Lэк=Нкр+hз=235+1=236 м.
Нкр – глубина кровли залегания водоносного горизонта.
hз – глубина заглубки в водоносный горизонт.
Выбор буровой установки осуществляется с таким расчетом, чтобы значение таких ее параметров технической характеристики, как глубина бурения, начальный и конечный диаметры бурения соответствовали (были больше или равны) значениям аналогичных параметров конструкции скважины. Учитывая вышесказанное выбираем установку УБВ-600.
| Параметры | Значения |
| Основной способ бурения | Вращательный с промывкой |
| Глубина бурения | 600 м. Диаметр 114 мм. |
| Рекомендуемые диаметры скважин, мм:начальный-конечный- | 490214 |
| Транспортная база | КрАЗ – 257 (2 шасси) |
| Силовой привод | ЯМЗ-238 2 двигателя 150х2 |
| Мачта | Телескопическая наклонная |
| Высота до оси кронблока, м. | 22,4 |
| Длина бурильной трубы/свечи, м. | 12 |
| Механизм вращения | Ротор |
| Частота вращения (основные передачи), об/мин | 105, 183 |
| Число передач основных и вспомогательных | 2/3 |
| Крутящий момент, кгс•м | 1700 |
| Буровой насос | 9МГр-61 - 2 насоса |
| Подача максимальная, л/с | 32 |
| Давление максимальное, кгс/см3 | 150 |
| Компрессор | КТ-7 |
| Подача, м3/мин | 5,3 |
| Давление, МПа | 0,8 |
Проводим проверку установки на грузоподъемность проверкой условия Qk<[Q].
Qk=q1•L• (1-(рж/рм))=41,1•236(1-(1200/7850))=8251,7 кг=8,286 т
q1 – масса 1 метра обсадной колонны
рж и рм – плотности жидкости и стали соответственно
L – длина обсадных труб
8,286 т<32 т
Установка подходит.
Диаметр бурильных труб выбираем из условия: dбт=0,45•dд
Под водоприемную часть:
dбт=0,45•214=96,3 мм.
Уточняем по ГОСТу dбт=102 мм.
Под эксплуатационную часть:
dбт=0,45•349,2=157 мм.
Уточняем по ГОСТу dбт =168 мм.
Диаметр утяжеленных бурильных труб
dубт=(0,7-0,8) dд
Под водоприемную часть
dвубт=0,7•214=149,8 мм.
Уточняем по ГОСТу dвубт=178 мм.
Под эксплуатационную:
dэкубт=0,7•349,2=244,4 мм.
Уточняем по ГОСТу dэкубт=203 мм.
Выбор конкретных типоразмеров породоразрушающего инструмента осуществляется в зависимости от свойств горных пород и диаметров бурения по проектной конструкции скважины с учетом существующей номенклатуры по действующим ГОСТам и отраслевым нормалям.
Принимаем по ГОСТу 20692-75 следующие долота:
Для бурения под направление – Д490СГ.
Для бурения под Эксплуатационную колонну – Б-349,2СЦВ.
Для бурения принимаем долото 3Л-214.
Геологический разрез сложен мягкими и средними породами II– VII категорий по буримости. При бурении возможны следующие осложнения: сужение ствола скважины при набухании глин, частичное поглощение в известняках, осыпание аргиллитов, поглощение промывочной жидкости в песках. Поэтому в интервале залегания этих пород предполагается применение нормального глинистого раствора со следующими свойствами: плотность 1,1 – 1,2 г/см3; условная вязкость 20 – 22 с.; содержание песка не более 4%; водоотдача 8 – 10 см3 за 30 мин; толщина глинистой корки 1 – 2 мм. Для получения такого раствора необходимо добавить реагент УЩР (15 – 20%).
Подготовительные работы
Всё буровое и вспомогательное оборудование размещают на специальной площадке. Размещаются заземления, водные емкости, дом-общежитие, буровая установка.
Общий порядок сооружения скважины.
Забурка скважины под направление глубиной 6 метров осуществляется долотом диаметром 490 мм. Полученный интервал обсаживается трубами диаметром 426 мм с полной цементацией затрубного пространства.
Бурение по непродуктивным толщам в интервале 6 – 236 метров ведется долотом диаметром 349,2 мм с последующей установкой эксплуатационной колонны диаметром 273 мм с выходом на дневную поверхность также с полной цементацией затрубного пространства.
Дальнейшее бурение до проектной глубины 260 м. ведется по водоносной породе долотом диаметром 214 мм.
Осевая нагрузка создается собственным весом бурового снаряда.
Частота вращения принимается: n=105 об/мин.
Подача промывочной жидкости максимальная, но посредством одного насоса =32 л/с.
1. Плотность цементного раствора: рцр= рв• рц•(1+m)/(рв+ m•рц),
где рв – плотность воды
рц – плотность цемента
m – водоцементное отношение
рцр=3100•1000•(1+0,5)/(1000+0,5• 3100)=1830 кг/м3
2. Необходимое количество цементного раствора
Vцр=0,785•[(к•D2-dн2)•hц+ d2•h]
к – коэффициент, учитывающий возможное увеличение диаметра скважины
D – диаметр скважины, м
dн – наружный диаметр обсадных труб, м
d– внутренний диаметр обсадных труб, м
hц – высота подъема цемента в затрубном пространстве
h – высота цементного стакана
Vцр=0,785•[(1,3•0,492-0,4262)•6+0,4062•5]=1,26 м3
3. Необходимое количество сухого цемента
Qц=кц•qц•Vцр
кц – коэффициент, учитывающий потери цемента.
Qц=1,1•1,22•1,26=1,69 т.
4. Необходимый объем воды
Vв=(m•Qц)/ (кц•рв)=(1,69•0,5)/(1,1•1)=0,77 м3
5. Количество продавочной жидкости
Vпр=0,785•к2•d2•(L-h)=0,785•1,05•0,4062• (6-5)=0,136 м3
к2 – коэффициент, учитывающий сжимаемость жидкости
Осевая нагрузка бкдет создаваться УБТ диаметром 245 мм с весом одного метра трубы q1м=232 даН, длина необходимого УБТ будет составлять:
Lубт=Р•к/(q1м•(1-рж/рм))
На интервале залегания пород I-IV категорий
Р=руд•D=100•34,92=3490 кг=3490 даН.
Принимаем Р=3500 даН.
Lубт=Р•к/(q1м•(1-рж/рм))=3500•1,25/(232•(1-1,2/7,85))=22,26 м
С учетом длины свечи (12 м) принимаем длину УБТ – 24 м.
Частота вращения n=105 об/мин
На интервале залегания пород VI-VII категорий:
Р=руд•D=200•34,92=6980 кг=6980 даН.
Lубт=Р•к/(q1м•(1-рж/рм))=6980•1,25/(232•(1-1,2/7,85))=44,4 м
Принимаем длину УБТ – 48 м.
В соответствии с технической характеристикой установки принимаем n=183 об/мин
Q=0,785•(D2-d2) •Vn
D - наибольший диаметр скважины или обсадных труб, м
d - наружный диаметр бурильных труб, м
Vn - скорость восходящего потока, м/с
Q=0,785•(0,34922-0,1682)•0,2=0,015 м3/с; принимаем Q=15 л/с
1. Плотность цементного раствора: рцр= рв• рц•(1+m)/(рв+ m•рц),
рцр=3100•1000•(1+0,5)/(1000+0,5• 3100)=1830 кг/м3
2. Необходимое количество цементного раствора
Vцр=0,785•[(к•D2-dн2)•hц+ d 2•h]
Vцр=0,785•[(1,3•0,34922-0,2452)•236+0,23052•7]=18,46 м3
3. Необходимое количество сухого цемента
Qц=кц•qц•Vцр
Qц=1,1•1,22•18,46=24,77 т.
4. Необходимый объем воды
Vв=(m•Qц)/ (кц•рв)=(24,77•0,5)/(1,1•1)=11,26 м3
5. Количество продавочной жидкости
Vпр=0,785•к2•d2•(L-h)=0,785•1,05•0,23052• (235-7)=9,985 м3
6. Давление на оголовке скважины в конце цементирования на момент схождения пробок
р=рг+g•(hц-h)•(pцр-pпр)
рг - потери на гидравлическое сопротивление
рг=0,001•L+0,8=0,001•236+0,8=1,035 МПа
р=1,035•106+9,8•(235-7)•(1830-1200)=2,443 МПа
7. Суммарная производительность цементировочных агрегатов при продавке цементного раствора
Q=0,785•(D2с-D2)•к•V=0,785•(0,34922-0,2452)•1,2•1,5=0,0873 м3/с
Для обеспечения такой подачи принимаем 3 цементировочных агрегата марки 3ЦА-400 с максимальной подачей 0,033 м3/с.
8. Продолжительность цементирования скважины: T=t1+t2+t3
t1 – время закачки цементного раствора
t2 – время установки верхней пробки =15 мин
t3 – время продавки
t1= Vцр/(n•qn)=18,46/(3•0,033)=186,46 с=3,11 мин
t3= Vпр/(n•qn)=9,985/(3•0,033)=100,86 с=1,68 мин
T=3,11+1,68+15=19,79 мин.
Время начала загустевания цементного раствора должно быть больше продолжительности цементирования с 25% запасом времени 19,79<60 условие выполняется.
Исходя из того, что водоносный горизонт сложен мелкозернистым песком, принимаем для вскрытия продуктивного пласта вращательный способ бурения с прямой промывкой меловым раствором. Раствор имеет следующие параметры:
Плотность, г/см3 – 1,35 – 1,4;
Вязкость, с – 40 – 60;
Статическое напряжение сдвига, мгс/м2 – 100;
Водоотдача, см3/30мин – 5 – 10.
Преимущество этих растворов в том, что образуемая на стенках скважины корка легко разрушается при кислотной обработке пласта.
При подготовке к вскрытию проводят очистку отстойников, устройств отвода использованной промывочной жидкости от устья скважины, проверяют и подготавливают фильтровую колонну: устанавливают центрирующие фонари, и нижний левый переходник с обратным клапаном, устанавливают сальник в надфильтровой части.
Осевая нагрузка на долото
Р=р•D=50•21,4=1070 кг=1070 даН.
Принимаем Р=1100 даН.
Осевая нагрузка будет создаваться УБТ диаметром 178 мм с весом одного метра трубы q1м=202 даН, длина необходимого УБТ будет составлять:
Lубт=Р•к/(q1м•(1-рж/рм))=1100•1,25/(202•(1-1,2/7,85))=8 м
С учетом длины свечи (12 м) принимаем длину УБТ – 12 м.
Частота вращения принимается минимальная n=105 об/мин
Расход промывочной жидкости
Q=0,785•(0,2142-0,1022)•0,2=0,0055м3/с= 5,5 л/с
Перед каждым наращиванием бурильной колонны пройденный интервал необходимо пройти 1-2 раза с максимальной промывкой.
До установки насоса скважину необходимо прокачать эрлифтом, т. к. наличие в ней песка и мусора неминуемо приведет к аварии.
До монтажа насоса на скважине следует проверить, нет ли в нем заеданий и перекосов, которые могли возникнуть в результате транспортировки.
Монтируют агрегат следующим образом.
1. Питающий кабель соединяют с выводными концами электродвигателя пайкой в соединительной гильзе, места пайки тщательно изолируют.
2. Трубу с муфтой ввертывают в верхний патрубок насоса до отказа и застопоривают двумя винтами.