Введение

Уран является наиболее тяжелым природным элементом с порядковым номером 92. Этот элемент был открыт Клапротом в 1782г., а его радиоактивность обнаружена Беккерелем 1896 году. Уран характеризуется большим зарядом ядра и сложным строением электронной оболочки.

Природные скопления урана образуются при магматических и гидротермальных процессах, при осадконакоплении, метаморфизме и выветривании пород. Встречаются как собственно урановые месторождения, так и комплексные. Массовые доли урана в рудах колеблются от сотых долей процента до первых процентов.

До пуска первых атомных реакторов урановые руды добывались в основном для извлечения из них Ra. Мизерные количества урановых соединений использовались в некоторых красителях и катализаторах. Когда из элемента, ни имеющего практически никакого промышленного значения, U превратился в стратегическое сырьё №1, началась настоящая охота за его рудами.

Изотоп U²³⁵ делится под действием тепловых нейтронов и является основным сырьём для тепловых АЭС. Наиболее распространенный изотоп U²³⁸ делится под действием быстрых нейтронов и служит сырьем для получения стратегического делящегося материала – плутония.

При среднем содержании урана 2,5 г/т в некоторых горных породах, например в гранитах, его массовая доля составляет 4,5 г/т.

Полная энергия, «спрятанная» в этих граммах, эквивалентна теплосодержанию сотен тонн каменного угля. Всего в относительно тонком, 20-км верхнем слое Земли заключено 10¹⁴ т U. Количество громадное, способное удовлетворить все энергетические потребности человечества на долгое время. Энергия этого урана оценивается астрономической цифрой – 2,3х10²⁴ киловатт-часов. Это в 10⁶ раз больше, чем могут дать все разведанные и предполагаемые месторождения горючих полезных ископаемых.

Способов извлечения урана из руд разработано великое множество. Причиной тому, с одной стороны, стратегическая важность этого элемента, а с другой – разнообразие его минеральных форм. Но каков бы, ни был метод или сырьё, любое урановое производство включает три стадии: предварительное концентрирование (обогащение), выщелачивание урана и получении е достаточно чистых соединений урана осаждением, экстракцией или ионным обменом. Далее, в зависимости от назначения получаемого урана, следует обогащение продукта изотопом U²³⁵ или сразу же восстановление элементного (металлического) урана.

Эпигенетические пластово-инфильтрационные месторождения урана, отрабатываемые способом ПСВ (подземного скважинного выщелачивания), приурочены к водонасыщенным проницаемым горизонтам. Рудовмещающим считают водоносный горизонт, ограниченный водоупорами и менее проницаемыми породами, представленных глинами или другими непроницаемыми породами и песками. В наиболее общем случае в качестве таких водоупоров может быть принят горизонт, являющийся менее проницаемым по отношению к рудовмещающему. В пределах этого рудовмещающего горизонта выделяют интервалы оруденения, представленный балансовыми рудами и интервалы оруденения, локализованного в непроницаемых породах, которые относят к технологическому забалансу.

При отработке месторождений урана способом ПСВ ГИС являются основным, а зачастую и единственным методом получения наиболее полной информации об особенностях геологического разреза и характеристики уранового оруденения по каждой конкретной скважин.

ГЕОГРАФО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ

Физико-географические сведения

Месторасположение

Южный фланг (участок № 4) месторождения Инкай находится на территории тополистов масштаба 1:100 000 К-42-99, 100 в юго-западной части Шу-Сарысуйской депрессии. Общая площадь геологического отвода составляет 192,0 кв.км. Участок № 4 месторождения Инкай находится в 12 км от поселка «Тайконур»

В административном отношении район работ входит в состав Южно-Казахстанской области, а южная часть участка в состав Кызылординской области РК.

Рельеф

Площадь участка работ расположена на плато Бетпак-Дала. Пустыня Бетпак-Дала представляет песчано-глинистую полого-наклонную с севера на юг равнину, осложненную бессточными такырами, дефляционными котловинами и редкими куполовидными поднятиями. Абсолютные отметки 160-200 м. С запада и юга плато Бетпак-Дала ограничено крутыми склонами-чинками.

Гидросеть

Гидрографическая сеть района образована временно действующими реками Чу, Сарысу и Бактыкарын. Реки имеют водоток только в паводковый период (май-июнь), позднее разбиваются на отдельные плесы с горько-соленой водой. Минерализация вод меняется от 2,1 г/л до 9,0 г/л, на отдельных участках р.Бактыкарын соленосность воды в конце лета достигает 212 г/л.

Климат

Климат района резко континентальный и характеризуется значительными годовыми и суточными амплитудами колебаний температуры, суровой зимой, жарким летом, короткой весной, сухостью воздуха и малым количеством осадков.

По данным наблюдений метеостанции «Батпак-Дала», средняя годовая температура воздуха +6^о, +9^оС, абсолютный максимум температур наиболее жарких месяцев июня-июля составляет +43^оС, абсолютный минимум –35^оС падает на январь месяц. Суточные колебания температуры воздуха в летние месяцы достигает 14^оС.

Средняя годовая сумма осадков в пределах 130-140 мм. Количество твердых осадков составляет 22-40% от годовых. Средняя влажность воздуха в пределах 56-59%.

Для района характерны сильные, почти беспрерывно дующие ветры. Среднегодовое число штилей не превышает 17%. Преобладающее направление ветра северо-восточное и восточное, средняя скорость 3,8-4,6 м/сек. Нередки пыльные бури.

Растительность

Растительность выражена саксаулом, солончаково-боялычовым комплексом. В пойме рек Сарысу и Чу развита луговая растительность, камыш, тамариск.

Убогая флора и суровость климата определили своеобразие животного мира. Крупные млекопитающие представлены сайгаками, джейранами, кабанами, мелкие – грызунами: сусликами, тушканчиками, песчанками, земляными зайцами. Из хищников встречаются волк, лиса, корсак.

Представители пернатого мира особенно разнообразны в период весенне-осенних перелетов. В это время встречается до 150 различных видов птиц.

Из насекомых, представляющих повышенную опасность для человека, надо отметить скорпиона, фалангу, каракурта.

Географо – экономические данные

С экономической стороны район месторождения начинает только развиваться и осваиваться, в основном, по линии отработки урановых руд способом подземного скважинного выщелачивания.

Ближайшие урановые месторождения: Буденновское (40 км), Шолак-Эспе (60 км), Мынкудук (80 км), Акдала (100 км), Жалпак (140 км), Уванас (160 км), Канжуган, Моинкум (250 км). На месторождениях Уванас, Канжуган, Моинкум (уч.Южный), Мынкудук (уч.Восточный), Акдала ведется добыча урана способом подземного скважинного выщелачивания Степным и Центральным рудоуправлениями ЗАО «НАК «Казатомпром», и ТОО СП «КАТКО».

Промышленная эксплуатация месторождений определяет и инфраструктуру для этой части района.

С освоением месторождений Канжуган и Моинкум связано строительство города Таукент, железнодорожной ветки Жанатас – Сузак и материально-технической базы на территории ж.д. ст.Сузак.

Степное рудоуправление, которое отрабатывает месторождения Уванас, Мынкудук (уч.Восточный), продолжает социально-экономическое развитие пос.Кызымшек. Улучшенная асфальтовая дорога соединяет поселок с районным и областным центрами.

Население

Население района составляет около 7000 человек состоит в основном из русских , казахов . Население района занято в основном скотоводством, в меньшей мере земледелием. Имеется возможность наема рабочих из числа местного населения.

Экономическое развитее

С экономической стороны район месторождения начинает только развиваться и осваиваться, в основном, по линии отработки урановых руд способом подземного скважинного выщелачивания.

Ближайшие урановые месторождения: Буденновское (40 км), Шолак-Эспе (60 км), Мынкудук (80 км), Акдала (100 км), Жалпак (140 км), Уванас (160 км), Канжуган, Моинкум (250 км). На месторождениях Уванас, Канжуган, Моинкум (уч.Южный), Мынкудук (уч.Восточный), Акдала ведется добыча урана способом подземного скважинного выщелачивания Степным и Центральным рудоуправлениями ЗАО «НАК «Казатомпром», и ТОО СП «КАТКО».

Промышленная эксплуатация месторождений определяет и инфраструктуру для этой части района.

С освоением месторождений Канжуган и Моинкум связано строительство города Таукент, железнодорожной ветки Жанатас – Сузак и материально-технической базы на территории ж.д. ст.Сузак.

.

Транспортные условия района

Силами экспедиции № 7 с 1988 года начато строительство улучшенной грунтовой дороги с гравийным покрытием между п.Тайконур и п.Бакырлы , которая проходит через южный фланг месторождения Инкай и через все поле месторождения Буденновское. От 73 км дороги п.Тайконур – п.Бакырлы силами ТОО СП «Инкай» построена улучшенная грунтовая дорога с гравийным покрытием до п.Чиили.

Все основные грузоперевозки осуществляются в этих направлениях по маршрутам: п.Тайконур – г.Шымкент (500 км), п.Тайконур – ст.Сузак (220 км), п. Тайконур – г.Алматы (1200 км). Все дороги по вышеуказанным направлениям имеют асфальтовое покрытие, за исключением участков до п.Бакырлы (110 км) и п.Шиели (170 км). Основным видом транспорта по грузоперевозкам является автомобильный.

Ближайшими железнодорожными станциями являются: Кызылорда (160 км), Шиели (170 км), Сузак (220 км).

Обеспеченность участка работ энергией, топливом, стройматериалами

ЛЭП-110 проходит вдоль газопровода Павлодар-Шымкент в 100 км на северо-восток от месторождения.

В поселке Тайконур, помимо базы ГРЭ-7 АО «Волковгеология», расположена база ТОО СП «Инкай».

На момент составления проекта экспедиция № 7 имеет следующие производственные мощности:

• буровые установки со станками ЗИФ-1200МР;

• автопарк, глинзавод, мехмастерские, склад материально-технического обслуживания;

• энергообеспечение осуществляется ЛЭП-35 от п.Кызымшек через водозабор Шолак-Эспе.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

История геологического изучения

Месторождение Инкай открыто в 1976 году в ходе поисково-рекогносцировочного бурения масштаба 1:200000 на продолжении рудоносных (месторождение Мынкудук) региональных зон пластового окисления, развивающихся в отложениях трех горизонтов верхнего мела: мынкудукском (К₂t₁), инкудукском (К₂t₂-st) и жалпакском (К₂st-Р₁¹). Бурение проводилось по сети 12,8-3,2×0,8-0,2 км. В результате проведенных работ были откартированы границы выклинивания зон пластового окисления в мынкудукском и инкудукском горизонтах, определено многоярусное строение уранового оруденения в их разрезе и проведена общая оценка ресурсов урана. Дальнейшие работы планировались и проводились согласно стадийности ГРР.

В 1979 году было выдано многолетнее задание 27-12, в рамках которого предусматривались: предварительная разведка бурением скважин по сети 800-200×100-50м на рудных залежах Центрального участка с выявлением запасов категории С₁ и С₂ и поиски на Северном и Южном флангах месторождения. Проведенные в 1979-1984гг. поисково-разведочные работы по заданию 27-12 позволили оценить месторождение Инкай, как крупнейший в мире объект пластово-инфильтрационного типа и районировать месторождение с целью определения очередности проведения детальных разведочных работ и промышленного освоения. По геологическим и геотехнологическим условиям локализации уранового оруденения и достигнутой плотности разведочной сети на месторождении было выделено 4 участка.

В 1984-1991гг. проведена детальная разведка на участке № 1, который охватывает, главным образом, рудную зону в мынкудукском горизонте, с постановкой полевого многоскважинного опыта по подземному скважинному выщелачиванию урана и попутных полезных компонентов (рений, скандий, редкие земли с иттрием). Результаты работ, проведенных до 1991г., отражены в отчете по I этапу детальной разведки Инкайского уранового месторождения за период 1979-1981гг. с подсчетом запасов на 01.07.91г., который был рассмотрен в ЦКЗ Республики Казахстан с утверждением запасов урана на участке № 1 и апробацией запасов и ресурсов на остальных участках месторождения.

Стратиграфия

Месторождение Инкай относится к урановым объектам гидрогенного типа, генетически связанных с развитием в проницаемых верхнемеловых водоносных горизонтах пластовой окислительной рудоконтролирующей эпигенетической зональности.

Урановое оруденение на месторождении локализовано в двух горизонтах континентальных отложений верхнего мела – инкудукском (К₂t₂-st) и мынкудукском (К₂t₁).

Мынкудукский горизонт, в основании которого залегают отложения палеозойского фундамента (Р₁gd), представлен в основном мелко-среднезернистыми песками с незначительным количеством грубозернистых разностей и глин. Мощность горизонта колеблется в пределах 50-80 м.

Инкудукский горизонт с видимой границей размыва залегает на отложениях мынкудукского горизонта. Его мощность составляет 100-130м.

Литологический состав горизонта выражен весьма неоднородно с преобладанием грубозернистых разностей (пески разнозернистые с гравием и галькой, гравийно-галечниковые отложения).

На основании хорошо проявленной ритмо-стратиграфической цикличности, горизонт подразделяется на 3 подгоризонта (цикла), соответственно: нижний (in₁), средний (in₂) и верхний (in₃).

Замыкают верхнемеловой разрез отложения жалпакского горизонта (К₂sn(gp), мощностью 40-60 м, сложенные грубозернистыми песками.

Мощная толща палеогеновых отложений перекрывает на месторождении повсеместно образования мела и представлена континентальными мелко-среднезернистыми песками (Р₁²uv)и морскими глинами ((Р_1-2). Мощность первых, соответственно, 15-30 м, вторых 100-190 м.

Неоген-четвертичный комплекс мощностью 30-110 м слагает верхнюю часть разреза и в своем составе содержит пески средне-мелкозернистые, разнозернистые, глины.

Региональная зона пластового окисления (ЗПО) прорабатывает проницаемые отложения инкудукского и мынкудукского горизонтов на общую мощность в 150 м. Основной особенностью выклинивания ЗПО в рудовмещающих горизонтах является их послойное развитие, которое в пространстве контролируется фациально-геохимическими обстановками, что, в свою очередь, определяет несколько гипсометрических уровней формирования рудных тел в интервалах глубин 290-550 м.

Тектоника

В региональном тектоническом плане рудное поле месторождения Инкай расположено в северной части Сузакской впадины на стыке с Сарысуйской моноклизой, полого наклоненной на юго-запад, в сторону Каратауского горст-антиклинория (рис.2.1). На этом стыке, в районе Центральной антиклинальной структуры месторождение Инкай отделяется от Мынкудука перерывом рудоносной полосы. Сузакская впадина (прогиб) северо-западной ориентировки представляет собой наиболее погруженную часть Шу-Сарысуйской депрессии, где глубина залегания домезозойских образований составляет 700-850 м. Строение впадины асимметричное: уклон слоев северо-восточного борта не превышает 20’, тогда как юго-западный борт характеризуется крутыми углами падения мезозойско-кайнозойских отложений, достигающими в зоне Главного Каратауского разлома 50-60⁰. Особенно активно Сузакская впадина развивалась в позднеальпийское время, что подчеркивается значительной мощностью неогеновых отложений.

Формы и размеры рудных тел

Рудное образование залегает кулисообразно в пределах верхнего рудоносного горизонта и нижнего и группируются в близи прибортовых частей депрессии. Рудные пересечения по скважинам имеют резко переменную мощность. Продуктивные толщи залегают на глубине 25-100м от поверхности и имеет переменную мощность от 30 до 100м. Линия промышленного оруденения в имеет извилистую конфигурацию. В связи с прерывистостью оруденения в вертикальном сечении отмечается затруднительное расщепление рудных залежей с образованием в разрезе цепочки уплощенных линз с многочисленными языкообразными ответлениями. На участках сочленения зачастую создаются роллообразные формы. Конфигурация рудной залежи не всегда подчиняется слоистости вмещающих пород в большей степени она обусловлена литолого-фациальными границами, определяющими положение рудных концентраций. В плоскости залегания и по простиранию рудных залежей параметры оруденения характеризуются умеренной изменчивостью. Повышенное содержание урана слагает отдельные участки, которые не образуют крупных четких зон.

Содержание урана в контурах рудных залежей колеблется от тысячных долей процента до первых процентов. Продуктивность – от 1,9 до 9,13 кг/м². Среднее содержание урана в рудах по месторождению – 0,056 %.Ведущим по концентрации урана на месторождении является нижнесемезбайский рудоносный горизонт в границах южной рудоносной зоны , где промышленное оруденение 93 процента общих запасов.

Рудное тело представлено пластообразным типом оруденения.

В разрезе рудные тела имеют форму ролла, в плане – сильно извилистые ленты, полосы. Часто происходит одновременное выклинивание ЗПО на разных уровнях глубин с образованием многоярусных руд (граф.прил.2, 3, 4, 5, 6).

Руды участка представлены рыхлыми обводненными песчано-гравийными отложениями. Урановая минерализация сложена настураном и коффинитом в соотношении 84% и 16%.

Вещественный состав руд – силикатный (SiO₂ 80-90%), с незначительным содержанием СО₂ – 0,2-0,3%. Руды мономинеральные. Содержания ППК в рудах находятся в пределах кларковых значений: рений <0,1 г/т, скандий – 3-5 г/т, редкие земли с иттрием – до 120 г/т.

В лабораторных условиях извлечение урана из руд по сернокислотной схеме составляет 80-90%.

Результаты многоскважинного опыта по подземному скважинному выщелачиванию урана и попутных компонентов, проведенного на залежи 3 участка № 1, показали хорошую технологичность урановых руд: извлечение урана из руд мынкудукского горизонта составило 84,7%.

Характеристика полезного ископаемого

Урановая минерализация на месторождении установлена во всех литологических разностях осадочных пород. Основное количество урана сосредоточено в песчано-глинистой фракции. Промышленное оруденение приурочено к сероцветным пескам По гранулометрическому составу это средне- мелкозернистые пески. По химическому составу руд пески являются алюмосиликатными.

Гидрогеологические условие месторождения

В гидродинамическом плане месторождение приурочено к северо-западной части Сузакского артезианского бассейна, где выделяется неоген-четвертичный комплекс грунтовых вод и мел-палеогеновые артезианские воды.

Палеогеновые пресные воды с минерализацией до 1 г/л связаны с уванасским горизонтом (Р₁²uv), в котором на площади месторождения процессы рудообразования не установлены.

В таблице 3.1 приводится гидрогеологическая характеристика наиболее изученных к настоящему времени, рудовмещающих горизонтов.

Таблица 3.1

Гидродинамические параметры пластовых вод

рудовмещающих горизонтов

Параметры	Ед. изм.	Мынкудукский	Инкудукский
			in1	in2
1. Коэффициент фильтрации	м/сут	12,5	13,4	13,7
2. Глубина пьезометрического уровня	м	16	17,5	11,5
3. Гидростатический напор на кровлю	м	430	385	350
4. Водопроводимость	м2/сут	758	606	610
5. Дебит скважин	л/сек	8,2	10	12
6. Удельный дебит	л/сек м	0,76	1,17	1,05
7. Пьезопроводность	м2/сут	2,6 х 106	1,4 х 106	8,5 х 106
8. Удельная приемистость	л/сек м	0,3	0,8	0,7
9. Минерализация	г/л	3,4	2,8	2,5
10. Солевой состав	сульфатно-хлоридно-натриевый

Горнотехнические условия месторождения

На данном участке породы представлены песками , плотными глинами реже встречаются алевролиты , граниты . При бурение в интервале где залегает песок не редко происходит обрушение стенок скважины , что ведет к образованию каверн. Чтобы избежать образование каверн необходимо подобрать подходящий буровой раствор. В таком случи целесообразно применение глинистого раствора. При промывки глинистым раствором скважины происходит вынос шлама ,а так же укрепление стенок скважины. Глинистый раствор обладает коркаобразующими свойствами, препятствуя обрушению стенок скважины.

При бурение интервала с наличием глин , процесс осложняется образованием сальников. Сальники представляют помеху при спуске обсадной колонный , если их своевременно не извлечь. Так же сальники отрицательно влияют на качество бурового раствора , повышая его плотность так как глины растворяются в воде. Раствор приходится менять. Так же главным способом при борьбе с сальниками является расходка снаряда. Необходимо проводить после каждого пройденного интервала.

Бурение по твердым породам осуществляется долотом шарошечного типа. Выдерживая оптимальные режимы бурения.

МЕТОДИКА РАЗВЕДКИ И ПРОЕКТИРОВАНЫЙ ОБЪЕМ РАБОТ

Описание ранее проведенных геологоразведочных работ

Месторождение Инкай открыто в 1976 году в ходе поисково-рекогносцировочного бурения масштаба 1:200000 на продолжении рудоносных (месторождение Мынкудук) региональных зон пластового окисления, развивающихся в отложениях трех горизонтов верхнего мела: мынкудукском (К₂t₁), инкудукском (К₂t₂-st) и жалпакском (К₂st-Р₁¹). Бурение проводилось по сети 12,8-3,2×0,8-0,2 км. В результате

проведенных работ были откартированы границы выклинивания зон пластового окисления в мынкудукском и инкудукском горизонтах, определено многоярусное строение уранового оруденения в их разрезе и проведена общая оценка ресурсов урана. Дальнейшие работы планировались и проводились согласно стадийности ГРР.

В 1979 году было выдано многолетнее задание 27-12, в рамках которого предусматривались: предварительная разведка бурением скважин по сети 800-200×100-50м на рудных залежах Центрального участка с выявлением запасов категории С₁ и С₂ и поиски на Северном и Южном флангах месторождения. Проведенные в 1979-1984гг. поисково-разведочные работы по заданию 27-12 позволили оценить месторождение Инкай, как крупнейший в мире объект пластово-инфильтрационного типа и районировать месторождение с целью определения очередности проведения детальных разведочных работ и промышленного освоения. По геологическим и геотехнологическим условиям локализации уранового

оруденения и достигнутой плотности разведочной сети на месторождении было выделено 4 участка.

В 1984-1991гг. проведена детальная разведка на участке № 1, который охватывает, главным образом, рудную зону в мынкудукском горизонте, с постановкой полевого многоскважинного опыта по подземному скважинному выщелачиванию урана и попутных полезных компонентов (рений, скандий, редкие земли с иттрием). Результаты работ, проведенных до 1991г., отражены в отчете по I этапу детальной разведки Инкайского уранового месторождения за период 1979-1981гг. с подсчетом запасов на 01.07.91г., который был рассмотрен в ЦКЗ Республики Казахстан с утверждением запасов урана на участке № 1 и апробацией запасов и ресурсов на остальных участках месторождения.

Результаты подсчетов запасов урана

Урановорудные тела в мынкудукском горизонте выявлены на

различных гипсометрических уровнях, однако основные запасы

урана на участке локализованы в его нижней части, которая

сложена преимущественно песками среднезернистого состава

и подчиненными прослоями разнозернистого и разнозернистого с

гравием песка. В таблице 3.2 отражены основные параметры и

условия залегания руд на участке 4.

Таблица 3.2

Параметры и условия залегания руд на участке 4

Показатели	Мынкудукский рудовмещающий горизонт
Площадная продуктивность, кг/м2	4,71
Средняя мощность рудного тела, м	6,70
Средняя ширина руд. полосы, м	150
Средняя карбонатность, %	0,3
Глубина залегания подошвы рудного тела, м	510
Коэффициент фильтрации, м/сут
Минерализация пластовых вод, г/л	4,5
Пьезометрический уровень пластовых вод (глуб. залегания), м	+(5-25)
Наличие водоупора в основании рудного тела	Региональный палеозойский водоупор
Удаленность участка от базы экспедиции, км	5

Примечание: В строке коэффициент фильтрации, в числителе от-до

м/сут, в знаменателе среднее значение.

При проведении предварительной разведки на участке 4 из керна скважин были отобраны 2 технологические пробы для изучения технологических свойств в лабораторных условиях (см. табл. 3.2).

Обоснование выбранного метода добычи

Участок 4 месторождения Инкай является типичным представителем пластово-инфильтрационных месторождений урана с оруденением, приуроченным к проницаемым водоносным горизонтам, в которых развивается окислительная рудоконтролирующая эпигенетическая зональность.

Основными особенностями подобных месторождений и участков, определяющими метод разведки, являются:

- субгоризонтальное и субсогласное с напластованием пород положение урановорудных залежей в пределах продуктивных горизонтов;

- крупные размеры и лентообразная форма рудных залежей в плане с выдержанным на значительное расстояние простиранием;

- изменчивость мощности рудных тел и роллообразная форма залежей в разрезах;

- изменчивость содержания урана как по простиранию, так и падению;

- залегание руд в сложных горно-геологических условиях (напорные воды);

- контроль оруденения выклиниванием зоны пластового окисления;

- безальтернативный способ отработки - подземное выщелачивание.

Согласно «Инструкции по применению классификации запасов…», 1986г. месторождения такого типа по сложности геологического строения относятся к группе 2 подгруппе а, и разведуются только вертикальными буровыми скважинами.

Выбор системы расположения геотехнологических скважин

Выбор системы геотехнологических скважин в большей мере зависит от размеров рудного тела и его формы. В нашем случаем эффективно будет применить линейную систему скважин так как рудное тело имеет вытянутую форму. С сетью скважин 25*50 метров.

Линейные системы расположения скважин состоят из последовательного чередующихся на площади залежей рядов откачных и заказных скважин. В зависимости от фильтрационных свойств и однородности рудного массива расстояние между рядами и скважинными в ряду колеблется в широких пределах (15-50 м и более).

Добычная ячейка обычно состоит из двух заказных и одной откачной скважины, принадлежащих к трем последовательно расположенным рядам. Линейная система наиболее эффективнее при разработке протяженных гидрогенных урановых месторождений , сложенных осадочными , хорошо водопроницаемыми рудами и породами и находящихся в сложных гидрогеологических условиях.

Важным фактором повышения эффективности добычи методом ПВ является правильный выбор схемы размещения технологических скважин.

Все системы разработки подразделяются на 6 групп (рядная, этажная, прямоугольная, ячеистая, барражная и комбинированная), в числе которых разделяют 17 различных вариантов систем: в рядной – 4, этажной – 3, прямоугольной и ячеистой – по 4, барражной – 2.

Выбор системы расположения технологических скважин должен осуществлятся исходя из того, чтобы их сеть:

в максимальной степени вписывалась в контур залежи и учитывала ее геологическое строение независимо от геометричности контуров эксплуатационных блоков и межскважинных расстояний;

формировала такую структуру фильтрационного потока продуцирующих растворов, которая обеспечивала бы благоприятный для ПВ режим скоростей фильтрации и исключала бы разбавление технологических растворов законтурными пластовыми водами и потери их за контуры рудных залежей;

обеспечивала бы максимальное извлечение из недр;

обеспечивала бы максимально возможное управление процессом ПВ;

являлась оптимальной по себестоимости добычи 1 кг металла.

Применение ячеистой системы отработки рудных залежей в описанных выше условиях,а также исходя из того, что:

1. в результате совершенствования конструкций скважин и средств раствороподъема дебиты откачных технологических скважин в настоящее время возрастают до 10-12 и более м³/ч тогда, как приемистость закачных скважин по прежнему, как правило, не превышает 2,5-6,0м/ч. Последнее обстоятельство вызывает необходимость увеличивать соотношение скважин к закачным до 1:5 и более. Придется опробовать варианты увеличения подачи закачных растворов с целью выравнивания закачки и откачки рабочих растворов в скважине, но уже опробованные на участках ПСВ комбината соотношения откачных скважин к закачным как 1:2 и более значительно осложняют (особенно при поперечном варианте продольной систем) гидродинамику процесса ПВ и еще больше усложнит ее при необходимости увеличить это соотношение;

2. ячеистая система может быть успешно применима при отработке широких площадных рудных залежей со сравнительно высокими коэффициентами фильтрации руд и вмещающих их пород, когда неизбежно закисляющиеся законтурные участки могут быть охвачены радиально наращивающимися от центра залежи к ее периферии ячейками; поячеичное подключение участков залежи к добыче обеспечивает также быстрое вовлечение их в отработку, что уменьшает общие сроки отработки эксплуатационных блоков;

3. ячеистая система отработки рудных залежей обеспечивает всестороннее–радиальное движение растворов от закачных скважин к откачным и эффективна условиях резко меняющейся анизотропии рудовмещающих горизонтов по степени водопроводимости;

4. к преимуществам ячеистой системы отработки следует также отнести возможность отработки рудных залежей со сложной морфологией в плане, а также дифференцированной отработки отдельных участков рудной залежи в зависимости от природных условий их залегания (карбонатность, продуктивность, фильтрационные свойства и др.) путем подачи в ячейку или группу ячеек растворов соответствующей концентрации;

Тип скважин , их количество и глубина

Скважина — горная выработка круглого сечения, пробуренная с поверхности земли или с подземной выработки без доступа человека к забою под любым углом к горизонту, диаметр которой много меньше ее глубины.

По своему назначению, составу и объему выполняемых функций буровые скважины, используемые для добычи твердых ПИ, подразделяются на две основные группы: эксплуатацион­ные и вспомогательные.

● Эксплуатационные скважины предназначены для осуществления непосредственного процесса добычи – подачи рабочего агента на забой скважины и подъема образующегося раствора из скважины на поверхность.

Эксплуатационные скважины для ПВ металлов с использованием кислотных или других растворителей подразделяются на нагнетательные и откачные.

● Нагнетательные технологические скважины предназначены для подачи в продуктивный пласт рабочих растворов.

● Откачные скважины предназначены для подъема продуктивных растворов на поверхность.

К вспомогательным скважинам относятся разведочные, наблю­дательные, контрольные, барражные, для гидроразрыва пластов, анкерные и др.

● Разведочные скважины используются для уточнения положения пласта ПИ, его мощности, условий залегания и др. Бурение разведочных скважин ведется с отбором керна только в зоне рудного интервала. Они закладываются в основном на месте эксплуатационных скважин и после выполнения поставленных задач используются в дальнейшем для ведения процесса добычи.

● Наблюдательные скважины предназначаются для наблюдений и контроля за условиями формирования продуктивных растворов или камер в пределах эксплуатационных блоков, гидродинамическим со­стоянием продуктивного горизонта, растеканием технологических растворов за пределы эксплуатационных участков и их возможным перетеканием в выше или нижележащие горизонты.

На данном участке расположено:

1. Колличество закачныхскважин – 50

2. Количество откачных скважин – 46

3. Общее коллисество скважин - 96

Порядок сооружения геотехнологических скважин

Порядок сооружения скважин , является одной из неотъемлемой частью производства. Включающий в себя следующие операции:

1. Транспортировка бурового агрегата.

Транспортировку агрегата осуществляем при помощи бульдозера марки Т-180. Вспомогательное оборудование ( обсадные трубы , породоразрушающий инструмент и т.д) транспортируем при помощи трактора Т-40, автомобиля УРАЛ.

2 . Подготовка площадки и циркуляционной системы.

Площадка под буровой агрегат выравнивается бульдозером Т-180 . Зумпфы и отстойник роются при помощи экскаватора. Канавы циркуляционной системы роются в ручную при помощи лопаты.

3. Монтаж бурового агрегата.

Буровой агрегат устанавливается уже на готовую площадку. Отклонение проектного устья скважины от фактической - не более одного метра. Центровка бурового агрегата осуществляется по ведущей штанге-отвесом , или при помощи строительного уровня. Выравнивание агрегата осуществляется при помощи гидравлических домкратов .

После того как все выше перечисленные действия выполнены , т.е . все готово к бурению.

Осуществляем следующий цикл бурения скважины:

1. Бурение «пилот-скважины», допустимое отклонение оси скважины от вертикали - 1° на 100 метров. Пилот скважины необходим для вскрытие рудной зоны, уточнение интервалов рудного тела, интервала установки фильтровой колонны.

2. Геофизические исследования (ГИС).Включающий в себя инкленометрию. Определения интервала цементного кольца.

3.Расширение скважины диаметра скважины , разбурка.

4. Обсадка скважины обсадной колонной.

5. Геофизические исследования ( ГИС) токометрия. Проверка на целостность обсадной колонны. Проверка интервала фильтров.

6. Установка цементного кольца.

7. Проверка цементного кольца путем ГИС ( термометрия).

8. Гидролизация затрубного пространства.

9. Освоение скважины. Допустимая запесченность отстойника 20 %.

10. Сдача скважины заказчику. При сдачи скважины должны прилогатся следующие документы : Акт заложения скважины , акт завершения скважины , журнал с данными по освоению скважины.

11. Демонтаж, рекультивация . После того как произвели сдачу скважины , агрегат перевозят на следующею точку предварительно его подготовив. Оставшиеся зумпфы откачивают , засыпают .

РАСЧЕТ БУРОВЫХ РАБОТ

Выбор и обоснование способа и вида бурения

В настоящее время различают механический и физический способы бурения. К механическому способу бурения относят: вращательный способ, ударно-вращательный,ударно-поворотный, задавливанием и вибрационный способы. При механическом способе бурения разрушения горной породы на забое производится в результате механического воздействия породаразрущающего интсрумента. При механическом способе разрушение породы , наиболее рациональным считается вращательный способ бурения. Вращательное бурение- бурение, при котором разрушение забоя производится за счет вращения ПРИ с приложением к нему осевой нагрузки. Вращательный способ бурения может быть реализован с промывкой ( прямой или обратной ) или продувкой и без промывки ( шнековое бурение, бурение змеевиками, ложками). При бескерновом бурении используются долота ( шарошочные,лопастные, алмазные) и пикобуры. При бескерновом бурении горная порода разрушается по всей площади забоя. При сооружении геотехнологических скаважин зачастую используют вращательный способ бурения с прямой промывкой, и с использованием различных очистных агентов.

Данный способ обладает рядом преимуществ к относят : возможность бурения на большие глубины; бурение под углом ; бурение в различных категориях по буримости от мягких сыпучих до твердых абразивных пород; высокие механические и коммерческие скорости бурения; при применении полимерных промывочных жидкостей высокое качество вскрытия водоносного горизонта.

К недостатком этого способа относят: при бурении с глинистым раствором невозможность качественного опробования водоносных пластов и их освоения, что приводит к снижению дебитов скважин, требует проведения длительных и сложных работ по разглинизации.

Сопоставив положительные и отрицательные качества данного способа , считается рационально применить бескерновый ,вращательный способ с прямой промывкой.

Выбор и обоснования конструкции скважины

На выбор конструкций эксплуатационных скважин ПВ оказывают влияние следующие основные факторы:

1. геологические и гидрогеологические условия месторождения ;

2. принятая система отработки месторождения и схема размещения эксплуатационных скважин;

3. Проектная производительность добычных скважин;

4. Типа размеры обсадных тру;

5. Тип устьевого оборудования закачных и откачных скважин;

6.Типы и конструкции раствороподъемных устройств;

7. Внутреннее сечение обсадных труб должно обеспечивать производство ремонтных работ, цементирование скважин для создания гидролизации зон движения рабочих и продуктивных растворов и проведение необходимых геофизических и гидрогеологических наблюдений за ходом процесса ПВ;

8.Возможность создания надежной гидролизации рудного горизонта, особенно в случае эксплуатации слабомощных рудных тел находящихся в зоне водоносных горизонтов;

9. При оборудование нижней части фильтра отстойником с окнами для облегчения освоения скважины необходимо предусматривать возможность перекрытия окон после окончании работы по освоению.

Конструкция откачных и закачных технологических скважин отличаются только по диаметру применяемых эксплуатационных колонн: откачные скважины обычно оборудуются колоннами большего диаметра. Диаметры скважин и эксплуатационных колонн определяются размерами раствороподъемных устройств. В практике подземного выщелачивания в основном применяют одноступенчатые и двухступенчатые конструкции технологических скважин. В некоторых случаях, при значительных глубинах залегания продуктивных горизонтов и наличии в разрезе неустойчивых пород, устье скважины может быть оборудовано кондуктором или направляющей трубой.

Для сооружения скважины нам понадобится технологический инструмент

( долота, пикобуры ) с следующими наменальными диаметрами: пикобур трех-лопастной 132 ; 151 мм. Долото трех-шарошочное 161;190;215; 244 295.мм. Забурку скважины осуществляем забурником ) пикобур 151 мм , проходим им 10 метров от поверхности. Забурка осуществляется при небольшой частоте вращения , а так же при небольшой подаче промывочной жидкости. После меняем породоразрущающий инструмент на пикобур меньшего диаметра 132 мм и осуществляем бурения пилота скважины, до забоя. Далее разбуриваем долотом 161 диаметра, до забое. Это необходимо проводить для равномерного увеличения диаметра скважины. Пилот скважины необходим для проведения геофизических исследований ( определения интервала рудной зоны. Далее необходимо разбурить интервал под эксплуатационную колонну 190-215;244-295 мм шарошечными долотами.

Выбор водоподъемника для предварительной откачки

Принцип действия эрлифта заключается в том, что столб воды, насыщенной подаваемым через особую трубу воздухом имеет меньший вес, чем такой же столб воды. Разность этих весов заставляет подниматься на определенную высоту смесь воды и воздуха (эмульсии) - так осуществляется подъем.

Энергия, используемая в эрлифте — это энергия, заключенная в объеме сжатого воздуха, подающегося компрессором в соответствующую часть трубы, а движущая сила представляет собой разность между гидростатическим давлением воды, с одной стороны, и смеси воды с пузырьками воздуха, имеющей больший объем и меньший удельный вес, — с другой. Высота подъема может быть тем больше, чем меньше плотность смеси. Таким образом, для осуществления подъема воды эрлифтом в скважину ниже динамического уровня опускают водоподъемную трубу и на некоторой глубине вдувают в нее сжатый воздух. По выходе из трубы на поверхность земли вода освобождается от воздуха.

Эрлифты применяются для подъема воды из скважин, в нефтескважинах, а также при подъеме других жидкостей, действующих разъедающим образом на части насосов. В водоснабжении на железнодорожном транспорте эрлифты имеют широкое применение. Преимущества эрлифтов заключаются в простоте и надежности устройства, так как при этом нет в скважине никаких движущихся частей. Двигатель находится на поверхности земли; части системы, находящиеся в скважинах, почти не приходится извлекать наружу. Наблюдение, уход и ремонт — легкие и простые: необходимо лишь наблюдение за компрессором и двигателем. При подаче воды с песком (при пробной откачке или в некоторых случаях в начале эксплуатации скважины) отдельные части установки не портятся.

Компрессорная установка может быть расположена в любом удобном месте, и целый ряд скважин связан с одной центральной установкой, что создает известную простоту в работе.

Большим преимуществом эрлифтов является аэрация в тех случаях, конечно, когда в ней есть необходимость (обезжелезивание, освобождение воды от сероводорода). При подъеме воды эрлифтом происходит перемешивание и насыщение воды воздухом, способствующие и облегчающие в этом случае дальнейшие процессы обработки воды. Некоторая кривизна скважин не имеет решающего значения при подъеме воды эрлифтами.

Эрлифты широко применяются для пробных откачек, для выявления дебита скважин и условий их работы. Изготовление их частей простое, монтаж несложен.

К. п. д. эрлифтов невысок — в среднем около 0,20 — 0,30, включая и компрессорную установку, причем он часто бывает еще ниже при неправильном устройстве, неправильной глубине погружения и неправильном соотношении размеров труб и отдельных частей. Для удовлетворительного действия эрлифта нужно, чтобы скважина имела глубину, примерно вдвое большую высоты подъема, считая от динамического уровня.

Расчет эрлифта

Глубина погружения смесителя зависит от положения динамического уровня:

Н=K*h_g

где, Н - расстояние от центра смесителя до уровня излива смеси на поверхность, м

К - коэффициент погружения смесителя, К=1.55

h_g - динамический уровень воды, м.

h_g=S+h_ст

где, S – понижение уровня

h_ст – статический уровень

Удельный расход воздуха, необходимый для подъема из скважины 1 м³ воды:

V_o = м³

где, C - опытный коэффициент, зависящий от коэффициента погружения. C=11,5

Полный расход воздуха:

V_p= м³/мин

где, Q – проектный дебит скважины, м³/ч.

Давление воздуха при пуске компрессора:

Р₀=10^-6 *g*p(K*h_g-h_ст+2) МПа

где, р – плотность воды, кг/м³. р=1000 кг/м³

Давление воздуха во время работы компрессора:

=10^-6 *g*p (h_g(K-1)+5) МПа

Расход воздушно-водяной эмульсии при изливе:

q₂ = (1+ V_o ) м³/с

Площадь поперечного сечения водоподъемной трубы при изливе:

F= м²

где, v₂ – скорость движения эмульсии, м/сек. v₂ = 6 м/сек

Внутренний диаметр водоподъемной трубы при расположении труб по схеме «внутри»:

d = м

_{где, d1 – диаметр воздухопроводных труб, зависящий от производительности компрессора 0,04 м.}

_{Производительность компрессора:}

_{Vk = 1,2*Vp*60 м3/ч}

Рабочее давление компрессора

P_k= P+∑P МПа

где, ∑P – сумма потерь давления в воздушной линии от компрессора до скважины, МПа. ∑P=0,05 МПа

К-поправочный коэффициент. К=1,11

Расчет мощности на валу компрессора:

N=10N₀P_кV_к кВт

где, N₀ - удельная мощность, зависящая от двигателя компрессора, кВт.

N₀ = 1,1 кВт

Действительная мощность компрессора

N_д=1,1*N кВт

Выбор эксплуатационной колонны

При выборе глубинных погружных насосов существуют следующие требования:

1. Наружный диаметр насоса должен соответствовать эксплуатационному диаметру скважины; если последний превышает наружный диаметр насоса на 1 или 2 очередных диаметра, это не противопоказание для установки насоса.

2. Насос при эксплуатации должен быть полностью погружен под воду, при чем желательно, чтобы столб воды, пониженный в результате эксплуатационной откачки, составлял не менее 5 м над верхней секцией насоса.

3. Не следует устанавливать насос, особенно его водоприемную часть, в пределах водоприемной части скважины.

Для эксплуатационной откачки выбираем скважинный погружной насос который обладает рядом преимуществ : Во-первых, это конструкция насоса, которая обеспечивает подключение электрического кабеля в верхней части насоса, а не с боку, как во многих аналогах. Такое решение позволяет использовать насос в скважинах с наименьшим диаметром обсадной трубы, а это не малая экономия средств.

Во- вторых, та же конструкция насоса, которая позволяет движению воды между статором электродвигателя и корпусом насоса, обеспечивает принудительное охлаждение насоса, поэтому длительность работы такого насоса в разы превышает длительность работы аналогов.

Кроме этого, все центробежные насосы оборудованы системой автоматики, которая предохраняет от работы насоса в холостом режиме.

Насос выбирается исходя из динамического уровня, проектного дебита и напора подачи воды потребителям.

Выбор и расчет фильтра

Для того что бы рационально выбрать тип фильтр, необходимо придерживаться следующим нормам :

1. Назначения и срока работы скважины;

2. Состав водосодержащих пород, определяющие размеры проходных отверстий;

3. Химического состава воды и ее коррозионных свойств, влияющих на выбор материала рабочей части фильтра.

Расчет фильтра

Необходимая длина фильтра рассчитывается по формуле:

l_ф= 7,643* м

где, D_ф – диаметр фильтра, зависит от диаметра водоподъемных труб, мм.

V_ф – скорость фильтрации, ­ м/сутки

V_ф=65* м/сутки

где, К_ф– коэффициент фильтрации водоносных пород, м/сутки

К_ф= м/сутки

где, m – мощность водоносного горизонта, м. m = 10 м

Выбор долота для разбурки ствола

Бурение скважин с разбуркой - это часто применяемый в практике метод при необходимости бурения скважин большого диаметра и невозможности создать необходимую осевую нагрузку в начальных интервалах скважины. Бурение осуществляют малым диаметром, обычно с отбором керна, а затем эти интервалы разбуривают долотом большого диаметра.

Разбурку (расширение ствола скважины) производим шорошочными долтотами имеющие номинальный диаметр 132, 161,190,215, 244, 295 мм.

Расширение производится поэтапно 3-х шарошечными долотами

1. Интервал от устья до забоя проходим долотами имеющее номинальный диаметр 161 мм марки М,на всю глубину скважины (для использовании труб 113 мм , фильтров и отстойника).

2. Под трубы 195 мм , бурим долотами 215-244-295мм , марки М. так как породы на данном интервале представлены II категорий по буримости.

Бурение пилота скважины

Пилот-скважины производят для того что бы определить интервалы рудной зоны при помощи ГИС, это позволяет нам определить установку фильтров, для более детальной разработки ПИ.

Допустимое отклонение оси скважины от вертикали - 1° на 100 метров.

Бурение производится трехлопастным пикобуром 132 мм. Если идет встреча с породами VI категории то используем долото 132 мм. Используем трубы СБТМ-50; так же в состав снаряда входит УБТ – 89 мм. Длиной 5 метров.

При забурке скважины используем глинистый раствор в качестве очистного агента, так как породы с поверхности представлены песками. Если в дальнейшем разрез представлен глинами , промывочную жидкость необходимо заменить на техническую воду. Так как глина имеет свойство растворятся в воде.

Плотность технической воды 1020 кг/м³;

Плотность глинистого раствора 1200 кг/м³;

Содержание песка = 4%;

Бурение осуществляем при режимах : Осевая нагрузка 700-900 Кн. Частота вращения 200-300 Об/мин. Расход промывочной жидкости 200-220 л/мин.

Выбор способа и расчет гидроизоляции закачных скважин

Цементирование и гидроизоляция геотехнологических скважин являются важнейшими факторами эффективности и качества работ, связанных с добычей твердых ПИ. Они осуществляются с целью решения основных задач:

1. Предотвращения растекаемости рабочих и продуктивных растворов из отрабатываемых продуктивных пластов через затрубное пространство скважин в выше- и нижележащие водоносные горизонты;

2.Разобщения пространства между эксплуатационной и обсадной колоннами. Применяется в основном тогда, когда обсадная колонна выполнена из

коррозирующего материала, а рабочие и продуктивные растворы обладают высокой агрессивностью;

3.Защиты эксплуатационной колонны от сминающих усилий, вызванных горным давлением слабоустойчивых пород, вскрытых в процессе бурения скважин. Такая защита особенно необходима, когда скважиной вскрываются мощные пласты несцементированных, неустойчивых пород, и в качестве обсадных колонн применяются неметаллические трубы;

4.Предотвращения утечек рабочих растворов через соединения(чаще всего резьбовые) эксплуатационных колонн, особенно при высоконапорном режиме нагнетания;

5.Удержания и изоляции обсадных и эксплуатационных колонн в скважине, когда ствол скважины в призабойной зоне представлен камерой (полостью) значительных размеров. Это необходимо учитывать при бесфильтровых скважин ПВ. Расширение призабойной зоны скважин с целью повышения их производительности также широко практикуется при сооружении технологических скважин ПВ металлов;

6. Локализации рудных тел и отдельных залежей для предотвращения растекаемости выщелачивающих и продуктивных растворов в отдельных блоках при подземном выщелачивании металлов путем закачки в специально оборудованные трещины гидроразрыва цементных и других растворов;

7.Упрочнения стенок скважин при сооружении эксплуатационных скважин ПВ в раздробленных породах и в подготовительных скальных блоках;

8. Создание искусственных целиков с помощью барражных скважин.

В условиях кислотной агрессии широко применяются кислотоупорные кварцевые, кремнефтористые и серые цементы. Для цементирования применяются обычные и специальные сорта цементов , а так же различные томпанажные пасты. Портландцемент тампонажный выпускается по ГОСТ 1581-96.

По температуре применения цементы подразделяют на цементы, предназначенные для:

1.Низких и нормальных температур (15-50 С);

2.Умереных температур(51-100 С);

3.Повышенных температур(101-150 С).

Цементы применяют при подземном выщелачивании с использованием кислотных растворителей для цементирования технических колонн ,для бетонирования площадок наземные коммуникации и оборудования устья отработанных скважин.

При цементирование обсадных колонн из полимерных материалов с целью предупреждения смятия предусматривается полное заполнение их внутренне полости глинистым раствором. По мере заполнения затрубного пространства тампонажным растворам заливочные приподымают. Для предупреждения перетекания цементного раствора в полость обсадной колонны ее башмак оборудуется диафрагмой, изготовленной из чугуна, стекла и других материалов, либо предусматривается заливка полости обсадной колонны глинистым раствором с плотностью ,близкой к плотности цементного раствора. При цементировании колонн, оборудованных в нижней части фильтром предусматривается постановка разобщающей манжеты закрепленной на колонне выше фильтра. Она предотвращает поступление тампонажных растворов в прифильтровую зону скважины.

Манжета выполняется из эластичного материала, в основном из кислотостойкой резины. Она имеет форму конуса , широкая часть которого больше диаметра скважины на 20-50 мм. Манжету устанавливают на уступ. К основным недостаткам цементирования при размещении заливных труб в затрубном пространстве можно отнести:

1.Необходимо увеличения диаметра скважин в связи с трудностью спуска заливочных труб;

Манжета

Рисунок 4.3.1

После того как цементный раствор был закачен, снаряд поднимается из затрубного пространства на поверхность. Снаряд необходимо промыть , воизбежания затвердевания раствора в нутрии снаряда, а так же бурового насоса.

После закачивания цементного раствора ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ) в течении 17 часов.

Затем необходимо провести ГИС ( термометрия), для того что бы определить уровень установки кольца.

После затвердевания цементного раствора скважина промывается технической водой и проводятся работы по освоению продуктивного пласта.

Расчет цементного кольца:

V_ц.р.=0,785[k*h*(D²- D²_нар)+ D²_вн*h] м³ (4.3.1)

где, k –коэффициент уучитывающий дополнительный расход цементного раствора на заполнение расширений скважины.k=1,25-1.4

D– диаметр скважины, м.

D_нар- наружный диаметр эксплуатационных труб,

D_вн - внутренний диаметр труб, м

Р –расход цемента, т.

h – интервал цементации, м

Технический разрез скважины

Масштаб 1:1000

№	Геологический разрез	Описание пород	Категория пород	Мощность слоя М	Технический разрез
					Конструкция скважины	Диаметр долот ММ	Диаметр обсадных труб ММ
1		ПРС	I	0.5		295 215 161	195 110 110
2		Песчано-глинистый горизонт	II	40
3		Песчаники с прослоями аргелитов	II	30
4		Глины	II	10
5		Пески	II	10
6		Рудное тело	II	8
7		Пески	II	7

Выбор буровой установки

Современная буровая установка - это сложный комплекс различных по назначению машин, механизмов, сооружений, приборов , инструмента, с помощью которых осуществляется все процессы, связанные с бурением скважин. Буровая установка должна обеспечивать нормальные условия работы для обслуживающего персонала( освещение, отопление, удобство эксплуатации, техника безопасности и д.р.)Буровым зданием комплектуются стационарные и передвижные буровые установки, предназначенные для бурения глубоких скважин при круглогодичной работе.

Передвижные установки монтируются чаще всего на санях, реже на прицепах с колесным ходом и транспортируются с точки тягачами. В настоящее время основной объем геологоразведочных скважин бурится передвижными буровыми установками ,которые могут использоваться круглогодично в любых климатических условиях.

Выбор буровой установки для бурения геологоразведочных скважин определяется целевым назначением, конструкцией (диаметрами и глубиной), свойствами разбуриваемых пород, уровнем мобильности оборудования, скоростью монтажа, демонтажа, перевозки.

Выбор состава бурового снаряда и породоразрушаюшего инструмента

Буровой снаряд состоит из набора технологического инструмента, соединенного в определенной последовательности. В состав снаряда при сооружении технологических скважин входит следующие виды инструмента: пикобур, долота, переходники, УБТ, СБТМ, ведущая труба.

1.Бурильные трубы – предназначены для передачи крутящего момента от

вращателя станка к породоразрущающему инструменту, осевого усилия и

потока промывочной жидкости.

2. Замки – необходимы для соединения бурильных труб.

3. Вертлюг сальник -предназначен для соединения вращающейся колонны бурильных труб с неподвижным напорным рукавом и подачи в колонну труб промывочной жидкости.

Состав снаряда при забуривание скважины будет представлен в виде:

●Забурник

●Бурильные труб

●Замки

●Ведущая труба: длина

●Вертлюг сальник:

После пробурённого интервала необходимо поменять состав снаряда для основного бурения пилота скважины

Состав снаряда при основном бурении скважины будет представлен в виде:

●ПРИ

●УБТ

● Переходник

● Бурильные труб

● Замки

● Ведущая труба:

●Вертлюг сальник

Состав снаряда при разбурке скважины будет представлен в виде:

● ПРИ

● Переходники

● Бурильные труб

● Замки

● Ведущая труба:

● Вертлюг сальник

Вспомогательное оборудование и инструмент

Буровой вспомогательный инструмент предназначен для обслуживания бурового технологического инструмента. К нему относят: обсадные трубы, ниппеля, муфты

для соединения труб обсадную колону, башмаки обсадных колонн, буровые ключи, подкладные вилки, хомуты, труборазвороты, элеватор, наголовники, вертлюг-амортизатор, подсвечник, свечиприемник, свечеукладчик.

Для свинчивания и развенчивания бурового снаряда ,спуска его в скважину

и удержанием над устьем скважины применяются:

● Ключи шарнирные универсальные : КШ-50;КШ-89;КШ-93;

● Хомуты для обсадных труб

● Трубодержатель гидравлического типа