- •И. Р. Захария м. А. Бабец
- •Основы разведочного бурения
- •Курс лекций
- •Предисловие
- •Введение
- •История развития и области применения бурения скважин
- •Классификация буровых скважин по целевому назначению
- •Группа а: скважины, бурящиеся с целью изучения недр, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых
- •Группа б: скважины, бурящиеся с инженерно-геологическими, инженерными и горнотехническими целями
- •Распределение буровых скважин в подгруппах
- •Стадии геологоразведочных работ
- •Горные породы и их разрушение при бурении
- •Способы разрушения горных пород
- •Основные свойства горных пород
- •Классификации горных пород по буримости и физико-механическим свойствам
- •Основные закономерности разрушения горных пород
- •Способы бурения. Бурение глубоких скважин
- •Классификация способов бурения
- •Классификация способов бурения скважин
- •Механическое вращательное бурение глубоких скважин
- •Буровое оборудование и инструмент
- •Буровые долота
- •Долота для сплошного бурения Лопастные долота
- •Шарошечные долота
- •Алмазные долота
- •Долота для колонкового бурения
- •Колонковые долота со съемной грунтоноской
- •К Рис. 3.9. Колонковое долото без съемной грунтоноски олонковые долота без съемной грунтоноски
- •Р а бис. 3.10. Кернодержатели Бурильные головки для колонкового бурения
- •Бурильная колонна
- •Забойные двигатели
- •Турбобуры
- •Электробуры
- •Промывка и продувка скважин
- •Промывочные растворы и их основные параметры
- •Глинистые растворы
- •Качество глинистого раствора
- •Приготовление глинистого раствора
- •Реагенты
- •Очистка глинистого раствора
- •Продувка скважин воздухом и аэрированные растворы
- •Эмульсионные глинистые растворы и растворы на нефтяной основе
- •Осложнения и аварии в бурении
- •Причины аварий и их предупреждение
- •Инструмент и методы ликвидации аварий
- •Борьба с осложнениями в бурении
- •Осложнения, вызывающие нарушение целостности ствола скважины
- •Предупреждение и борьба с поглощениями промывочной жидкости
- •Основные причины поглощения промывочной жидкости
- •Исследования зон поглощений
- •Методы предупреждения и ликвидации поглощений
- •Предупреждение газовых, нефтяных и водяных проявлений и борьба с ними Газо-, нефте- и водопроявления
- •Меры и мероприятия по предотвращению выбросов
- •Грифоны и межколонные проявления
- •Борьба с прихватами бурильной колонны
- •Искривление скважин и направленнОе бурение
- •Причины естественного искривления скважин
- •Борьба с искривлением скважин
- •Основные понятия об искривлении скважин
- •Измерение искривления скважин
- •Проектирование и бурение наклонных скважин
- •Искусственное отклонение скважин
- •Отклоняющие средства
- •Бурение наклонных скважин
- •Разобщение, вскрытие, опробование и испытание продуктивных горизонтов (пластов)
- •Разобщение пластов
- •Крепление скважины обсадными трубами
- •Цементирование обсадных колонн
- •Вскрытие продуктивных горизонтов (пластов)
- •Методы заканчивания скважин и вскрытия продуктивных горизонтов
- •Перфорация обсадной колонны
- •Опробование и испытание продуктивных горизонтов
- •Опробование и испытание продуктивных горизонтов (пластов) в процессе бурения
- •Опробование и испытание продуктивных горизонтов(пластов) после спуска и цементирования эксплуатационной колонны
- •Другие способы бурения
- •Колонковое бурение
- •Режущие и истирающие материалы Алмазы
- •Твердые сплавы
- •Дробь буровая
- •Буровой забойный инструмент
- •Буровые штанги (трубы)
- •Буровые станки
- •Конструкция скважин
- •Ударно-механическое бурение
- •Буровые станки
- •Буровой инструмент
- •Процесс бурения
- •Шнековое и вибрационное бурение
- •Бурение скважин на воду
- •Особенности бурения скважин на воду
- •Вращательное бурениескважин на воду
- •Способы крепления стенок скважин
- •Методы разглинизации стенок скважин
- •Фильтры и насосы
- •Оборудование скважин фильтрами Типы фильтров
- •Конструкция скважин
- •Оборудование устья скважины
- •Геологическое обслуживание бурящихся скважин
- •Отбор керна и шлама в скважинах. Требования к керну
- •Факторы, влияющие на выход керна
- •Технические средства для отбора керна
- •Отбор ориентированного керна
- •Отбор проб шлама
- •Хранение керна
- •Геологическое обслуживание буровых
- •Геофизические и другие исследования в скважине
- •Проектно-сметная документация на строительство скважин
- •Первичная документация в бурении
- •Проект на строительство скважин
- •Смета на строительство скважин
- •Цикл строительства скважин
- •Охрана труда и окружающей среды
- •Техника безопасности при проведении работ по сооружению скважин
- •Охрана недр
- •Об актуальности проблемы охраны недр
- •Охрана недр и окружающей среды при сооружении гидрогеологических скважин
- •Охрана недр и окружающей среды при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
- •Ликвидация скважин
- •Мероприятия по охране недр в процессе разработки месторождений
- •Источники нефтяного и химического загрязнения при бурении скважин
- •Рекультивация земель
- •Литература Основная
- •Дополнительная и рекомендуемая
- •Содержание
- •Основы разведочного бурения
- •220050, Минск, проспект Франциска Скорины, 4.
- •220___, Минск, .
Способы крепления стенок скважин
При бурении на воду часто приходится иметь дело с агрессивными (корродирующими) водами. Поэтому наряду с креплением стальными трубами находят свое применение неметаллические трубы и различные способы неметаллического крепления скважин.
Пластмассовые трубы характеризуются малым весом, удельный вес пластика 0,9–1,9 г/см3. Они обладают высокой стойкостью против коррозии, превышающей стойкость высоколегированных антикоррозионных сталей лучших марок.
Такие пластмассы, как поливинилхлориды и полиэтилены, химически устойчивы как к некоторым органическим, так и к неорганическим соединениям. Полистирол отличается высокой прочностью на удар. Поливинилхлоридные трубы можно подвергать любой механической обработке – фрезеровать, строгать, нарезать на них резьбу и т. д. Пластмассовые трубы имеют наружные диаметры: 40, 50, 63, 75, 90, 110, 140, 160, 225, 250, 315 мм.
Полиэтиленовые трубы соединяются между собой на резьбе, методом термической сварки в стык (наиболее прочное соединение), склеиванием и методом трения.
Стеклопластиковые трубы могут найти применение в практике буровых работ. Материал труб представляет собой армированные пластики: с целью увеличения прочности пластмасс в них вводят различные волокнистые материалы – бумагу (гетинакс), хлопчатобумажную, асбестовую или стекловолокнистую ткани (текстолиты, асбо- и стекловолокниты).
Пластмассы, армированные стекловолокном, отличаются очень высокой прочностью, достигающей прочности легированных сталей, коррозионноустойчивы. Такие трубы обладают малым весом – в 2,5–4 раза вес стеклопластиковых труп меньше, чем стальных.
Асбестоцементные трубы изготовляют из смеси 85 % портландцемента и 15 % асбеста. Прочность асбестоцементных труб зависит от длины волокон асбеста и марки цемента. Для крепления скважин применяют трубы, рассчитанные на давление 6, 9 и 12 кгс/см2 марки ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12. Асбестоцементные трубы характеризуются следующими прочностными показателями: предел прочности при сжатии – 150 кгс/см2, при растяжении – 155 кгс/см2. Удельный вес – 2,5 г/см3.
В скважину трубы спускают, как обычно, на хомутах, без поддержки снизу или с нижней поддержкой. В последнем случае спуск труб производят на бурильных трубах, на нижнем конце которых устанавливают поддерживающее устройство – муфту с левой резьбой и стальной башмак.
Асбестоцементные трубы рационально использовать в скважинах, проходимых вращательным способом. Зазор между трубами и стенками скважины должен быть не менее 50 мм.
При ударно-механическом бурении асбестоцементные трубы устанавливают в скважине под защитой металлической колонны обсадных труб, которые затем извлекают.
Различают два типа соединений асбестоцементных труб: соединения, работающие на растяжение и на сжатие.
При первом типе соединений трубы спускают в скважину на глубину до 150 м, при втором – до глубины 200 м. В последнем случае спуск труб производят на бурильных трубах, ввинченных в несущий башмак асбестоцементной колонны (с нижней поддержкой).
Между собой трубы соединяют: а) без резьбы – металлическими накладными муфтами и кольцами; б) на резьбе – муфтами из металла, асбестоцемента.
В связи с канцерогенными свойствами асбеста, этот тип труб не следует применять в скважинах питьевого водоснабжения.
Фанерно-клееные трубы марок Ф-1 и Ф-2. Эти трубы изготовляются из березовой фанеры, склеенной фенолформальдегидным клеем холодной полимеризации при влажности стенок 6–10 % и характеризуются следующими показателями: предел прочности при растяжении 700–800 кгс/см2, сжатии 500–600 кгс/см2, при изгибе 400–450 кгс/см2, удельный вес 0,7–0,8 г/см3.
В сухую скважину трубы спускают с нижней поддержкой с помощью специального башмака с муфтой, имеющей левую резьбу. Наращивание труб осуществляется при помощи муфтового соединения на клее ВИАМБ-3.
Наибольший экономический эффект от применения фанерных труб получен при эксплуатации сероводородных вод.
Недостатком фанерно-клееных труб, изготовленных на клее ВИАМВ-3, является возможность частичного растворения в воде фенольно-баритовой смолы, входящей в состав этого клея.
Электрохимический способ крепления стенок скважин. Сущность этого способа заключается в создании цементной трубы в пробуренной скважине при воздействии постоянного электрического тока и химических реагентов на цементную или цементно-глинистую пасту с наполнителем, песком и т. д., залитую в скважину.
Электрохимический способ крепления, помимо экономии металла и ускорения проходки скважин, позволяет использовать для исследования все виды скважинной геофизики, что является весьма важным при разведке твердых полезных ископаемых.