- •Технология бурения скважин
- •Введение
- •1 Понятие о скважине и ее элементах
- •2 Основные рабочие операции при бурении скважин
- •2.1 Разрушение породы на забое (отделение частиц породы
- •2.2 Транспортирование разрушенной породы (бурового шлама) от забоя скважины на поверхность
- •2.3 Предупреждение обвалов стенок скважин от обрушения
- •3 Классификация способов бурения скважин
- •4 Основные физико-механические свойства горных пород
- •5 Организацич работ при колонковом бурении
- •6 Конструкция скважин
- •7 Оборудование для колонкового бурения
- •8 Основные элементы технологии бурения
- •9 Промывка скважин
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Глинистые растворы
- •9.3 Пригодность раствора для бурения
- •9.4 Реагенты для обработки глинистых растворов
- •10 Способы бурения на разных стадиях геологоразведочных работ
- •10.1 Поисковые работы
- •10.2 Предварительная разведка
- •10.3 Детальная разведка и доразведка
- •11 Типовые конструкции скважин и методика их обозначения
- •12 Технология спуска и крепления обсадных колонн
- •13 Выбор параметров технологического режима бурения скважин вращательным способом
- •13.1 Бурение твердыми сплавами
- •13.2 Бескерновое бурение
- •13.3 Бурение алмазами
- •13.4 Бурение дробью
- •13.5 Бурение скважин при высоких частотах вращения
- •13.6 Бурение снарядами со съемными керноприемниками сск и ксск
- •13.7 Гидроударное бурение
- •13.8 Забойные двигатели
- •13.9 Технологический режим роторного бурения
- •13.10 Направленное и многозабойное бурение
- •13.11 Области применения направленного и многоствольного
- •14 Крепление скважин
- •14.1 Конструкция скважин
- •14.2 Обсадные трубы
- •14.3 Принадлежности для обсадных труб
- •14.4 Электрохимическое крепление стенок скважины
- •15 Цементирование скважин и его расчет
- •16 Ликвидация аварий
- •16.1 Общие сведения
- •16.2 Инструменты, применяемые для ликвидации аварий
- •16.3 Собственно ликвидация аварий
- •17 Особенности бурения скважин в подземных горных выработках
- •17.1 Назначение и конструкция скважин
- •17.2 Физико-механические свойства пород угленосной
- •17.3 Буровое оборудование и инструмент. Технические характеристики буровых станков
- •17.3.1 Основные элементы буровых станков
- •17.3.2 Основные правила эксплуатации станков
- •17.3.3 Буровые насосы
- •17.3.4 Буровой инструмент
- •17.3.5 Расположение бурового оборудования в горных выработках
- •17.3.6 Бурение и оборудование скважины для спуска воды
- •17.4 Особенности охраны труда и техники безопасности при
- •Литература
- •Содержание
5 Организацич работ при колонковом бурении
Механическое колонковое бурение геологоразведочных скважин представляет собой сложный производственный процесс, состоящий из следующих циклично-повторяющихся простых рабочих процессов:
подготовка площадки для буровой установки;
постройка или сборка буровой вышки и монтаж бурового
оборудования;
собственно бурение, т.е. углубление скважины;
крепление скважины обсадными трубами;
гидрогеологические, геофизические и другие исследования при
бурении;
тампонирование скважины;
измерение искривления скважины;
извлечение обсадных труб;
демонтаж оборудования, разработка и перевозка вышки на новую
точку.
Рабочие процессы складываются из операций, которые выполняются в определенной последовательности или частично совмещаются во времени. Так, рабочий процесс "собственно бурение" состоит из таких операций, как: 1) спуск снаряда; 2) углубление скважины; 3) перекрепление зажимных патронов; 4) наращивание колонны бурильных труб; 5) заклинивание и срыв керна; 6) подъем снаряда из скважины и т.д.
Качество организации буровых работ характеризуется балансом рабочего времени, т.е. продолжительностью выполнения различных операций, выраженной в процентном отношении к общей затрате времени на сооружение скважины. При хорошо организованных работах за счет сокращения времени на вспомогательные операции, простои и ликвидацию аварий увеличивается время чистого бурения, в течение которого происходит углубление скважины. В зависимости от условий работ время чистого бурения обычно составляет 50-70%.
Разведочно-буровые партии делятся на отряды, выполняющие буровые работы на определенных территориальных участках. В каждом отряде работает 4-6 буровых установок. Буровые партии и отряды имеют механические мастерские, глиностанции, гаражи. В крупных партиях создаются вышкомонтажные бригады, которые устанавливают буровые вышки, подводят водопровод, электролинии, монтируют оборудование, осуществляют перевозку вышек. Диспетчерская служба осуществляет круглосуточную беспроволочную связь с буровыми вышками.
Руководство буровыми работами партии осуществляет технический руководитель через производителей работ или начальников отрядов, которым непосредственно подчинены буровые мастера.
В буровых партиях, ведущих глубокое бурение, работают специалисты-технологи, занимающиеся разработкой и усовершенствованием параметров режима бурения.
Для максимального использования оборудования во времени и соблюдения правильной технологии бурение геологоразведочных скважин ведется непрерывно в течение суток, а также в период всего производственного цикла ее сооружения без каких либо перерывов.
Буровая установка обслуживается бригадой, которая состоит из четырех вахт, работающих 5 дней по 8 ч и имеющих после этого 2 выходных дня.
Каждая вахта буровой бригады состоит из бурильщика, помощника бурильщика и бурового рабочего.
Бурильщик руководит работой членов своей вахты и непосредственно сам управляет станком, следит за механизмами, ведет документацию.
Помощник бурильщика следит за работой насосов и двигателей внутреннего сгорания, состоянием промывочной жидкости. При спуско-подъемах наряда он работает около устья скважины, производя свинчивание и развинчивание колонны бурильных труб.
Буровой рабочий выполняет все подсобные работы. Во время спуска и подъема снаряда работает на рабочем полке вышки. При работе с полуавтоматическим элеватором буровой рабочий из состава вахты исключается.
Если в партии нет вышкомонтажных бригад, монтаж и демонтаж оборудования, сооружение и разборка вышки, перевозка установки на новую точку производится всеми членами буровой бригады при рабо-
те в одну смену. Работой одной-двух буровых бригад руководит буровой мастер.
Результаты труда буровой бригады оцениваются по механической, рейсовой, технической, цикловой и коммерческой скорости бурения.
Механическая скорость Vm (м/час) зависит от твердости и абразивности пород, типа бурового оборудования и породоразрушающего инструмента, принятой технологии бурения, квалификации членов бригады и определяется количеством метров углубки скважины за 1 час чистого бурения (без учета времени на спуск и подъем снаряда, крепления скважины и вспомогательных работ).
,
м/час (5.1)
где h – углубка скважины за время чистого бурения t.
Рейсовая скорость Vр (м/час) зависит от механической скорости, углубки за рейс, глубины скважины и организации работ в течение рейса. Определяется величиной углубки скважины за время, затраченное на все работы от спуска бурового снаряда в скважину до подъема его на поверхность.
, (5.2)
где h – величина углубки за рейс, м;
t – время чистого бурения за рейс, ч; t1 – время на спуск бурового снаряда в скважину, ч; t2 – время на подготовку к бурению, ч; t3 – время на перекрепление зажимных патронов и наращивание бурильной колонны, ч; t4 – время на подготовку к подъему снаряда, ч; t5 – время на подъем снаряда из скважины, ч; t6 – время на смену колонкового снаряда или породоразрушаю-
щего инструмента, ч.
Техническая скорость Vт (м/час) определяется объемом, пробуренным одной бригадой в течение месяца (станко-месяц).
, (5.3)
где Н – величина углубки скважины за станко-месяц, м;
T – время чистого бурения за станко-месяц, ч; T1 – время на спуск и подъем снаряда, а также все сопутствующие рейсу вспомогательные операции за станко-месяц, ч; T2 – время, затраченное за станко-месяц работы бригады на замеры искривлений, крепление скважины, ее тампонаж, профилактический ремонт оборудования, гидрогеологические, геофизические и прочие исследования, ч.
Цикловая скорость Vц (м/час) определяется глубиной скважины, деленной на общую затрату времени в месяцах от перевозки и установки бурового оборудования до ликвидации скважины.
, (5.4)
где L – глубина скважины, м;
TO – общие затраты времени на сооружение скважины, мес.
Величина цикловой скорости существенно зависит от правильной организации труда. Использование строительно-монтажных бригад позволяет значительно повысить цикловую скорость бурения.
Коммерческая скорость бурения (м/час) определяется количеством метров, пробуренных в течение 1 станко-месяца, с учетом всего времени, затраченного на сооружение скважины, за исключением времени на монтажно-демонтажные работы и перевозку буровой установки на новую точку:
, (5.5)
где Т3 - время, затраченное бригадой за станко-месяц на простои и ликвидацию аварии, ч.
