КАФЕДРА МАРКШЕЙДЕРИИ, ГЕОДЕЗИИ И ГЕОЛОГИИ
Е.Ф. Шкурский
Технология бурения скважин
_________________________________________________________
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
_________________________________________________________
АЛЧЕВСК
ДонГТУ
2008
КАФЕДРА МАРКШЕЙДЕРИИ, ГЕОДЕЗИИ И ГЕОЛОГИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
по курсу "Технология бурения скважин"
(для студентов горных специальностей)
Рекомендовано методическим советом ДонГТУ
Алчевск
ДонГТУ
2008
УДК 622.143
Ш
Шкурский Евгений Федорович – доцент кафедры маркшейдерии, геодезии и геологии Донбасского государственного технического университиета.
В пособии освещены вопросы технологии и организации бурения скважин разного назначения. Отдельно выделены специфические условия бурения скважин в подземных горных выработках. Для студентов горнах спеціальностей.
Рецензенты: Г.З. Задара – канд. геол.- мин. наук, ГРГП "Восток" (г. Луганск); А.И. Мележик – канд. тех. наук, декан горного факультета ДонГТУ (г. Алчевск)
Рекомендовано методическим советом
Донбасского государственного технического университета
(Протокол № от 2008 г.)
Шкурский Е.Ф. Технология бурения скважин: Уч. пос./ Е.Ф.Шкурский. – Алчевск: ДонГТУ, 2008 – 166 с.
Табл. 21 Рис. 37
УДК 622.143
© ЕФ Шкурский
© ДонГТУ, 2008
Введение
Еще в древние времена первобытный человек использовал бурение-сверление кремневым буром при изготовлении из горных пород орудий труда.
Египтяне бурили скважины 6000 лет тому назад при строительстве пирамид и для извлечения из недр Земли соляных растворов.
Китайцы получали из буровых скважин рассолы и выпаривали из них соль 2000 лет тому назад.
В XV – XVII в.в. на Пермских соляных промыслах бурили скважины глубиной до 100 м диаметром до 1 м. Бурение производилось вручную, ударным способом с применением деревянных штанг и креплением стенок скважины деревянными обсадными трубами.
Впервые буровые скважины были использованы при разведке месторождений угля в 1850 г. инженером Г.Я. Дорошенко.
В настоящее время преобладает вращательное бурение с твердосплавными (победитовыми) и алмазными наконечниками, для которых создан инструмент и высокооборотные станки, оснащенные современной контрольно-измерительной аппаратурой, а также механизмами и принадлежностями, позволяющими механизировать и автоматизировать выполнение трудоемких операций в процессе бурения.
1 Понятие о скважине и ее элементах
Буровой скважиной называется цилиндрической формы выработка в земной коре, имеющая незначительные размеры в поперечнике при относительно большой ее протяженности.
Начало скважины называется устьем, дно – забоем, а боковая поверхность – стенками (рисунок 1.1).
1 – устье скважины; 2 – стенки скважины; 3 – забой скважины;
4 – участки стенок скважины, закрепленные обсадными трубами.
D1; D2; D3 – диаметры ствола скважины; L – глубина скважины
Рисунок 1.1 – Скважина и ее элементы
1 – устье скважины; 2 – стенки скважины; 3 – забой скважины;
З – зенитный угол; Н – угол наклона; а – азимутальный угол;
L – глубина скважины
Рисунок 1.2 – Элементы пространственной ориентировки скважины
Основными элементами скважины являются диаметр, глубина и направление.
При разведке угольных месторождений скважины бурят обычно диаметром 59-171 мм глубиной до 1500-2000 м.
Положение скважин в земной коре определяется величинами земного и азимутального углов.
Зенитным углом (З) называется угол между осью скважины и вертикалью. Угол между осью скважины и горизонтальной плоскостью называется углом наклона скважины (Н = 90˚ – З).
Азимутальным углом (а) называется угол, измеряемый по часовой стрелке в горизонтальной плоскости между определенным направлением, проходящим через ось скважины (например, на север) и проекцией оси скважины на горизонтальную плоскость (рисунок 1.2).