Читайте также:
|
1. Колонковый. Вращательное бурение кольцевым забоем скважин малого диаметра в породах малой твердости последовательными углублениями, в основном твердосплавным породоразрушающим инструментом с низкой частотой вращения, с получением керна, с закреплением и без закрепления стенок обсадными трубами.
2. Медленно-вращательный. Вращательное бурение скважин малого и большого диаметра в породах малой твердости сплошным забоем, рейсовыми углублениями, спиральными, ложковыми либо тарельчатыми бурами. Получение образцов в виде перемятых и перетертых комков грунта.
3. Шнековый. Бурение скважин малого диаметра одним рейсом с использованием долот. Стены не закрепляются обсадными трубами.
4. Винтовой. Винтовой породоразрушающий инструмент завинчивается в грунт, а затем извлекается на поверхность. При этом размещенный на лопастях инструмента грунт срезается по боковым поверхностям. Способ может использоваться только в рыхлых и мягких грунтах.
5. Роторный винтовой породоразрушающий инструмент завинчивается в грунт, а затем извлекается на поверхность. При этом размещенный на лопастях инструмента грунт срезается по боковым поверхностям. Способ может использоваться только в рыхлых и мягких грунтах.
6. Ударно-канатный Бурение скважин малого и большого диаметра в породах любой твердости. Удаление продуктов разрушения механическим способом с помощью желонки, получение продуктов разрушения в виде шлама. Стенки, как правило закрепляются обсадными трубами.
7. Вибрационный Наиболее производительный метод (до 50-70 м/смену). Вибрационное бурение обеспечивает проведение качественной геологической документации исследуемого разреза.
8. Вдавливание Бурение скважин малого диаметра в породах малой твердости кольцевым забоем без принудительного удаления продуктов разрушения и с получением образцов в виде керна
9. Статическое зондирование. То же что и 8
2. Какими углами определяется положение скважин в земной коре?
Скважины бурятся с земной поверхности, из подземных горных выработок, с поверхности водоемов (рек, озер, морей и океанов) и со дна акватории. Бурение скважин по направлению разделяются на вертикальные, наклонные, горизонтальные и восстающие. Бурение скважин горизонтальных и восстающих в основном проводят из подземных горных выработок, а в гористой местности при благоприятном рельефе и с поверхности земли.
Направление скважины, как правило, определяется залеганием полезного ископаемого и физико-механическими свойствами пород, влияющими на изменение ее направления в процессе бурения.
Скважины задаются так, чтобы по возможности пересечь полезное ископаемое под углом, близким к прямому. При этом по поднятому столбику горной породы (керну) будет получена истинная мощность пласта.
Положение оси скважины в пространстве называется трассой скважины.
Все скважины в процессе углубки, как правило, искривляются. По характеру кривизны различают следующие типы трасс скважин: прямолинейные, искривленные, прямолинейно-искривленные и сложные.
Тот или иной тип трассы при бурении скважин получается или самопроизвольно по закономерностям естественного искривления скважин, или искусственно путем их искривления при помощи различных технических средств. Кроме того, трассы могут быть плоско-искривленные и пространственно-искривленные. В геологической документации скважины изображаются в виде проекций на вертикальную и горизонтальную плоскости.
Проекция оси скважины на вертикальную плоскость называется профилем, а на горизонтальную - планом скважины. Положение устья скважины может быть определено координатами (х, у, z) полученными путем топографической или маркшейдерской съемки.
Положение оси ствола скважины в пространстве, определяется углом наклона, зенитным углом и азимутом. Под углом наклона скважины и понимают угол между горизонталью и касательной к ее оси в данной точке. Азимутом скважины называется угол между меридианом и касательной к горизонтальной проекции оси скважины по направлению движения часовой стрелки. Азимут и зенитный угол замеряют специальными скважинными приборами - инклинометрами через 25-100 м глубины скважины.
Зенитный угол в - угол между вертикалью и касательной к оси скважины.
3. Что входит в основные виды работ при сооружении скважин?
· строительство наземных сооружений;
· углубление ствола скважины, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видах работ — собственно углубления и промывки скважины;
· разобщение пластов, состоящее из двух последовательных видов работ: укрепления (крепления) ствола скважины опускаемыми трубами, соединёнными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;
· освоение скважин. Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока [оттока] флюида) называют заканчиванием скважин.
4. Что относится к элементам буровой скважины?
· точка заложения скважины — географические координаты её устья;
· устье — начало скважины;
· забой — дно скважины;
· стенки — боковая поверхность скважины;
· диаметр — условный диаметр буровой скважины, равный номинальному диаметру породоразрушающего инструмента (фактический диаметр скважины больше номинального диаметра породоразрушающего инструмента за счет разработки стенок скважины). Конструкция скважины определяется величинами её диаметров на различных интервалах глубины, а также диаметрами и длинами направляющей трубы и обсадных колонн;
· направляющая труба ~ обсадная труба различной длины, предназначенная для закрепления устья скважины, придания направления бурящемуся стволу скважины и обеспечения направления движения потока промывочной жидкости;
· кондуктор — колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верхней части скважины;
· ствол — собственно скважина от устья до забоя (внутреннее пространство);
· ось — геометрическая ось симметрии скважины;
· глубина — расстояние от поверхности (устья) до забоя по оси скважины;
· угол наклона — угол между осью скважины и её проекцией на горизонтальную плоскость;
· зенитный угол — угол между осью скважины и её проекцией на вертикальную плоскость (зенитный угол вертикальной скважины равен нулю);
· азимут (азимутальный угол) — угол, измеряемый по часовой стрелке в горизонтальной плоскости между определённым направлением, проходящим через ось наклонной скважины, и проекцией оси скважины на горизонтальную плоскость. Азимут вертикальной скважины равен нулю. Если отсчёт азимута производится от географического меридиана, то получают истинный азимут, от магнитного меридиана — магнитный, от произвольного направления на репер -условный;
· апсидальная плоскость — вертикальная плоскость, проходящая через касательную линию к оси наклонной скважины в данной точке;
· трасса — положение оси скважины в пространстве;
· профиль — проекция оси скважины на вертикальную плоскость;
· план ~ проекция оси скважины на горизонтальную плоскость.
5. Какие показатели относятся к физико-механическим свойствам горных пород?
Основные свойства горных пород можно подразделить на следующие две группы:
1. Физические свойства — плотность, пористость, влагоемкость, теплопроводность, проводимость звука, электрического тока и др.
.2. Механические свойства — прочность, упругость, пластичность, крепость, твердость, контактная прочность, абразивность.
Наибольшее влияние на конструкцию бурильных и горных машин оказывают механические свойства горных пород. Прочность — одно из основных механических свойств горных пород, она характеризует их способность в определенных условиях воспринимать те или иные силовые воздействия, не разрушаясь. Критериями прочности являются временные сопротивления одноосному сжатию (ОСЖ), растяжению (0р), сдвигу (т). Наибольшее сопротивление горные породы оказывают сжатию, меньшее — сдвигу и наименьшее — растяжению.
Упругость — свойство горной породы восстанавливать свои первоначальные форму и объем по прекращению действия внешних сил. Упругие свойства характеризуются модулем упругости и коэффициентом Пуассона.
Пластичность в противоположность упругости — свойство породы сохранять остаточную деформацию после прекращения действия внешних сил.
Крепость — способность породы сопротивляться разрушению от действия внешних сил при различных технологических процессах разрушения (бурение, резание, взрывание и др.). Крепость зависит от прочности, твердости, вязкости, упругости, минералогического состава и структуры породы, трещиноватости и других факторов. Впервые необходимость совокупной количественной оценки сопротивляемости пород разрушению для целей ведения горных работ была обоснована проф. М.М. Протодьяконовым (старшим), создавшим известную шкалу относительной крепости горных пород. За единицу крепости (F = 1) была выбрана порода с временным сопротивлением одноосному сжатию, равным 10 МПа, при раздавливании на прессе породного кубика; а все горные породы разделены на десять категорий: с коэффициентом крепости от F = 20 для первой категории (наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты и др.) до F =0,3 для десятой категории (плывуны, разжиженный грунт и др.).
Твердость — это способность горной породы сопротивляться местному разрушению при вдавливании в нее инструмента или индентора.
Абразивность — свойство горной породы изнашивать при трении о нее металлы, твердые сплавы и другие твердые тела. Она определяется по методу, предложенному Л.И. Бароном и А.В. Кузнецовым, путем истирания торцов стального стержня-эталона диаметром 8 мм о необработанную поверхность образцов породы при постоянной частоте вращения стержня 6,7 с-1 и осевой нагрузке 150 Н. Время истирания каждого торца стержня-эталона составляет 600 с. За показатель абразивности породы а принимается уменьшение массы истираемого стержня в миллиграммах, определяемое взвешиванием стержня до и после его истирания на аналитических весах.
6. Как определяют крепость горных пород по шкале М.М. Протодьяконова?
Шкала́ Протодья́конова — шкала коэффициента крепости горной породы.
Разработана в нач. 20 в. Протодьяконовым М.М. Является одной из первых классификаций пород. Основывается на измерении трудоемкости их разрушения при добывании.
Протодьяконов предполагал положить подобную классификацию в основу оценки труда рабочего при добыче угля и руд, нормирования труда. Он полагал, что при любом методе разрушения породы и способе её добычи, возможно оценить породу по усредненному коэффициенту добываемости. Если один из двух типов пород более трудоемок при разрушении, например, энергией взрыва, то порода будет более крепкой при любом процессе её разрушения, например, зубком комбайна, кайлом, лезвием головки бура при бурении и т. д.
При разработке подобной шкалы М. М. Протодьяконов ввел понятие крепость горной породы. В отличие от принятого понятия прочность материала, оцениваемой по одному из видов напряженного её состояния, например, временном сопротивлении на сжатие, на растяжение, на кручение и т. д., параметр крепость позволяет сравнивать горные породы по трудоемкости разрушения, по добываемости. Он полагал, что с помощью этого параметра возможно оценить совокупность действующих при разрушении породы различных по характеру напряжений, как это имеет место, например, при разрушении взрывом.
М. М. Протодьяконова разработал шкалу коэффициента крепости породы. Одним из методов определения этого коэффициента было предложено испытание образца породы на его прочность на сжатие в кг/см2, а значение коэффициента определялось как одна сотая временного сопротивления на сжатие.
Этот метод достаточно хорошо коррелирует со шкалой крепости, предложенной М. М. Протодьяконовым для пород различной крепости угольной формации, пород средней крепости, но мало пригоден при определении этим методом коэффициента крепости очень крепких пород. Шкала крепости ограничивается коэффициентом 20, то есть породами с временным сопротивлении на сжатие 200 кг/см2, а у сливного базальта, например, этот параметр равен 300 кг/см2. Тем не менее, в Советском Союзе шкала крепости М. М. Протодьконова имела широкое применение при оценке трудоемкости разрушения горной породы и используется до настоящего времени. Она удобна для относительной оценки крепости горной породы при ее разрушении при помощи буровзрывных работ.
Метод относительной оценки горной породы по крепости, трудоемкости при её разрушении имеет, как отмечалось многими, недостатки, за рубежом им не пользуются, но без него не обходятся в технической литературе Советского Союза и России.
Коэффициент крепости пород по М. М. Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:
где σс — предел прочности на одноосное сжатие [МПа].
7. Как определяется абразивность горных пород?
Абразивность горных пород — способность горных пород изнашивать контактирующие с ними твёрдые тела (детали горных машин, инструменты и т.п.).
Обусловлена в основном прочностью, размерами и формой минеральных зёрен, слагающих породу. Абразивность оценивают по степени износа штифтов, стержней, металлических колец, которые трутся о поверхность пород при сверлении или резании, а также по степени истирания пород абразивными материалами.
Показатель абразивности (по методике Л. И. Барона и А. B. Кузнецова) определяют как суммарную потерю массы (в мг) вращающегося (с частотой 400 об/мин) стандартного стержня из незакалённой стали за счёт истирания его торца, прижатого к породе, при осевой нагрузке 150 H за время испытания (10 мин). Например, показатель абразивности составляет для мрамора 400-500 мг, известняка — 800-900 мг, гранита — 1000-2000 мг, кварцита — 2100-2500 мг.
Для малоабразивных пород (до 5 мг), например угля, показатель абразивности определяют путём истирания стандартного эталона (при постоянном давлении на контакте) о раздроблённую навеску породы. Горные породы в зависимости от их абразивности разделены на 8 классов (по Л. И. Барону и А. B. Кузнецову).
Наиболее абразивны корундсодержащие породы, порфирит, диорит, гранит. Абразивность влияет на эффективность бурения, резания, скалывания, черпания горных пород.
8. Как определяется динамическая прочность горных пород?
Динамическая прочность ГП — свойство горных пород воспринимать, не разрушаясь, динамическую нагрузку.
Динамическая прочность горных пород определяется обычно по методу толчения на специальных приборах.
Динамическая прочность горных пород определяется обычно по методу толчения на специальных приборах. Испытуемый образец горной породы разбивают на куски размером 1 5 - 2 0 см в поперечнике. Из кусков набирают пять проб объемом 15 - 20 см3 каждая. Каждую пробу толкут в специальной ступке путем сбрасывания на нее гири массой 2 4 кг с высоты 600 мм 10 раз.
9. Что понимается под буримостью горных пород? (шкала буримости горных пород)
Буримость горной породы — способность горной породы сопротивляться проникновению в неё бурового инструмента, или интенсивность образования в породе шпура (скважины) под действием усилий, возникающих при бурении. Буримость породы характеризуют скорость бурения (мм/мин), реже — продолжительность бурения 1 м шпура (мин/м).
В настоящее время известно большое число классификаций горных пород по буримости (шкала Союзвзрывпрома, Единая шкала буримости, шкала Министерства геологии СССР, шкала Главзолота и др.) Все они связаны друг с другом и с коэффициентами крепости пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова приближёнными корреляционными связями.
10. Как определяют категорию горных пород по буримости?
Существует ряд объективных методов определения буримости горных пород, нашедших применение при вращательном и ударно-вращательном способах бурения. К основным таким методам следует отнести следующие:
Первые два метода определения буримости горных пород рекомендуется применять, как контрольные. Для технического же нормирования геологоразведочного бурения следует применять метод определения буримости горных пород по фактическим данным.
По методу ЦНИГРИ для определения буримости горных пород (т.е. сопротивляемости горной породы разрушению породоразрушающим инструментом) рекомендуется учитывать динамическую прочность пород и их абразивность через объединенный расчетный показатель ρм.
Показатели динамической прочности породы и их абразивности определяются лабораторными способами.
По методу ВИТР определение буримости горных пород производится при помощи прибора ВИТР-ОТ
Буримость определяют на образцах керна, отобранного в процессе опытного бурения по исследуемой породе.
Прибор основан на резании испытуемого образца породы абразивным кругом. Предварительной обработки и подготовки образцы керна не требуют.
В зависимости от физико-механических свойств испытуемого образца на различных горных породах получается различная глубина внедрения в нее абразивного круга (при условии соблюдения постоянными времени резания, частоты вращения абразивного круга и нагрузки на испытуемый образец). Специальный индикатор на приборе автоматически фиксирует глубину реза.
Прибор позволяет опробовать значительную площадь поверхности керна, произвести несколько резов по всем слагающим данную породу разностям. По общему количеству резов, сделанных по данному образцу, находят среднее арифметическое значение глубины реза, по которому с помощью специально разработанной шкалы определяют категорию породы по буримости.
Керн — образец горной породы, извлеченный из скважины посредством специально предназначенного для этого вида бурения. Часто представляет собой цилиндрическую колонку (столбик) горной породы достаточно прочной, чтобы сохранять монолитность.
11. Какие вы знаете разновидности бурового инструмента?
Буровые инструменты необходимы для бурения скважин в разных породах и на различную глубину. Совершенно понятно, что от эффективности функционирования бурового инструмента напрямую зависит как эффективность, так и немалая доля экономической составляющей производства бурильных работ.
Вообще ассортимент бурового инструмента весьма обширен и разнообразен.
Например, такой инструмент, как буровая головка служит для того, чтобы разрушать породу при направленном бурении. Буровая головка имеет несколько дюз, которые обеспечивают выход буровой жидкости для размывания почвы или выноса частиц на поверхность. Разница видов буровых головок обеспечена различием в их конструкции, а именно в длине и диаметре, в количестве и типе дюз, в управляющей поверхности.
Следующий инструмент, применяемый в бурильном деле, - это буровая пика, которая используется в пилотном бурении. Буровая пика имеет форму цилиндра и оборудуется твердосплавными пластинами. Работа заключается в принципе механического воздействия.
Следующий вид рассматриваемого бурового инструмента – это буровые долота. Они являются важнейшим элементом практически любого бурового комплекса нефтяной и газовой промысловых отраслей, и от них зависит экономическая эффективность бурового проекта, что не в малой степени определяется рабочими критериями буровых долот. Что касается видов буровых долот, то они бывают одношарошечными, двухшарошечными и трехшарошечными.
Разновидности буровых долот
Буровое долото является основным элементом бурильной колонны, с помощью которой производится процесс бурения скважины. Получая от буровой установки осевое и окружное усилие, долото разрушает требуемую горную породу, осуществляя собственно процесс бурения. Поэтому от качества этого элемента, от того, из каких материалов и с помощью каких технологий он сделан, во много зависит успешность всего бурового проекта.
Все горные породы имеют собственные физико-механические свойства, и поэтому для них применяются различные виды бурения и, соответственно, разные типы долот. Если говорить о характере разрушения породы, то можно выделить разные группы долот, которые осуществляют истирание, скалывание, дробление или разрезание обрабатываемой породы.
Если требуется обработать самую твердую породу, то на помощь придут алмазные долота, которые способны буквально истирать обрабатываемый материал. Они состоят из матрицы, выполненной из твердых сплавов и алмазов и стального корпуса. Алмазные инструменты могут также отличаться друг от друга качеством самих алмазов, их расположением в матрице или системой промывки.
Для менее твердых пород, содержащих прослойки крепких пород, можно использовать долота дробящего вида. Разрушение обрабатываемых материалов такими инструментами осуществляется за счет шарошек, которые представляют собой режущий конический инструмент с рядом очень острых зубьев разной формы. Именно такой инструмент чаще всего используется для нефтяных или газовых бурений.
Если нужно обрабатывать мягкую породу или материалы среднего типа твердости, то здесь уже применяются долота режущего или скалывающего типа. В таких инструментах основными разрушающими элементами выступают лопасти или полуконические шарошки.
Классификацию видов буровых долот можно провести и по другим признакам, например, по виду рабочей части. По этому типу деления можно выделить уже упомянутые выше шарошечные и лопастные элементы.
Первые из них могут состоять из нескольких шарошек, выполненных в виде цилиндров или сфер, и иметь разную конструкцию корпуса. Вторые представляют собой несколько лопастей, присоединенных к кованому корпусу. Для придания лопастям больше прочности в них вкрапляют различные сплавы, а грани снабжают специальными зубьями.
Однако в каждой описанной группе существует множество подклассов различных элементов, и здесь уже будет не достаточно одних теоретических знаний. И даже попытка узнать чужой опыт через форумы или блоги, на которых мы охотно узнаем все что угодно, начиная от способов полировки машины и заканчивая тем, что такое каско страхование, подойдет только для мелких частных работ. Для более масштабных работ лучше проконсультироваться у специалистов соответствующего уровня.
12. Как определяют трещиноватость горных пород?
Трещиноватость, fissuring (англ.), Klüftung (нем.) - свойство горных пород, нарушенность монолитности породы трещинами; этим термином также называется совокупность трещин в породном массиве.
Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 62 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |