4. Образцы решения задач

Задача №1 разработать конструкцию геологической скважины, следующий геологический разрез (в м):

Почвенно-растительный слой……………..1

Суглинки …………………………………...10

Мергель ……………………………………..150

Мел…………………………………………..230

Глинистый песок……………………………50

Плотная глина……………………………….35

Известняк ……………………………………80

Верхние 10 м……………………известняк трещиноватый -зона поглощения

Богатые железные руды (магнетито-гематитовые)…….25

Железистые кварциты……………………………………70

Сланцы…………………………………………………….50

Решение: 1. Почва железистых кварцитов залегает на глубине 651 м. Скважина углубляется в подстилающие сланцы на 14 м. Следовательно, глубина скважины 665 м. Для железных руд и кварцитов рекомендуется минимально допустимый диаметр керна 32 мм (учебник 1, в списке рекомендуемых источников , таб. 8). Железные руды по отбору керна относятся ко второй группе и должны пересекаться двойной колонковой трубой диаметром 59мм. Для бурения по кварцитам допустим диаметр скважины 46 мм, но т.к. в скважине предусматривается геофизические исследования с применением приборов диаметром 50 мм, конечный диаметр ее принимается равным 59 мм.

2. Зона поглощения имеет небольшую мощность (до 10 м), поэтому будет ликвидироваться цементированием (бурение этой зоны предусматривается с поглощением промывочной жидкости). Перед вскрытием зоны поглощения необходимо осадочную песчано-глинистую толщу перекрыть обсадной колонной, спускаемой на глубину 465 м (не доходя 10м до зоны поглощения). Через эту колонну должен проходить буровой снаряд диаметром 59 мм. Следовательно, колонна обсадных труб должна быть диаметром 73/63 мм (учебник 1 табл. 1 и 42). Т.к. осадочная толща имеет большую мощность, диаметр скважины в ней под обсадную колонну предусматривается 93 мм. Через направляющую трубу, опускаемую на глубину 4 м, должен проходить буровой снаряд диаметром 93 мм, поэтому диаметр направляющей трубы должен быть 108/98 мм (учебник 1 табл.1), а для бурения под направляющую трубу следует использовать инструмент диаметром 112мм.

С учетом изложенного выше конструкция скважины будет следующей. До глубины 4 м диаметр скважины 112 мм. Этот интервал затем перекрывается направляющей трубой диаметром 108мм. Башмак ее задавливается в суглинки. До глубины 465 м для бурения используется инструмент диаметром 93 мм. Перекрывающая этот интервал обсадная колонна диаметром 73 мм задавливается в пласт длины. Зона поглощения, вскрываемая инструментом диаметром 59 мм цементируется. Затем разбуривание цементной пробки в скважине и дальнейшее бурение до проектной глубины проводится породоразрушающим инструментом диаметром 59 мм. Конструкция проектируемой скважины приведена ниже:

Задача № 2 Подобрать параметры технологического режима бурения ударно-канатным способом.

условие: бурение ведется на глубине L=200 м

по выветрившимся диабазам V категории по буримости с помощью буровой установки УГБ-3УК, диаметр скважины D=345 мм

решение: 1.Задавшись для пород V категории по буримости относительной массой бурового снаряда m_o=40 кг/см, определяем массу рабочей (ударной)части снаряда:

M_p=D m_o=34,5*40=1380 кг.

2. пользуясь табл. №45 (учебник 1), подбираем составные части снаряда:

а) долото ( масса М₁=180 кг, длина L₁=1000 мм);

б) раздвижная штанга (масса М₃=340 кг, длина L₃=2030 мм, наибольший диаметр D₃=220 мм);

в) канатный замок (масса М₄=95 кг, длина L₄=800 мм, наибольший диаметр D₄=188 мм);

г) ударная штанга;

для обеспечения необходимой массы рабочей части снаряда массы штанги должен быть

М₂ = М_P – (М₁ + М₃ /2) =1380 – (180+340/2)=1030 кг.

Принимаем две ударные штанги с высаженными концами общей массой

М₂ =545*2=1090 кг. Общая длина двух штанг L₂=4000*2=8000 мм

3.Общая масса рабочей части снаряда

М = М₁ + М₂ + М₃ /2 = 180 + 1090+340/2 = 1440 кг.

4.Фактическая относительная масса рабочей части снаряда

М_Р = M/D = 1440/34,5 =41,7 кг/см

5.Общая длина снаряда

L_C = L₁ + L₂ + L₃ + L₄ = 1000+8000+2030+800 = 11830 мм.

6.Общая масса снаряда

М_C = М₁ + М₂ + М₃ + М₄ = 180+1090+340+95 = 1705 кг.

7.Учитывая достаточно высокую твердость пород и значительную глубину скважины, принимаем амплитуду качания снаряда s = 1000 мм =1 м.

8.рациональная частота ударов в 1 мин

n_y = 21√ b/s = 21 √6/1 = 51,4уд/мин.

Принимаем n_y = 50 уд/мин.

9.Для обеспечения необходимой плотности шлама в скважине рекомендуется на каждый рейс подливать 20 л воды.

10.Ориентировочное углубление за один рейс должно быть 0,4 – 0,5 м.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Володин Ю.И., Мишенькин И.М. Руководство к практическим занятиям и сборник задач по бурению скважин – Недра, 1987

2. Шехурдин в.К., Несмотряев В.И., Федоренко П.И. Горное дело – Недра , 1987

3. Советов Г.А., Жабин Н.И. Основы бурения и горного дела – Недра, 1991

4. Володин Ю.И. Основы Бурения – Недра,1986

5. Кутузов Б.Н. Взрывные работы – Недра, 1988

6. www.mining-enc.ru

17