2.7. Технология бурения
В соответствии с выбранным способом бурения, типом породоразрушающего инструмента и условиями бурения разрабатывается оптимальный режим бурения для каждого типа породоразрушающего инструмента по интервалам глубин в соответствии с физико-механическими свойствами горных пород.
2.7.1. Выбор очистного агента
Выбор промывочной жидкости (или очистного агента), а также схемы его циркуляции во многом определяют успешность проведения буровых работ, ведь в функции промывочной жидкости входит: очистка забоя скважины от продуктов разрушения горной породы (шлама), охлаждение ПРИ, обеспечение устойчивости ствола скважины, предотвращение обмена флюидами между проницаемыми пластами в скважине, повышение выхода и качества керна.
Ввиду малой устойчивости и трещиноватости пород в интервале 0-60 м в качестве очистного агента планируется применять глинистый буровой раствор из качественной натриевой бентонитовой глины плотностью p=1100 кг/м3 . Водоотдача раствора составляет порядка 5-6 см3/30 мин, а условная вязкость 25-26 с.
В интервале полезного ископаемого 60-100 м в качестве очистного агента планируется применять малоглинистый буровой раствор из качественной натриевой бентонитовой глины плотностью p=1050 кг/м3 . Водоотдача раствора составляет порядка 5-6 см3/30 мин, а условная вязкость 21-22 с.
Раствор из натриевой глины способствует образованию тонкой и плотной глинистой корки, что позволит укрепить стенки скважины и лучше защитить керн от разрушения.
2.7.2. Проектирование технологического режима бурения
Основными режимными параметрами при вращательном способе бурения скважин являются: осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, частота вращения бурового снаряда, расход и качество очистного агента.
Для твердосплавного бурения учитывая, что при проходке верхних интервалов скважины, закрепляемых обсадными трубами (направление, кондуктор) режимные параметры снижаются: осевая нагрузка на 30-50%, частота вращения до минимальных значений, соответствующих характеристике выбранного станка. Расход очистного агента до 30-50%.
Интервал 0-5 м под направление будет пройден 3х-лопастным долотом ДЛ-132.
Осевую нагрузку на ПРИ принимаем в соответствии с рекомендуемой 8,5 кН снизив ее на 50%, тогда Р= 4,2 кН.
Частота вращения при забуривании выбирается минимальной п=100 об/мин, исходя из технической характеристике установки УКБ-200/300 (см. табл. 2.7).
Расход очистного агента рассчитывается исходя из рекомендуемого расхода на 1 см диаметра долота по формуле
,
(2.2)
где k — удельный расход промывочной жидкости на 1 см диаметра долота k=11 л/мин [6]; D — наружный диаметр коронки, см.
43,5
л/мин,
принимаем Q=40 л/мин исходя из значений параметров насоса НБ3-120/40.
Интервал 5-22 м проходится 3х-лопастным долотом ДЛ-112.
Осевую
нагрузку на ПРИ принимаем в соответствии
с рекомендуемой
кН,
снизив ее на 50%, тогда Р=5
кН.
Частота вращения для этого интервала расчитывается по формуле
,
(2.3)
где D диаметр долота, м. табл.; V – средняя окружная скорость долота, принимаем V=1,4 м/с [6],
об/мин,
Частоту вращения принимаем, снизив ее на 50%, тогда п=100 об/мин.
Расход очистного агента: k= 11 л/мин [6]
л/мин,
принимаем Q=40 л/мин, снизив расчетное значение и исходя из значений параметров насоса НБ3-120/40.
Интервал 22-55 м проходится 2х-лопастным долотом ДЛ-93.
Осевую
нагрузку на ПРИ принимаем в соответствии
с рекомендуемой
кН.
Частота вращения для этого интервала расчитывается по формуле
, (2.3)
где D диаметр долота, м. табл.; V – средняя окружная скорость долота, принимаем V=1,2 м/с [6],
об/мин,
принимаем п=200 об/мин.
Расход очистного агента: k= 10 л/мин [6]
л/мин,
принимаем Q=120 л/мин исходя из значений параметров насоса НБ3-120/40.
Интервал 55-60 м проходится коронкой М6-93.
принимается равной 120 даН [6], т
для коронок этого типа будет равно 4,
тогда
даН.
Частота вращения для этого интервала рассчитывается по формуле
,
(2.3)
где D и d соответственно наружный и внутренний диаметры коронки, м см. табл. ;V – средняя окружная скорость коронки, принимаем V=1,3 м/с [6],
об/мин,
принимаем п=300 об/мин.
Расход очистного агента: k= 8-16 л/мин [6]
л/мин,
принимаем Q=70 л/мин исходя из значений параметров насоса НБ3-120/40.
Интервал 60-90 м проходится твердосплавной коронкой типа М6. Режимные параметры для этого интервала рассчитываются в специальной части проекта.
Интервал 90-100 м проходится коронкой СМ5-93.
принимается равной 60-80 даН [6], т для коронок этого типа будет равно 8, тогда
даН.
Частота вращения для этого интервала рассчитывается по формуле
, (2.3)
где D и d соответственно наружный и внутренний диаметры коронки, м см. табл.;V – средняя окружная скорость коронки, принимаем V=1,2 м/с [6],
об/мин,
принимаем п=300 об/мин.
Расход очистного агента: k= 8-16 л/мин [6]
л/мин,
принимаем Q=70 л/мин исходя из значений параметров насоса НБ3-120/40.
Рассчитанные выше режимные параметры сведены в таблицу 2.14.
Таблица 2.14.
Сводная таблица режимных параметров
Тип ПРИ |
Р, даН |
n, об/мин |
Q, л/мин |
ДЛ-132 |
420 |
100 |
40 |
ДЛ-112 |
500 |
100 |
40 |
ДЛ-93 |
700 |
200 |
120 |
М6-93 |
480 |
300 |
70 |
М6-93 |
500 |
200 |
70 |
СМ5-93 |
560 |
300 |
70 |