курсовой проект. Проектирования разведочной скважины на месторождения сиенита
 Скачать 140.69 Kb.
|
|
Отсоединительные переходники В состав снаряда необходимо включать специальные трубные переходники, позволяющие отсоединять бурильную колонну от прихваченного колонкового набора за один прием, без дополнительных спусков и подъемов - это поможет избежать осложнения, связанные с обрывами бурильных труб, поломками метчиков. Выбор буровой вышки или мачты Для передвижных буровых установок для бурения вертикальных и наклонных скважин, разработаны буровые мачты. Мачты самоходных и передвижных установок монтируются вместе с буровым агрегатом на транспортной базе, а в рабочем положении устанавливаются на временном фундаменте и раскрепляются растяжками. Буровые вышки и мачты предназначены для: - выполнения спуско-подъемных операций с бурильными и обсадными трубами; - поддержание бурильной колонны на талевой системе при бурении с разгрузкой; - установки свечей, извлеченных из скважины; - размещения средств механизации спуско-подъемных операций. При ориентировочном расчете высоту мачты или вышки можно определить по формуле.   – это коэффициент, учитывающий высоту переподъема и высоту подъемных механизмов; большее значение kп следует принимать при свечах малой длины или высоких скоростях подъема. – длина бурильной свечи, м. Глубина скважины проекта 120 м, значит длина свечи составляет 4,7 м.  Встроенная мачта 4,7 м буровой установки УКБ-200/300С не соответствует требуемой высоте мачты 14,25 м, поэтому выбираем другую мачту МР УГУ-18/25 Буровая мачта
Проверочный расчет буровой вышки или мачты Выбрав буровую вышку или мачту необходимо произвести проверочный расчет по грузоподъемности. Буровая вышка (мачта) испытывает нагрузки от: а) массы бурильных и обсадных труб; б) собственной массы; в) ветра, стремящегося опрокинуть вышку (мачту); г) свечей, поднятых из скважины и установленных в свечеприёмник; Грузоподъемность вышки или мачты – это расчетная величина нагрузки на крюке, равная максимальной массе бурового снаряда или колонне обсадных труб, с учетом возможных аварийных прихватов в скважине. Номинальная грузоподъемная сила  соответствует статической нагрузке на крюке от наибольшего веса обсадной или бурильной колонны. от веса бурильных труб при подъеме вычисляется по следующей формуле: где,  - коэффициент, учитывающий вес соединений бурильных труб ( =1,05 - для ниппельного соединения, a=1,1- для муфтово-замкового соединения); q – вес 1 м гладкой части бурильных труб, Н/м;  – проектная глубина скважины, м; м  - плотность материала труб (стальных - = 7850 кг/м3, легкосплавных - = 2800 кг/м3);  - плотность промывочной жидкости, кг/м3;  - средний зенитный угол скважины, град.;  и  - начальный и конечный зенитные углы скважины, град.;  – коэффициент трения бурильных труб о стенки скважины ( =0,1-0,5), в среднем можно использовать значение 0,3. Максимальная грузоподъемная сила  равна номинальной , увеличенной на коэффициент, учитывающий силы сопротивления подъему бурильной колонны: для скважин глубиной до 100 м  =2,0; для последующих =1,6.  Выбор мачты произведена правильно, так как действующая нагрузка не превышает грузоподъемности мачты. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН . Выбор очистного агента Для очистки забоя скважины от частиц выбуренной породы и выноса их на поверхность, охлаждения породоразрушающего инструмента и закрепления неустойчивых стенок скважины применяются различные очистные агенты. В нашем случае будет использоваться промывочная жидкость с обратной схемой циркуляции. На объектах с многолетнемерзлыми горными породами следует использовать Морозол-2 для получения эмульсий на основе растворов электролитов в широком диапазоне их концентраций (до 16%) в зависимости от температуры в скважинах. Поэтому я выбрал именно «Концентрат низкотемпературостойкой промывочной жидкости Морозол-2. В состав входит: Минеральное масло; смесь неионогенных поверхностно-активных веществ; серосодержащая присадка; ингибиторы коррозии «Морозол-2» - используются для приготовления эмульсий на соленой (до 12%) и любой жесткости воды, использующихся при скоростном алмазном бурении многолетнемерзлых пород с температурой до —7,4 ºС Плотность нашего раствора равна: 890 кг/м3 при температуре 20 °С Эмульсионные растворы применяются в высокочастотном алмазном бурении и способствуют снижению вибраций. Разработка режимов бурения Под параметрами режима вращательного бурения с промывкой подразумевают осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, частоту его вращения и расход очистного агента. Изменяя указанные параметры можно добиться повышения технико-экономических показателей бурения. Параметры режима бурения рассчитывают в зависимости от типа бурения (алмазного, твердосплавного, бескернового) и устанавливаются согласно технической характеристике бурового станка и насоса. Выбранную частоту вращения бурового инструмента проверяют расчетным путем, исходя из возможности станка и установочной мощности привода. Проектирование режимов твердосплавного бурения
Осевая нагрузка Для каждой разновидности горных пород подбирается тип твердосплавной коронки. Осевая нагрузка на твердосплавную коронку определяется исходя из количества основных резцов m и рекомендуемой удельной нагрузки на 1 основной резец: Р =p·m, кН где Р – осевая нагрузка на твердосплавную коронку, кН; p – рекомендуемая удельная нагрузка на 1 резец, кН m – число основных резцов в коронке, шт. Коронка М5-112 (Интервал 0 - 8м)  При бурении трещиноватых или абразиных пород рекомендованные значения уменьшают до 30%. Частота вращения Для твердосплавного бурения окружные скорости коронки рекомендуется в пределах 0,6-2 м/с. При бурении трещиноватых и неоднородных по твердости пород рекомендуется снижать частоту вращения коронки на 20-25%. Минимальные значения частоты вращения рекомендуется при бурении абразивных пород с целью уменьшения износа породоразрушающего инструмента. Частота вращения n (об/мин) рассчитывается по формуле:  об/мингде: ω – окружная скорость коронки м/с,  – средний диаметр коронки, м. = (𝐷+𝑑) где: D и d – наружный и внутренний диаметры коронки, м. Коронка М5-112 (Интервал 0 - 8м)  Расход очистного агента Расход очистного агента при бурении скважины твердосплавными коронками. Расход промывочной жидкости определяют по формуле: Q=  · , л/мин где:  – расход промывочной жидкости на 1 см диаметра коронки, л/мин – наружный диаметр коронки, см.Коронка М5-112 (Интервал 0 - 8м)  Проектирование режимов алмазного бурения Коронка БИТ – 93 (Интервал 8 – 120) Осевая нагрузка. Осевая нагрузка (в кН) на алмазную коронку при бурении в монолитных и слаботрещиноватых породах рассчитывается на основании значений удельной нагрузки на 1 см² рабочей площади торца алмазной коронки, рекомендованной для различных категорий пород, по формуле: 𝑃 = 𝛼 ∙  ∙ 𝑆, кН где: α – коэффициент, учитывающий трещиноватость и абразивность пород, для монолитных, малоабразивных пород α=0,7-0,8; – удельная нагрузка на 1 cм² рабочей площади торца коронки, кПа S – рабочая площадь торца алмазной коронки, см²; 𝑆 = 𝛽 ∙  где:  и  – наружный и внутренний диаметры коронки, см.;β – коэффициент уменьшения площади торца коронки за счет промывочных каналов (для большинства алмазных коронок β=0,8; для зубчатых - β=0,6);  у нас в этом участке трещиноватые и абразивные поэтому коэффициент примерно равен α = 1,0 – 2,0  Частота вращения Частоту вращения бурового снаряда при алмазном бурении определяют по формуле для твердосплавного бурения об/минЧастота вращения должна быть снижена при увеличении трещиноватости горных пород на 20 – 40% по сравнению с монолитными породами.  Расход очистного агента. Расход промывочной жидкости (л/мин) определяется выражением 𝑄 = 𝑘 ∙  ∙ , л/мин где: k – коэффициент, учитывающий абразивность и трещиноватость горных пород (для монолитных и малоабразивных пород k=1, абразивных и сильноабразивных пород k=1,3-1,4); – удельное количество подаваемой жидкости, л/мин на 1 см² наружного диаметра алмазной коронки ( = 1,2 – 2,4 л/мин·см²). РАСЧЕТ МОЩНОСТИ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ После выбора параметров режима бурения необходимо выполнить проверочный расчет затрат мощности выбранного бурового и силового оборудования расходуемую на процесс бурения проектной скважины. Мощность бурового агрегата (двигателя) расходуется на: бурения, в результате которого осуществляется углубка скважины; спуско-подъемные операции; привод бурового насоса или компрессора. 4.1. Определение мощности двигателя Nдв, расходуемой на собственно бурения Мощность двигателя  (в кВт) в процессе вращательного бурения геологоразведочных скважин расходуется на: - холостое вращение бурильной колонны  ; -разрушение горной породы на забое скважины  ; - преодоление сопротивлений, возникающих при трении колонны бурильных труб о стенки скважины,  . = + + , кВтРасчет затрат мощности на холостое вращение , определяется для различных частот вращения (при n >  и n < ). Для вертикальных и слабонаклонных скважин (до 750) рекомендуются формулы для расчета : - для высоких частот вращения колонны бурильных труб (при n > ) =  (2 ∙  𝑞𝑛² + 0,8 ∙  𝑞𝛿 𝑛²) ∙ 𝐿, кВтгде L – проектная глубина скважины, м; q – масса 1 м бурильной колонны, кг; 2 – диаметр бурильных труб, м;  – коэффициент, учитывающий влияние смазки и промывочной жидкости, =0,8 при использовании смазки КАВС и эмульсии, =1,5 при отсутствии смазки; δ - радиальный зазор между стенками скважины и бурильных труб, м. где dбт – наружный диаметр бурильных труб, м.;  – диаметр скважины, м.- для высоких частот вращения колонны бурильных труб (при n > )  - для низких частот вращения колонны бурильных труб (при n < ) = 1,44 ∙  𝑞 𝑛𝐿, кВт  Расчет затрат мощности на разрушение горной породы на забое скважины . Мощность на разрушение породы при бурении зависит от типа породоразрушающего инструмента и параметров режима бурения. При бурении твердосплавными коронками затраты мощности (кВт) на забое определяются по формуле: = 5,3 ∙  Р𝑛  .(0,137 + 𝜇), кВт где Р – осевая нагрузка на коронку, даН; n – частота вращения коронки,  ; – средний диаметр коронки, м; μ – коэффициент трения резцов коронки о породу на забое скважины.  -при бурении алмазными коронками: = 2· Р*n* , кВт Расчет затрат мощности на преодоление сопротивлений, возникающих при трении колонны бурильных труб о стенки скважины, . = 2,45 ∙ 𝛿𝑃𝑛, кВт  Рассчитанная затрачиваемая мощность меньше номинальной мощности выбранного станка ( |