- •Введение
- •1. Выбор способа бурения и построение конструкции скважины
- •Выбор способа бурения
- •Выбор проектной конструкции скважины
- •2. Выбор бурового оборудования
- •2.1.Выбор буровой установки, бурового станка
- •2.2. Выбор бурового насоса
- •Привод буровых установок
- •Выбор буровых вышек или мачт
- •3. Выбор технологического и вспомогательного инструмента
- •3.1. Технологический буровой инструмент
- •3.1.1. Выбор твердосплавных коронок
- •3.1.2. Выбор алмазных коронок
- •3.2. Колонковые, обсадные, шламовые трубы и их соединения
- •3.3. Бурильные трубы и их соединения
- •А. Трубы ниппельного соединения, стальные
- •Б. Трубы муфтово-замкового соединения, стальные с. Трубы легкосплавные (ниппельного и муфтово-замкового соединения)
- •3.4. Бескерновое бурение и применяемые долота
- •Типы долот и области их применения при бескерновом бурении
- •Шарошечные долота геологоразведочного стандарта
- •Техническая характеристика шарошечных долот
- •3.4.1. Выбор и расчет убт при бескерновом бурении
- •Техническая характеристика убт
- •3.5. Принадлежности для бурового инструмента
- •4. Промывка скважин
- •5. Расчет параметров режимов бурения для
- •5.1. Бурение твердосплавными коронками
- •5.2. Бурение алмазными коронками
- •5.3. Бурение лопастными и шарошечными долотами при
- •6. Тампонаж (цементация)
- •13. Схема цементирования скважин с двумя пробками:
- •7. Способы повышения выхода керна
- •Классификация горных пород по трещиноватости
- •Классификация горных пород по отбору керна
- •7.1. Безнасосное бурение
- •7.2. Двойные колонковые трубы «Донбасс нил»
- •Коронка; 2 – двойная концентрическая колонна бурильных труб; 3 – внутренняя труба; 4 – сальник; 5 – керноотводящий рукав; 6 – насос; 7 – лотки керноприёмника; 8 – передвижная ёмкость
- •Бурение снарядами со съемными керноприемниками
- •7.5. Двойные колонковые трубы тдн-ут
- •7.6. Двойные колонковые трубы тдн-0
- •7.7. Эжекторные колонковые снаряды
- •8. Гидроударное и пневмоударное бурение
- •8.1. Сущность ударно-вращательного и вращательно-ударного способов бурения гидроударниками
- •8.2. Бурение пневмоударниками
- •9. Проверочный расчёт буровой вышки или мачты
- •10. Рациональный режим спускоподъемных операций
- •11. Расчет проектного профиля скважины
- •Ликвидация скважин. Техническая документация скважин
- •Список литературы
13. Схема цементирования скважин с двумя пробками:
а - продавка нижней пробки; б - сбрасывание верхней пробки; в - движение цементного раствора между пробками; г - завершающая стадия цементирования (насадка обеих пробок на стоп-кольцо)
7. Способы повышения выхода керна
Основная цель бурения геологоразведочных скважин – выявление месторождений, условий залегания, размеров, качественных и количественных характеристик полезного ископаемого. Для этого отбирают керн из пород полезного ис- копаемого. Для большинства твердых полезных ископаемых выход керна устанавливается не ниже 70 ÷ 80 %, а для ископаемых солей - 85 %. Представительность керна зависит от диаметра бурения и от физико-механических свойств горной породы.
На выход керна и сохранность его структуры влияют следующие условия:
-механические воздействия колонкового снаряда, возникающие при его вибрациях и ударах, что приводит к разрушению, самозаклиниванию, истиранию и дроблению керна;
-давление столба жидкости, находящейся над керном и в большой степени усугубляющей самозаклинки, истирание и дробление керна;
- неудовлетворительное заклинивание керна;
-гидромеханическое воздействие струи, размывающей некоторые породы.
Разрушающие воздействия на керн тем больше, чем меньше диаметр и чем продолжительнее время бурения. На степень нарушенности керна (кусковатость) влияет трещиноватость пород. В табл. 22 приведена классификация горных пород по трещиноватости с учетом степени нарушенности керна.
Таблица 22
Классификация горных пород по трещиноватости
Группа пород |
Степень трещиноватости |
Удельная кусковатость, шт/м |
Диаметр керна DК, мм |
Средняя длина куска керна /к ,мм |
Lk / Dk |
1 |
Монолитные и слаботрещиноватые |
1 - 10 |
28 - 78 |
200 |
>2.4 |
II |
Среднетрещиноватые |
11 - 30 |
28 - 78 |
50 |
06 - 2,5 |
Ш |
Сильнотрешинова-тые |
>30 |
28 - 78 |
30 и менее |
<0,8 |
В табл.23 приводится классификация горных пород по отбору керна (по линейному выходу керна, выраженному в процентах) и рекомендации технических средств по обеспечению кондиционного керна в различных геологических условиях. Значения выхода керна даны при следующих условиях бурения:
-вращательный колонковый способ с применением коронок диаметром 59 мм;
- колонковый снаряд - одинарная колонковая труба (ТО);
-режим бурения: n = 700 ÷ 1000 об/мин; Рос = 7 ÷ 10 кН; Q = 30 ÷ 45 л/мин.
Таблица 23
Классификация горных пород по отбору керна
Группа пород |
Выход керна, % |
Категория пород по буримо-сти |
Краткая характеристика пород |
Рекомендуемые технические средства |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
I |
0-20 |
I-III |
Несвязные, рыхлые, размываемые |
Вибробурение; шне-ковое и безнасосное бурение |
III-VI |
Связные и слабосвязные, однородные и неоднородные, сильнотрещиноватые |
Донбасс НИЛ-I(II); ДТА-2; ГРЭС; КГК-100;КССК |
||
III - VIII |
Неоднородные, перемежающиеся по твердости, и однородные слабосвязные, сильно-трещиноватые |
Донбасс НИЛ-I(II); ДТА-2; ГРЭС; КГК-100;КССК; ССК |
||
II |
20-40 |
III - VI |
Неоднородные, перемежающиеся по твердости, слабосвязные, среднетрещиноватые |
Донбасс НИЛ-I(II); КГК-100;КССК |
VII - VIII |
Связные, однородные и неоднородные по строению, силь-нотрещиноватые |
ТДН-2; ТДН-4; ТДН-0; ГРЭС; КССК; ССК |
||
IX-XII |
Неоднородные, перемежающиеся по твердости, слабосвязные, сильнотрещиноватые |
ТДН-2; ТДН-4; ТДН-0; ГРЭС; ССК |
||
III
|
40-60
|
III - VI |
Неоднородные, перемежающиеся по твердости, слабосвязные, монолитные и слаботрещиноватые |
Донбасс НИЛ-I(II); ТДН-2; КССК |
Ш - VIII |
Неоднородные, перемежающиеся по твердости и строению, связные, среднетрещиноватые |
ТДН-2; ГРЭС; КССК; ССК |
||
IX -XII |
Однородные, слабосвязные, среднетрещиноватые |
ТДН-2; ГРЭС; ТДН-4; ТДН-0 |
||
IX - XII |
Однородные, связные, сильнотрещиноватые |
ТДН-2; ГРЭС; ТДН-4; ТДН-0 |
Продолжение табл.23
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
IV
|
60-80
|
III - VI |
Однородные, связные, среднетрещиноватые |
Донбасс НИЛ-(II). KTK-I00; TO |
|||
III-VIII |
Однородные и неоднородные по строению, связные, монолитные и слаботрещиноватые |
ТДН – УТ; КССК; ССК; ТО |
|||||
VII - XII |
Неоднородные и однородные по строению, связные, средне-трещиноватые |
ТДН – УТ; ТДН-2; ССК; ТО |
|||||
VII-XII |
Неоднородные, перемежающиеся по твердости и массивные, слабосвязные, монолитные и слаботрещиноватые |
ТДН - УТ; ТДН-2; ССК; ТО |
|||||
V |
80-100
|
III - VIII |
Однородные, связные, монолитные и слаботрещиноватые |
ТДН - УТ; ССК; КССК; ТО |
|||
IX - XII |
Неоднородные и однородные по строению, связные, монолитные и слаботрещиноватые |
ТДН - УТ; ССК; ТО |
|||||
Ниже рассмотрим ряд рекомендуемых технических средств и их технико-технологические особенности для повышения выхода керна в характерных геологических условиях.