Реферат

Особенности бурения в Карелии.

[Введите аннотацию документа. Аннотация обычно представляет собой краткий обзор содержимого документа. Введите аннотацию документа. Аннотация обычно представляет собой краткий обзор содержимого документа.]

1. Особенности геологии.

Республика Карелия находится в северо-западной части РФ. На западе она граничит с Финляндией, на юге - с Ленинградской и Вологодской областями, на севере - с Мурманской, на востоке- с Архангельской областью, на северо-востоке омывается Белым морем. Территория республики вытянута с севера на юг (от 66°40' до 60о40' с. ш.), протяженность ее в этом направлении достигает 660 км. С запада на восток протяженность на широте г. Кеми составляет 424 км. Площадь Карелии - 172,4 тыс. км2. Географическое положение Карелии, вытянутость территории с севера на юг во многом определяют специфичность климатических условий в разных ее частях, характер и распространение растительности, значительную заболоченность. Достаточно влажный климат и пересеченный рельеф с часто сменяющимися возвышенностями и понижениями явились причиной образования множества озер (от самых больших - Онежского и Ладожского - до бес­сточных ламбушек) и рек с порогами и водопадами. Основой карельского ландшафта является геологическая история развития этого своеобразного региона, в результате которой здесь сформировались соответствующие горные породы, иногда уникальные, нигде более не встречающиеся, богатые различными полезными ископаемыми. Карелия располагается на юго-восточном склоне Балтийского щита - одного из крупнейших выступов фундамента древней Восточно-Европейской платформы. Здесь на значительной площади развиты слагающие земную кору докембрийские кристаллические породы, перекрытые чехлом наиболее молодых четвертичных и современных отложений. Образования других геологических систем имеют незначительное распространение. Если мысленно удалить чехол четвертичных рыхлых отложений, то среди коренных докембрийских образований фундамента, обнажающихся на поверхности Земли в современном эрозионном срезе, можно увидеть картину, схематически изображаемую обычно на географических картах. На них разным цветом показаны поля пород различного возраста и состава. Большие площади сложены здесь гранитами и гнейсогранитами. На их фоне отчетливо выделяются полосы осадочно-вулканических образований, неправильной формы площади древних осадков; овалы или линии, указывающие расположение интрузивных магматических пород основного и другого составов. Различается большое количество разно­видностей горных пород, отличных по составу, способу образования, степени и характеру преобразований (метаморфизму), а также возрасту. И все они слагают древнюю земную кору. В последние годы на основе комплексных геолого-географических исследований получена обширная информация о глубинном строении земной коры на Балтийском щите, в том числе и в Ка­релии. Установлено, что земная кора континентального типа имеет здесь слоисто-блоковое строение. Слоистое строение земной коры обусловлено неоднородным составом ее по разрезу.

2. Техника и инструменты.

Начало работ по бурению скважины на воду, начинается с того когда клиент делает заказ и бригада буровиков из двух человек выдвигается на место ,что бы осмотреть его и подготовить к началу работ.

Для бурения мы используем автомобиль (УРАЛ)на который установлены буровой станок УРБ2А2 и винтовой компрессор ЧКЗ КВ12-12 Буровая установка УРБ-2А-2 предназначена для бурения геофизических, структурно-поисковых, водозаборных скважин, при разведке месторождений твердых полезных ископаемых, строительных материалов и подземных вод вращательным способом с очисткой забоя скважины промывкой или продувкой .

Отличительной особенностью конструкции буровой установки является наличие подвижного гидрофицированного вращателя и гидроподъемника, совместная работа которых обеспечивает проведение спуско-подъемных операций и подачу инструмента при бурении. Управление установкой полностью гидрофицированно и вынесено на пульт бурильщика. Вращение от двигателя автомобиля (УРАЛ) через коробку передач, раздаточную коробку, коробку отбора мощности автомобиля передается на ведущий вал раздаточной коробки буровой установки. От раздаточной коробки с помощью зубчатых муфт приводятся в действие насосы типа МН-250/100 и НШ-10ЕЛ. От этой же коробки вращение передается с помощью сменного шкива и клиновых ремней на буровой насос (или компрессор при бурении с продувкой воздухом). Вращение от гидромотора через зубчатые полумуфты передается на шлицевой вал, на котором установлен передвижной блок из трех шестерен. Далее вращение передается через промежуточный вал на полый шпиндель. При номинальной работе двигателя автомобиля(1800 об/мин, на пятой скорости коробки передач) шпиндель получает три частоты вращения: 140, 225, 325 об/мин. Перемещение вращателя по мачте производится с помощью гидроцилиндра и талевой системы. Направление масла в верхние или нижние полости гидроцилиндра приводит к натяжению или ослаблению ветвей каната талевой системы, закрепленных сверху и снизу вращателя, вследствие чего вращатель перемещается по мачте.Вращатель представляет собой трехскоростную коробку с цилиндрическими прямозубыми передачами в литом стальном корпусе. Привод вращателя осуществляется от гидромотора. Изменение передач достигается передвижением блока шестерен механическим управлением. Кроме того, с пульта управления можно изменять на каждой передаче частоту вращения шпинделя от нуля до максимума дросселированием жидкости, подводимой к гидромотору вращателя. Для подачи через вращатель воды или воздуха шпиндель выполнен полым. На верхнем конце шпинделя установлен сальник. На нижний конец шпинделя через шлицевое соединение насаживается шарнирный элеватор. Смазка шестерен и подшипников производится шестеренчатым насосом, соединенным со вторым валом вращателя. Масло принудительно подается в верхнюю часть вращателя, оттуда, стекая вниз, смазывает вращающиеся детали. Гидродомкрат подачи одноступенчатый двойного действия обеспечивает принудительную подачу, спуск и подъем инструмента. Для замедления скорости перемещения вращателя в конце хода в гидродомкрате имеются специальные демпфирующие устройства. В конце хода вверх стакан постепенно перекрывает отверстие в стенке цилиндра и масло из цилиндра вытекает через узкую щель, что замедляет движение штока, а значит, и вращателя. Гидравлическая схема установки состоит из маслонасосов, шестеренчатого насоса, бака (350 л), гидромотора, гидроцилиндров, гидродомкратов разгрузочных, золотников, дросселей, контрольной аппаратуры.

Пульт управления буровой установки обеспечивает проведение процесса бурения, спуско-подъемных операций, перевод установки из транспортного положения в рабочее и наоборот. Он состоит из управления механическим оборудованием буровой установки и управления гидрофицированными ее узлами. Пульт компрессора находиться отдельно ,им управляет и следит за показаниями приборов второй человек. Сам компрессор работает от своего дизеля ЯМЗ- 236 ,он соединен с вращателем бурового станка шлангом высокого давления, через которые подается сжатый воздух в буровые штанги ,через которые воздух попадает в пародоразрушающий инструмент в нашем случае (пневмоударник)также воздухом осуществляется вынос шлама с забоя на поверхность. Мы используем пневмоударникП110 2.8К и П130 4.0, предназначены для бурения взрывных скважин диаметром 110 мм на открытых горных работах в породах средней и высокой крепости, в том числе абразивных, разрушенных и трещиноватых, с коронками К-110, КНШ-110 ,К-130.Обсадную трубу используем 146мм.Почему мы выбрали именно ее ?Потому что мы используем метод двойной обсадки труб. Принцип устройства скважины происходит так, стальную трубу 146мм.мы обсаживаем до коренной породы например 12 метров при этом вгоняя ее еще на метр в скальную породу с помощью породоразрушающей коронки СТ3-151,СМ8-151,СМ6-151

Коронки типа СМ предназначены для бурения преимущественно малообразивных, монолитных и перемежающихся горных пород. Так как эти коронки предназначены для разбуривания широкого диапазона пород с различными механическими свойствами, они оснащаются резцами различной формы, и отличаются схемами их размещения на торце короночного кольца.Группа резцовых коронок в отличие от ребристых имеет гладкий корпус и армируется резцами, имеющими в сечении форму квадрата (ранее коронки этого типа армировали резцами в форме восьмигранников или прямоугольных призм). По форме и схеме размещения резцов коронки подразделяются на две группы: с раздельным (СМ4) и групповым (СМ5 и СМ6) расположением резцов. При этом резцы размещаются по торцу по двум или трем концентрическим окружностям. По этому признаку коронки могут быть двухрядные и трехрядные (СМ4, СМ5 и СМ6). Число зубков в коронках определяется принятой схемой их размещения и диаметром коронки.В коронках с одиночным расположением резцов число зубков соответствует числу резцов. В коронках с групповым расположением резцов число зубков равно числу групп. При групповом расположении по окружности торца можно разместить большее число резцов и создать большего размера промывочные окна. Во всех коронках используется принцип расчленения забоя на зоны, разрушаемые отдельными резцами. Резцы в коронках располагаются группами, которые обеспечивают полное перекрытие забоя. В зависимости от типа коронок и их диаметра число групп различно. Число резцов в группах различно и определяется их размерами. Для повышения эффективности резания резцы в коронках устанавливают на различных уровнях относительно торца – в процессе бурения образуется ступенчатый забой. При трехрядном расположении резцов наиболее выступающим является центральный (основной) резец, наименее выступающим – наиболее нагруженный резец, обрабатывающий стенку скважины; резец, обрабатывающий керн, занимает промежуточное положение. Особенностью резцовых коронок является ориентированная установка резцов. В коронках СМ5 резцы расположены вертикально, в коронках СМ4 и СМ6 наклонно относительно оси коронки и развернуты на определенный угол относительно ее радиуса. Такое расположение резцов делает их более прочными. В коронках СМ4 и СМ6 резцы формы Г5107 и Г5108 ориентированы так, что их передние грани образуют двухгранные отрицательные передние углы. В коронках СМ5 группы резцов формы Г5108 установлены параллельно оси корпуса. В коронках СМ6 по сравнению с коронками СМ5 больше дополнительных резцов, что позволяет использовать их при бурении более твердых пород.

Коронки СМ9 предназначены для вращательного и вращательно-ударного колонкового бурения в однородных и перемежающихся малоабразивных монолитных и трещиноватых породах V-VII, частично VIII, категорий по буримости.

Специализированная коронка СМ8 – модернизированная резцовая коронка, предназначенная для бурения геологоразведочных и инженерно – геологических скважин в породах III–IX категорий и позволяющая вести бурение как с применением промывочной жидкости, так и «всухую» для получения проб (образцов керна) с естественной влажностью.

Высокая эффективность бурения специальными коронками достигается за счет прогрессивных конструктивных решений, а также вследствие применения новых марок и форм твердосплавных резцов (ВК6КС). По физико-механическим свойствам – пределу прочности при изгибе, плотности и твердости – сплав ВК6КС превосходит серийные твердые сплавы ВК6.

Самозатачивающиеся коронки типа СА предназначены для бурения, преимущественно, абразивных, монолитных, слаботрещинноватых (СА4) и перемежающихся пород.

В отличие от коронок, описанных выше, в самозатачивающихся используются резцы с небольшой площадью сечения 1,8×1,8 мм (микрорезцовые) и 0,7×7,5 мм (тонкопластинчатые), при бурении которыми площадь контакта резцов с породой практически не претерпевает никаких изменений, в связи с чем в процессе рейса поддерживается довольно высокая и стабильная механическая скорость.

Режущие вставки (пакеты) состоят из набора резцов, опорных установочных и оберточных пластин. Пакет в собранном виде припаивают к зубку коронки, который представляет собой выступ на торце короночного кольца трапецеидальной или прямоугольной формы с отверстием. Резцы размером 1,8×1,8×15 являются основными, резцы формы Г5106 размером 1,5×3×12 – дополнительными подрезными и служат для лучшей калибровки скважины и керна по диаметрам.

Выступ резцов по наружному и внутреннему диаметрам, обеспечивающий зазор между стенками коронки и скважиной или керном, равен 0,75 мм. Промывочные окна, как и профиль зубков, имеют прямоугольную форму.

Коронки СА5 и СА6 разработаны взамен ранее выпускающихся коронок СА1, СА2 и СА3. Эти коронки армируются режущими вставками двух типов; однако зубки коронки имеют не прямоугольную, а трапецеидальную форму. Во вставках расположены три основных резца и два подрезных. Отличием является и то, что дополнительные подрезные резцы Г5106 выступают за контуры подрезных и основных резцов на 0,5 мм. В процессе бурения подрезные резцы, опережая основные, прорезают концентрические канавки во внешней и внутренней окружностях кольцевого забоя.

Дальше когда труба загнана в коренную породу, мы опускаем на забой пневмоударник П130-4.0 с коронкой К 130 и проходим им несколько метров в зависимости от трещенноватости и крепости породы тем самым получается карман диаметром 130мм.В этот карман опускается труба ПНД диаметром 127мм.\Тем самым мы перекрываем возможное попадание верховодки ,песка ,глины мелких валунов в скважину.