
- •Лекция 1
- •1. Общие поняТия о строительстве скважин
- •1.1. Понятие о скважине, ее конструкции и элементах
- •1.2. Классификация скважин по назначению
- •1.3. Основные представления о современных способах бурения
- •1.3.1. Ударное бурение
- •1.3.2. Вращательное бурение
- •1.3.3. Схема установки для бурения глубоких скважин
- •1.4. Понятие о цикле строительства скважины. Структура цикла.
- •Лекция 2
- •2. Физико-механические свойства горных пород
- •2.1. Основные физико-механические свойства горных пород
- •Характеристики горных пород, определенные по штампу
- •2 .2. Классификация горных пород по механическим свойствам
- •Шкала горных пород по твердости (по л.А. Шрейнеру)
- •Шкала горных пород по пластичности
- •2.3. Абразивность горных пород
- •2.4. Напряженное состояние пород в условиях естественного залегания и в окрестности скважины. Гидроразрыв пород
- •2.5. Геостатическая температура горных пород и тепловой режим скважины
- •Лекция 3
- •3. Породоразрушающие инструменты
- •3.1. Назначение и классификация породоразрушающих инструментов
- •3.2. Конструкции, достоинства и недостатки, области применения буровых долот
- •3.2.1. Лопастные долота
- •3.2.2. Шарошечные долота
- •3.2.3. Алмазные долота
- •3.2.4. Долота исм
- •3 .3. Долота для бурения с отбором керна
- •3.4. Долота специального назначения
- •Лекция 4
- •4. Забойные двигатели
- •4.1. Турбобуры
- •4.1.1. Принцип действия
- •4.1.2. Характеристика турбины, способы изменения характеристики
- •4.2. Винтовой забойный двигатель
- •Лекция 5
- •5. Бурильная колонна
- •5.1. Состав и назначение бурильной колонны
- •5.2. Конструктивные особенности элементов бурильной колонны5 .2.1. Ведущие бурильные трубы
- •5.2.2. Стальные бурильные трубы
- •5.2.3. Соединительные замки
- •5.2.6. Переводники
- •5.2.7. Специальные элементы бурильной колонны
- •5.3. Условия работы бурильной колонны
- •5.4. Комплектование и эксплуатация бурильной колонны
- •5.5. Принципы расчета бурильной колонны при роторном бурении и при бурении с забойными двигателями.
- •6. Режим бурения
- •6.1. Понятие о режиме бурения, его параметрах и показателях работы долота
- •6.2. Влияние параметров режима бурения на показатели работы и износ долота.
- •6.2.1. Осевая нагрузка
- •6.2.2. Частота вращения
- •6.2.3. Расход промывочной жидкости
- •6.2.4. Влияние состава и свойств промывочной жидкости на эффективность работы долота
- •6.2.5. Влияние параметров режима бурения на работу долот
Характеристики горных пород, определенные по штампу
Горная порода |
Твердость по штампу, МПа |
Коэффициент пластичности К |
Модуль упругости Е, 1010 Па |
Удельная объемная работа разрушения, Дж/см3 |
Глинистый сланец |
200-250 |
1,3-3,3 |
0,4-0,9 |
1,5-7,7 |
Ангидрит |
950-1500 |
2,9-4,3 |
1,8-5,4 |
21-54 |
Песчаник и алевролит |
200-350 |
1,4-4,3 |
0,5-3,5 |
5-59 |
Известняк |
1000-2500 |
1,5-7,0 |
1,5-4,0 |
21-80 |
Доломит |
1000-6000 |
1,5-6,0 |
5-9 |
39-151 |
Кремень |
5000-7000 |
1,0-2,0 |
10 |
20 |
2 .2. Классификация горных пород по механическим свойствам
Большое практическое значение для специалистов по бурению имеет классификация, созданная на основании измерения твердости по методу Л.А. Шрейнера. С твердостью горных пород непосредственно связана их буримость (рис.7).
Ш
Рис7.
Зависимость механической
скорости проходки
карбонатных
пород от твердости
(по данным
А.Ф.Афанасьева)
I — породы мягкие (рш 1000 МПа), сюда включены породы сыпучие, рыхлые, пластичные, высокой пористости (пески, рыхлые песчаники, слабые аргиллиты, пористые алевролиты и т.д.);
II — породы средней твердости (рш = 14 ГПа); к ним относятся связные упругопластичные породы (песчаники, известняки, доломиты и т.д.);
III — породы твердые (рш > 4 ГПа), к этой группе принадлежат все кристаллические породы (окремненные разновидности известняков, доломитов, кварциты, граниты, гнейсы и т.д.).
Каждая группа горных пород, в свою очередь, подразделяется на 4 категории, а вся шкала состоит из 12 категорий.
Шкала горных пород по твердости (по л.А. Шрейнеру)
Характеристика |
Категория |
Твердость по штампу, ГПа |
I (мягкие) |
1 2 3 4 |
0,1 0,1-0,25 0,25-0,5 0,5-1 |
II (средней твердости) |
5 6 7 8 |
1,0-1,5 1,5-2 2-3 3-4 |
III (твердые) |
9 10 11 12 |
4-5 5-6 6-7 7 |
Л.А.Шрейнером также разработана шкала горных пород по пластичности, построенная на основе коэффициента пластичности.
Шкала горных пород по пластичности
Характеристика ......... |
Хрупкие |
Упругопластичные |
Пластичные |
Категория................... |
1 |
2 3 4 5 |
6 |
Коэффициент пластичности............. |
1 |
1-2 2-3 3-4 4-6 |
6 |