Российский государственный геологоразведочный университет
Имени Серого Орджоникидзе
Кафедра современных технологий бурения скважин (СТБС)
по дисциплине «РГП при ГРР»
Расчетная работа по дисциплине
‹‹Разрушение горных пород при геологоразведочных работах››
Выполнил
ст. гр. НД-17-2:
ЗАНУА Жерти
Проверил:
Бронников И.Д.
Москва
2018г.
План
бескерное бурение порода скважина
1. Выбор долот для бескернового бурения
2. Определение горных пород по буримости
3. Выбор рационального породоразрушающего инструмента
4. Бескерное бурение
5. Бурение альмазной коронкой
Список литературы
1. Выбор способа бурения
Пласты 1-3 бурятся вращательным бурением без отбора керна (сплошным забоем).
Пласты 4-5 бурятся вращательным бурением с отбором керна.
2. Определение категории горных пород по буримости
Пласт 1: наносы
I категория по твёрдости, I категория по абразивности.
Пласт 2: суглинки.
III категория по твёрдости, I категория по абразивности.
Пласт 3: аргиллиты.
IV категория по твёрдости, I категория по абразивности.
Определение категории твёрдости для вращательного механизированного бурения по методу ЦНИГРИ, по формуле:
объёмный показатель.
-динамическая прочность.
коэффициент абразивности по Любимову Н.И.
Пласт 4: Сиениты
XI категория по буримости.
Пласт 5: Руда
96,25
XII категория по буримости.
3. Выбор рационального породоразрушающего инструмента
В данной работе, первая пачка состоит из трёх пластов (1;2;3), для них проектируем бескерновое бурение.
Для этого чтобы определить тип долота, найдём значения и .
Формула средневзвешенной категории твердости горных пород:
Где - категория твердости пород i-ого пласта;
- мощность пород Г.П. i-ого пласта;
? суммарная мощность пачек Г.П.
Формула средневзвешенной категории абразивности горных пород.
- категория образивности i-ого пласта.
По таблице для данного интервала выбираем долота
Для 1 пласта:
Для 2 пласта:
Для 3 пласта:
4. Бескерновое бурение
А) Расчет режимов бурения
Осевая нагрузка на долото определяется по формуле:
Где - Удельная осевая нагрузка на долото (Кн),
D- Диаметр долота,см
|
Шифр долота |
M |
C |
T |
K |
OK |
|
|
Категория пород по буримости |
I-III |
IV-V |
VI-VII |
VIII-IX |
X-XII |
|
|
,кН/см |
2,0 |
2,0-2,1 |
2,4-2,5 |
2,75-3,0 |
3,5-4,0 |
Для первого пласта:
Для второго пласта:
Для третьего пласта
· Число оборотов для долота определятся по формуле:
Где D-диаметр долота, м
- окружная скорость вращения долота, м.
Для первого пласта:
Для второго пласта:
Для третьего пласта:
Расход промывочной жидкости
Где F - площадь кольцевого зазора между стенками скважин и бурильными трубами,
;
- диаметр скважины, дм
диаметр бурильных труб (0.5 дм)
скорость восходящего потока между стенками скважины и бурильными трубами,
-
Для 1 пласта:
Для 2 пласта:
Для 3 пласта:
Б) Расчет затрат мощности на разрушение забоя
При бурении шарошечными долотами диаметром 120-450 мм:
D -диаметр долота, мм
n -число оборотов долота в мин
нагрузка на долото, кН
С=2,6 для мягких пород.
Для 1 пласта:
Для 2 пласта:
При бурении шарошечными долотам небольших размеров используют формулу:
Для 3 пласта:
5. Бурение алмазной коронкой
А) Выбор типа алмазной коронки для 4 пачки
Для пород 4-ого, 5-ого пласта с трещиноватостью 10 и 5 показателем абразивности 1,5 и XI, XII категорией по буримости выбираем алмазную коронку типа (,
Б) расчет режимов бурения
Осевая нагрузка на коронку (в кН) определяется по формуле:
Где - осевая нагрузка на 1 алмазосодержащей площади торца коронки,
S - площадь торца коронки за вычетом площади промывочных окон,
Значение определяются в зависимости от категории г.п. по буримости и диаметр алмазной коронки по таблице.
|
Категория пород по буримости |
V-VI |
VII-VIII |
IX |
X-XI |
XII |
|
|
0,4-0,6 |
0,6-0,8 |
0,8-0,9 |
1,0-1,2 |
1,5 |
|
Диаметр коронки, мм |
36(22) |
46(31) |
59(42) |
76(58) |
93(73) |
|
|
Площадь торца коронки, |
4,14 |
6,0 |
8,5 |
12,6 |
18,2 |
Для 4-ого пласта:
Для 5-ого пласта
Число оборотов коронки определяется по формуле:
Значение окружных скоростей алмазной коронки определяется по Н.В.
|
Тип коронки |
Характеристика горных пород |
Категория горных пород по буримости |
Окружная скорость коронки, |
|
|
Однослойная |
Монолитные плотные |
VI- VIII |
1,4-2,5 |
|
|
IX- X |
0,8-2,0 |
|||
|
Трещиноватые и абразивные |
VI- VIII |
0,8-1,6 |
||
|
IX- X |
0,6-1,0 |
|||
|
Импрегнированная |
Монолитные плотные |
IX- X |
2,5-3,5 |
|
|
XI- XII |
2,0-3,0 |
|||
|
Трещиноватые и абразивные |
XI- XII |
1,6-2,2 |
Для 4-ого пласта:
Для 5-ого пласта:
Расход промывочной жидкости определяется по формуле:
- наружный диаметр коронки, мм;
-удельный расход промывочной жидкости,
Значение q приведены в таблице:
|
Категория пород по буримости |
Характер абразивности пород |
Диаметр коронки, мм |
||||
|
46 |
59 |
76 |
93 |
|||
|
VI- VIII |
Малоабразивные |
0,3-0,5 |
0,3-0,5 |
0,3-0,6 |
0,5-0,8 |
|
|
IX- XIII |
0,2-0,4 |
0,2-0,4 |
0,3-0,5 |
0,4-0,5 |
||
|
VI- VIII |
Абразивные |
0,7-0,9 |
0,7-0,8 |
0,5-0,9 |
0,6-0,9 |
|
|
IX- XIII |
0,4-0,7 |
0,4-0,6 |
0,5-0,6 |
0,5-0,6 |
Для 4-ого пласта:
Для 5-ого пласта:
B) Расчет механической скорости бурения
Расчет механической скорости бурения осуществляется по методике ВИТР по номограмме с учетом оптимального значения углубки за оборот для выбранного типа.
Для 4-ого пласта:
XI категория по буримости , с учетом этих данных из таблицы определяем механическую скорость бурения:
Для 5-ого пласта:
XII категория по буримости , с учетом этих данных из таблицы определяем механическую скорость бурения:
Г) Расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины производится по двум формулам:
Формула
Где - коэффициент трения,
- осевая нагрузка на коронку, Н;
n- число оборотов коронки в мин;
R и r- наружный и внутренний радиусы коронки, соответственно, см;
1950000- переводной коэффициент размерности.
Для 4-ого пласта:
Для 5-ого пласта:
Формула Санкт-Петербургского горного университета:
Где
Для 4-ого пласта:
Для 5-ого пласта:
Список литературы
1. Справочник по бурению геологоразведочных скважин том 1 E.A. Козловский.
2. Бурение разведочных скважин Н.В. Соловьев, И.Д. Броников, Е.Д. Хромин.
3. Разведочное бурение Б.И. Воздвиженский.
4. Расчеты в бурении Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Н.И. СЕРДЮК.