема ударно-канатного механического бурения показана на рис. 110. Буровой снаряд спускается в скважину на инструментальном канате 5, переброшенном через головной ролик 7 мачты 9, огибает оттяжной 10 и направляющий 12 ролики балансирной рамы 11. При заторможенном барабане инструментальной лебедки 13, на котором закреплен конец каната, шатунно-кривошипным устройством 16. 17 балансирная рама приводится в качательное движение относительно оси направляющего ролика 12. Оттяжной ролик балансирной рамы, опускаясь, натягивает канат и поднимает снаряд над забоем. Поднимаясь вверх, ролик 10 освобождает канат, и снаряд под собственным весом падает на забой, ударным долотом разрушая породу. Для равномерной обработки забоя и придания скважине цилиндрической формы необходимо после каждого удара снаряд поворачивать на некоторый угол. По мере разрушения породы канат постепенно сматывают с барабана лебедки, осуществляя подачу долота вслед за продвигающимся забоем. В процессе долбления на забое скважины должна быть вода, в которой частицы разрушенной породы находятся во взвешенном состоянии. При достижении определенной плотности шлама долбление породы прекращают, инструментальной лебедки извлекают снаряд на поверхность и чистят скважину. Эта операция выполняется желонкой 19, опускаемой в скважину на желономном канате 6 с барабана желоночной лебедки 18. В зависимости от физико-механических свойств породы и диаметра скважины интервал углубления за одно долбление колеблется от 20 до 100 см. В мягких, рыхлых породах долбежный снаряд не используется, а скважину углубляют желонкой. При пересечении неустойчивых пород стенки скважины закрепляют обсадными трубами, широко используя их принудительную посадку как с опережением забоя, так и с отставанием от него. Ударно-канатное механическое бурение применяется при разведке россыпных месторождений и вкрапленных руд цветных металлов, разведке и эксплуатации подземных вод, инженерно-геологических исследованиях, открытой разработке месторождений полезных ископаемых для проходки взрывных скважин, проходке скважин для водопонижения, вентиляции горных выработок, спуска в них крепежного и закладочного материала, прокладки кабелей и трубопроводов. Смотри рис. 110 с.295 [Володин Ю.И. Основы бурения]. Задания для практической работы: 1. Сделать ксерокопию рис. 110 из методических указаний [Володин с. 295 ]. 2. Изучить долото, ударную штангу, раздвижную штангу. 3. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Наклеить в тетрадь ксерокопию рис. 110. 2. Расписать обозначения на рис. 3. Наклеить ксерокопию бурового снаряда для ударно-канатного бурения. 4. Описать устройство и назначение долота, ударной штанги и раздвижной штанги. 5. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. По каким породам применяют двутавровое и крестовое долото, и из каких, элементов оно состоит. 2. Назначение ударной штанги и длина стержня штанги. 3. Каков ход раздвижной штанги для ликвидации аварии. 4. Назначение желонки. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической работы и ее выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.12 |