Контрольная работа составление геолого-технического проекта вращательного бурения скважины на воду

Цель работы – приобретение навыков составления геолого-технического проекта на бурение гидрогеологической скважины; выбора оборудования, инструмента и технологических режимов бурения.

В результате выполнения работы студент должен

- знать методику разработки технологической части ГТП;

- уметь выбирать оборудование, инструмент, составлять конструкцию скважины, определять параметры режима бурения, обосновывать технические и технологические решения для геолого-технических условий конкретного геологического разреза.

Данный ГТП составляется для разреза, включающего породы, характерные для гидрогеологического бурения вращательным способом. Работа над ГТП является подготовительным этапом к выполнению курсового проекта по реальному геологическому разрезу.

Собственно работа состоит из рукописной текстовой части на листах формата А4 и ГТП, выполняемого на листе миллиметровки формата А3.

Содержание работы

1. Выписываются данные индивидуального задания (выдается преподавателем).

2. Вычерчивается на миллиметровке верхняя часть (шапка) ГТП (форма по образцу прил. А). Рекомендуется альбомное расположение листа.

3. Принимается вертикальный масштаб («Шкала глубин») с таким расчетом, чтобы лучше использовать размер листа. Глубины через 50 м отмечаются риской, глубины через сто метров (100, 200…) надписываются над риской.

4. В масштабе строится геологическая колонка с использованием условных обозначений. У нижней кромки ГТП приводится расшифровка обозначений пород. В последующие графы дописываются глубины и мощности пластов (глубина над контактом, мощность – в середине слоя).

5. В соответствующую графу вписывается значение категории пород по буримости (римскими цифрами) по классификации (табл.1).

6. Определяется абразивность горных пород (табл.2) и заносится в ГТП.

7. В следующей графе выделяются в масштабе зоны со сложными условиями бурения. Внутри интервала (или над ним) вписывается вид зоны. Над и под интервалом записывается глубина.

8. Указывается плановый выход керна. Как правило, бурение производится без отбора керна.

9. Далее указывается динамический уровень, обозначается глубина.

10. Делается отметка зенитного угла скважины на устье. Если разрез сложен породами мягкими, то естественного отклонения от вертикали наблюдаться не будет. Если породы средней твердости и твердые, то интенсивность естественного искривления составляет 0,5-1⁰ на 100 м. В этом случае, через 100-200 м по глубине указывается зенитный угол скважины.

12. С учетом устойчивости пород и зон геологических осложнений разрабатывается конструкция скважины. Порядок и рекомендации даны в лабораторной работе №2 (пункты 7-12).

В тексте работы должны быть обоснованы: конструкция скважины, переход с диаметра на диаметр бурения, необходимость и объемы работ по цементированию обсадных колонн, конструкция фильтровой колонны труб. Обязательно приводится рабочая таблица с диаметрами обсадных колонн и долот для бурения под них.

Под ГТП записывается конструкция скважины шифром.

13. В соответствии с порядком и рекомендациями лабораторной работы №1 (пункты 1-4) выбирается тип и производится расчет фильтра. Данные заносятся в графу ГТП.

14. Определяется и записывается, какой вид бурения принимается: бескерновый лопастными или шарошечными долотами.

Текстом обосновывается выбор типа долота для каждого пласта породы.

15. По глубине скважины и конечному диаметру бурения принимается буровая установка. Необходимо привести краткую техническую характеристику с обязательным указанием частоты вращения ротора и подачи насоса (табл. 4, 5).

16. Принимается состав бурового снаряда. Бурильные трубы выбираются по табл. 7.

17. Выбирается вид промывочной жидкости: для бурения скважины по разрезу до глубины постановки эксплуатационной колонны – по устойчивости пород, для вскрытия водоносного горизонта – с целью уменьшения его загрязнения. Рекомендации по выбору приведены в табл.20. выписываются показатели качества жидкости.

18. Производится расчет и выбор параметров режима бурения.

Зная удельные значения (табл. 23), рассчитываются пределы осевой нагрузки для каждой из пород:

где Р_уд – удельное значение осевой нагрузки, Н/см; d – диаметр скважины, см.

Для ГТП принимается значение осевой нагрузки в соответствии с рекомендациями по табл.23, 24. Принятое значение осевой нагрузки не должно быть больше допускаемой из условия прочности долота (табл.10).

При подаче с лебедки осевая нагрузка складывается за счет УБТ (табл.6). Диаметр УБТ подбирают из расчета, что он должен быть равным 0,75 диаметра долота. Длина утяжеленной части колонны принимается исходя из того, что ее вес должен быть на 25% больше требуемой осевой нагрузки. Принятый типоразмер и длина колонны УБТ должны быть указаны в графе ГТП «Состав бурового снаряда».

Частота вращения бурового снаряда принимается по рекомендациям табл. 23 с привязкой к характеристике ротора буровой установки. Если по характеристике установки в рекомендуемый интервал не попадает ни одно значение частоты, то берется ближайшее. Как правило, частота вращения в зонах осложнений не снижается.

Рассчитывается подачу промывочной жидкости для выноса разрушенной породы (шлама):

где V_восх – требуемая скорость восходящего потока (принять равным 0,8 м/с); D_скв – наибольший диаметр скважины на пути движения восходящего потока жидкости, м (это диаметр бурения или внутренний диаметр предыдущей обсадной колонны труб); d_бт – диаметр бурильных труб, м. Полученная расчетом подача имеет размерность м³/с. Ее необходимо перевести в размерность л/мин. Далее принять подачу для ГТП по характеристике бурового насоса. Если его подачи недостаточно, проектируйте применение двух одинаковых насосов, подача которых будет суммироваться. Если и этой подачи недостаточно, то проектируйте меры против зашламования скважины.

При расчете и выборе параметров режимов бурения необходимо заполнить рабочую таблицу:

Порода	Категория по буримости	Группа по абразивности	Группа по трещиноватости	Диаметр бурения, мм	Тип ПРИ	Осевая нагрузка			Частота вращения		Подача
						удельная, кН/см	расчетная, кН	принятая, кН	рекомендуемая, об/мин	принятая, об/мин	расчетная, л/мин	принятая, л/мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

Принятые значения параметров режима бурения занести в соответствующие графы ГТП.

19. Запроектировать виды геофизических исследований. Для разведочно-эксплуатационной скважины можно ограничиться каротажем методами ГК и КС перед постановкой эксплуатационной колонны труб в незакрепленном интервале скважины.

20. В тексте описать тип откачек, технические средства и продолжительность. Как правило, ограничиваются предварительной откачкой (желонкой или эрлифтом на одном понижении уровня) и пробно-эксплуатационной (водоподъемником, который выбрали при составлении конструкции скважины, на максимальном понижении уровня в течение 3-5 суток). При восстановлении уровня воды в скважине предусматривать отбор проб воды для проведения химического и бактериологического анализа. Глубины отбора проб воды указываются в ГТП.