4.2.1.3 Конструкция скважины

Бурение разведочных скважин будет осуществляться буровыми установками УКБ-5, на базе станка СКБ-5.

Забурка разведочных скважин будет производиться на глубину 22,0 м алмазными коронками типа hero-3 комплексом ССК. Далее, этот интервал перекрывается обсадными трубами диаметрами 89 мм, с посадкой башмака на гипсоцементную подушку мощностью не менее 0,5 м. До нижней границы распространения коры выветривания (20 м + 2 м перебур) бурение будет осуществляться коронкой 93 мм.

Дальнейшее бурение до проектной глубины планируется осуществлять комплексом ССК-NQ с алмазными коронками типа NQ hero-7, диаметром 76 мм до конечной глубины. В качестве промывочной жидкости применяется раствор с вязкостью 24-25сек и удельным весом 1,05-1,15 г/см³.

Ø89

Ø93

2 22

322

Ø76

470

Рис. 4.2. Конструкция типовой скважины

4.2.2 Технологические режимы бурения

4.2.2.1 Бурение алмазными коронками

В интервале от 0 до 22 м располагаются породы VI категории по буримости.

Для разбуривания этого интервала рекомендуется использовать алмазную коронку hero-3.

Расчёт параметров бурения для коронки hero-3:

Осевая нагрузка на коронку:

G_о=α×G_y×S, (4.1)

где α- коэффициент, учитывающий трещиноватость и абразивность пород; для монолитных, малоабразивных пород α = 1, для трещиноватых и сильноабразивных α = 0,7-0,8;

C_y – удельная нагрузка на 1 см² рабочей площади торца коронки, Н;

S – рабочая площадь торца алмазной коронки, см².

Рабочая площадь торца коронки S:

S=β×(π/4)×(D²_н-D²_в), (4.2)

где β – коэффициент уменьшения площади торца коронки за счёт промывочных каналов, для большинства алмазных коронок β= 0,8.

D_н и D_в – соответственно, наружный и внутренний диаметр коронки, см.

Расчёт количества промывочной жидкости, подаваемой на забой скважины, рассчитывается по формуле:

Q=k×q_т×D_н,л/мин, (4.3)

где q_т – удельное количество подаваемой промывочной жидкости, л/мин на 1 см наружного диаметра D_н алмазной коронки; D_н– наружный диаметр коронки, см; k– коэффициент, учитывающий абразивность и трещиноватость горных пород; для монолитных и малоабразивных пород k = 1, для абразивных и сильноабразивных пород k = 1,3-1,4.

Расчёт параметров бурения для коронки HQ при бурении пород III категории по буримости:

Рабочая площадь торца коронки S определяется по формуле 4.2:

S= 0,8× (3,14/4) × (9,3²-7,2²)= 27,2 (см²);

Осевая нагрузка на коронку рассчитывается по формуле 4.1:

C_y= 40−50 (кГс/см²),

G_о= 1×40×27,2= 1088 (кГс),

G_о= 1×50×27,2= 1360 (кГс),

Число оборотов коронки n:

D_c= (0,093+0,072)/2= 0,165 (м);

V₀= 3–4 (м/с),

n= (20×3)/ 0,165= 363 (об/мин),

n= (20×4)/ 0,165= 485 (об/мин),

Расчёт количества промывочной жидкости, подаваемой на забой скважины, рассчитывается по формуле 6:

q_т= 10-12 л/мин на 1 см,

Q= 1,0×10×9,3=93 (л/мин),

Q= 1,0×12×9,3=111 (л/мин).

Расчёт параметров бурения для коронки NQ hero-7 при бурении пород IV-VIII категории по буримости:

S= 0,8× (3,14/4) × (7,6²-5,8²)= 15,14(см²);

C_y= 60−70 (кГс/см²),

G_о= 0,7×60×15,14= 636 (кГс),

G_о= 0,7×70×15,14= 742 (кГс),

D_c= (0,076+0,058)/2= 0,067 (м);

V₀= 3–4 (м/с),

n= (20×3)/ 0,067= 895 (об/мин),

n= (20×4)/ 0,067= 1194 (об/мин),

q_т= 12−8 л/мин на 1 см,

Q= 1,3×8×7,6=79 (л/мин),

Q= 1,3×12×7,6=118 (л/мин).

Расчётные параметры для применяемых алмазных коронок приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Сводные сведения по расчёту режимных параметров алмазными коронками

Интервал, м	Категория пород	Тип ПРИ	Dн, мм	Осевая нагрузка			Частота, об/мин				Расход ПЖ, л/мин
				Удельная, кГс	Расчётная, кГс	Уточнённая, кГс		Окружная n, м/с	Расчётная, об/мин	Уточнённая, об/мин		qт, л/мин на 1 см	Расчётная Q, л/мин	Уточнённая Q, лит/мин
0-22	VI	Hero-3	93	40-50	1088-1360	1200		3–4	363-485	5539		10-12	93-111	125
22-213	IV-VII	Hero-7	76	60-70	636-742	800		3-4	895-1194	11150		8-12	79-118	88