Лекция № 1

ВВЕДЕНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЕ О ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКЕ БУРЕНИЯ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН

План:

• 1. Общие сведение о технологии бурения разведочных скважин
• 2. Буровые установки

Цель: изучение студентов о технологии бурения разведочных скважин, и основные буровые установки разведочных работ.

Общие сведение и технологии бурения разведочных скважин

Буровой скважиной называется цилиндрической формы горная выработка глубиной более 5 м и диаметром более 75 мм.

По своему назначению буровые скважины подразделяют на геологоразведочные, эксплуатационные, технические (взрывные, водоразборные) и технологические (дегазационные, тампонажные, вентиляционные, водоотливные, водопонизительные и др.).

Геологоразведочные скважины (поисковые, структурные, картировочные и опорные) предназначены для поиска полезных ископаемых, определения пространственной формы залегания и. отдельных свит пород в земной коре, для выявления условий залегания и подсчета запасов и качества сырья в пределах разведуемого месторождения и геологических структур региона.

Эксплуатационные скважины предназначены для добычи, жидких (нефть, минеральные и термальные воды, питьевая вода) и газообразных полезных ископаемых.

Технические скважины служат различным техническим целям. Так, взрывные предназначены для размещения зарядов, взрывчатого вещества при производстве открытых и подземных работ, а также при сейсморазведке, водоразборные служат для добычи воды из водоносных горизонтов.

Технологические скважины выполняют различные функции: дегазация и ограждение подземных и открытых выработок отметана, притока воды в период эксплуатации; вентиляция выработок; тампонирование трещиноватых и пористых горных пород, и др.

Буровые установки

Бурение разведочных скважин различного направления осуществляют буровыми установками. Бурение скважины в горной породе осуществляют механическими и немеханическими способами с бескерновой и колонковой разработкой забоя. В первом случае породоразрушающий инструмент разрушает породу по всему забою, во втором — периферийную часть в форме кольца с оставлением в центре забоя нетронутой колонки, называемой керном. Бурение скважины производят буровой установкой.

Буровой установкой называют комплекс наземных сооружений, бурового и энергетического оборудования, используемый при проходке скважины. На рис. 1. показана самоходная буровая установка и схема размещения оборудования на площадке. На платформе 1 автомашины смонтированы дизель 2, коробка передач 3, лебедка 4, вращатель 5, мачта 6, контрпривод 7 для приведения в действие бурового насоса 8, генератор 9 с электрощитом 10. Канат 11 барабана лебедки удерживает на весу колонну бурильных труб 12 с колонковым набором 13. Телескопические домкраты 14 служат для подъема мачты, которая во время транспортирования находится на перекладине передней стойки 15. Рычаги 16, 17 служат для включения соответственно приводов ротора, лебедки и бурового насоса, рычаг 18 — для управления фрикционной муфтой лебедки. Резервуар 19 предназначен для промывочной жидкости, желоба 20 (металлические или деревянные) циркуляционной системы располагаются на площадке возле буровой установки. Рычаги 21, 22, 23, 24 включают соответственно фрикцион двигателя, тормоз лебедки, генератор и механизм передачи.

Буровые установки механизируют процессы разрушения породы в скважине (механическими или немеханическими способами), очистки забоя от разрушенной породы, транспортирования последней на поверхность и закрепления скважин обсадными трубами.

Буровые установки, основанные на механических способах приложения разрушающей нагрузки, разделяются на ударные, вращательные, ударно-вращательные, вращательно-ударные, вибрационные.

Установки механических способов бурения подразделяют:

по типу вращателя — на шпиндельные, роторные, забойные и подвижные;

по типу подачи — с гидравлической, дифференциальной, свободной и рычажной;

по транспортабельности — на самоходные, стационарные, передвижные и переносные;

по роду потребляемой энергии — на электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

Установки, реализующие немеханические способы приложения разрушающей нагрузки, подразделяют на термические, взрывные, электроимпульсные и т. д. Все эти установки, кроме установок термического бурения, находятся в стадии изучения.

В отличие от рассмотренной стационарная буровая установка для колонкового бурения не имеет транспортной базы, она состоит из бурового станка, двигателя, насоса и буровой вышки или мачты. Собственно буровой станок является основным рабочим механизмом, с помощью которого бурится скважина путем механического воздействия на горную породу породоразрушающим инструментом. Буровой станок и остальное оборудование установки перемещаются отдельными блоками на универсальных транспортных средствах.

Передвижная установка имеет передвижное буровое здание, транспортную базу, в качестве которой используют колесный, гусеничный, санный ход или плавсредства, перемещаемые буксированием.

Переносные буровые установки перемещают вручную или вьюками.

При разведочном бурении преимущественно применяют самоходные и передвижные буровые установки.

Производству буровых работ, выбору технологии и параметров бурового оборудования и режима бурения предшествует составление геолого-технического задания (наряда) на бурение скважины.

Форма геолого-технического наряда на проходку скважины состоит из двух частей. В геологической части указывают проектный геологический разрез с литологическим описанием буримых пород и перечнем их горно-технологических показателей: категории буримости, абразивности, а также проектной глубины скважины, ее конструкции, диаметра бурения и т. д. В технической части наряда главное внимание уделяют конструкции буровой скважины, выбору бурового оборудования, режима бурения, дают рекомендации по выходу керна и геофизическим замерам в скважине.

Контрольные вопросы

• 1. Какие функции выполняют технологические скважины?
• 2. Какая горная выработка называется буровой скважиной?
• 3. Какие скважины предназначены для добычи жидких и газообразных полезных ископаемых?
• 4. Из каких основных частей состоит комплекс буровой установки?
• 5. Какие способы бурения имеется при механическом разрушении горных пород?

• 1. Радионов Н. С., Ганзен Г. А. и др. Горное и буровое оборудование М., «Недра» 1983 г.
• 2. Волков А. С. буровой геологоразведочный инструмент. М., «Недра» 1979 г.

Допольнительные литературы

• 3. Куличихин Н. И., Родионов Н. С., Ганзен Г. А. Буровое оборудование. М., «Недра» 1973 г.
• 4. Володин Ю. Н. Разведочное бурение. М., «Недра» 1972 г.
• 5. Кирсанов А. Н., Зиненко В. П., Кардыш В. Г. Буровые машины и механизмы. М., «Недра» 1981 г.
• 6. Журналы («Горный вестник Узбекистана», «ТДТУ хабарлари», «Техника юлдузлари», «Горный журнал», «Горно-аналитический бюллетень», «Mining Journal», «Miming and Metallurgy», «Mining Technology»).
• 7. Сайты: http://www.msmu.ru/, http://msmu.ru/index.