2.3. Выбор и обоснование способа бурения и профиля скважины

В соответствии с целевым назначением и основными задачами буровых работ, а также геолого-техническими условиями бурения (табл. 2.1) на интервале бурения 0-55 метров был выбран бескерновый вращательный способ бурения твердосплавным породоразрушающим инструментом (ПРИ), на интервале 55-100 метров был выбран колонковый, вращательный способ бурения твердосплавным ПРИ. Рудные тела имеют пластообразную форму и залегают кулисообразно. В связи с этим применим прямоугольную схему бурения скважин, т. е. они будут вертикально-направленными.

2.4. Проектирование конструкции скважины

Обоснование и разработка конструкции скважины производится с учетом конечного диаметра, глубины, геолого-технических условий, целей и способа бурения.

Построение конструкции скважины начинается с определения конечного диаметра. Минимально допустимый диаметр керна для бурения уран и редкие металлы составляет 42 мм. Учитывая сложные геолого-технические условия, увеличим диаметр керна при отборе полезного ископаемого и примем его равным 55 мм для обеспечения необходимого качества и достоверности геологической информации.

Ближайшее значение диаметра керна в геологоразведочном стандарте колонкового бурения с применением твердосплавных коронок составляет 58 мм, таким образом, при отборе полезного ископаемого с применением двойного снаряда конечный диаметр скважин составит 93 мм.

Скважина в интервале устойчивых и слабопроницаемых пород 22 – 100 м проходится без закрепления стенок обсадными трубами и бурится 93 мм. Интервал 5 - 22 м, представленный неустойчивыми и проницаемыми породами, закрепляется обсадными трубами 108 мм бурение под которую осуществляется долотом 112 мм. В интервале 0-5 м бурится направление диаметром 132 мм. Конструкция скважины представлена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Конструкция скважины

2.5. Обоснование и выбор бурового инструмента

В соответствии с выбранным способом бурения и конструкцией скважины, в зависимости от физико-механических свойств горных пород и условий отбора керна был произведён выбор бурового инструмента. Буровой инструмент подразделяется на технологический (буровые коронки колонковые и бурильные трубы), вспомогательный, аварийный и специальный.

2.5.1. Породоразрушающий инструмент (при)

Коронки выбираются в зависимости от категории пород по буримости и от их физико-механических свойств (табл.2.1). Бурение в неустойчивых песчано-глинистых отложениях II категории в интервале 0-5 м под направление будет осуществляться твердосплавным 3х-лопастным долотом ДЛ-132, бурение интервала 5-22 м будет осуществляться твердосплавным 3х-лопастным долотом ДЛ-112, бурение в интервале 22-55 м будет осуществляться твердосплавным 2х-лопастным долотом ДЛ-93, далее на интервале 55-90 м воспользуемся твердосплавной ребристой коронкой М6-93, затем 90-100 м резцовой коронкой СМ5-93.

Рис.2.1. Твердосплавное долото 3х-лопастное ДЛ-132

В интервале 0-5 м используется 3х-лопастное долото ДЛ-132 (см. рис. 2.1.) - для бескернового бурения скважин с промывкой, долото оснащено резцами, армируемыми твердосплавными пластинами типа «М» для бурения в породах I-III категорий по буримости. Техническая характеристика долота приведена в табл. 2.2.

Таблица 2.2.

Техническая характеристика 3х-лопастного долота ДЛ-132.

Тип ПРИ	Интервал применения, м	Диаметр, мм	Число лопастей, шт	Резьба	Рекомендуемая осевая нагрузка, кН	Масса, кг, не более
ДЛ-132	0-5	132	3	З-67	8,5	6,3

В интервале 5-22 м используется твердосплавное 3х-лопастное долото ДЛ-112 - для бескернового бурения скважин с промывкой, долото оснащено резцами, армируемыми твердосплавными пластинами типа «М» для бурения в породах I-III категорий по буримости. Техническая характеристика буровой коронки приведена в табл. 2.3.

Таблица 2.3.

Техническая характеристика долота ДЛ-112.

Тип ПРИ	Интервал применения, м	Диаметр, мм	Число лопастей, шт	Резьба	Рекомендуемая осевая нагрузка, кН	Масса, кг, не более
ДЛ-112	5-22	112	3	З-67	10	4,7

В интервале 22-55 м используется твердосплавное 2х-лопастное долото ДЛ-93 - для бескернового бурения скважин с промывкой, долото оснащено резцами, армируемыми твердосплавными пластинами типа «СМ» для бурения в породах III-IV категорий по буримости. Техническая характеристика буровой коронки приведена в табл. 2.4.

Таблица 2.4.

Техническая характеристика долота ДЛ-93.

Тип ПРИ	Интервал применения, м	Диаметр, мм	Число лопастей, шт	Резьба	Рекомендуемая осевая нагрузка, кН	Масса, кг, не более
ДЛ-93	22-55	93	2	З-50	13	3,8

В интервале 55-60 м используется твердосплавная ребристая коронка М6 (см. рис. 2.2), предназначенные для бурения как самых мягких пород, отличающихся склонностью к вспучиванию и неустойчивости, так и мягких пород с пропластками более твердых до IV категории по буримости и щебенисто-галечных отложений до VI категории.

Рис. 2.2 Твердосплавная коронка типа М6.

1 - корпус; 2 - ребра; 3 - твердосплавные пластины.

Техническая характеристика коронки приведена в табл. 2.5.

Таблица 2.5.

Техническая характеристика М6-93.

Тип ПРИ	Интервал применения, м	Диаметр, мм		Число резцов, шт		Зазор между колонковой трубой и стенками скважины		Масса, кг, не более
		наружный	внутренний		4
М6-93	55-60	93	54				10		1,05

В интервале 90-100 м используется твердосплавная резцовая коронка СМ5 (см. рис. 2.2), предназначены для бурения преимущественно малоабразивных монолитных и слаботрещиноватых пород  VI – VI категорий по буримости.

Техническая характеристика коронки приведена в табл. 2.6.

Таблица 2.6.

Техническая характеристика СМ5-93.

Тип ПРИ	Интервал применения, м	Диаметр, мм		Число резцов, шт		Зазор между колонковой трубой и стенками скважины		Масса, кг, не более
		наружный	внутренний		8
СМ5-93	90-100	93	75				5		1,05