Проектирование скважин на твердые полезные ископаемые
|
Проектирование разработки газовых и газонефтяных месторождешш является очень сложной, многопрофильной и творческой работой Эта работа выполняется коллективом специалистов в области геологии, геофизики, гидрогеологии, газогидродннамики, термодинамики, бурения, химии, физических методов переработки газа, транспорта, экологии и экономики и т.д.
Издание 2
Рассмотрены вопросы проектирования буровых работ при разведке рудных полезных ископаемых на основании горно-геологических условий месторождения, геологического задания и применения современных технологий и техники разведочного бурения.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки (специальности) 130200 «Технология геологической разведки», специализация 130101.65.00.03 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых» (ФГОС ВПО – 2010). Учебное пособие будет полезно для аспирантов, обучающихся по специальности 25.00.14 – «Технология и техника геологоразведочных работ» и специалистам производственных организаций, занятых бурением геологоразведочных скважин.
В методическом пособии даны технические характеристики специальных технических средств, методические и технологические рекомендации по проектированию и выполнению операций по восстановлению бездействующих скважин. Рассмотрены особенности технологического процесса строительства дополнительного наклонного или горизонтального ствола из щелевидного “окна” и полиостью удаленного участка эксплуатационной колонны. Приведен типовой пример составления технико-технологического дополнения к рабочему проекту на восстановление бездействующей скважины.
Пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов, обучающихся по специальностям 090800 “Бурение нефтяных и газовых скважин”, 090601 “Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений”, 090602 “Разработка и эксплуатация газовых и газокондеисатных месторождений”, 553603 “Морское бурение”, 553613 “Разработка морских газовых н газокондеисатных месторождений”, а также специалистов по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин на курсах ФПК
Издание 2
Данное руководство было подготовлено Технологической Группой компании K & M в качестве обучающего пособия по проектированию и практике бурения горизонтальных и сложных скважин. Данное пособие было составлено для представления его слушателям курсов по вводному обучению по бурению горизонтальных скважин и скважин с большим отходом от вертикали, организованных компанией К & М, и будет использовано в качестве основного руководства курса. Оно обрисует последние технологии и практические методы, используемые при планировании, бурении и заканчивании скважин с большим отходом от вертикали.
Это уже второе издание руководства. Данное издание представляет более полную версию по сравнению с первой (опубликованной в начале 1998 года), и включает поправки, изменения и новые разделы.
Издание 3
В книге изложены основные вопросы проектирования разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения и орошения.
Даны рекомендации по выбору водоносного горизонта и участка для бурения в различных гидрогеологических и санитарных условиях, выбору способа бурения, конструкции скважин и насоса для эксплуатации.
Настоящее издание существенно переработано и дополнено. В нем приведены новые данные о ресурсах и использовании подземных вод, а также о влиянии источников загрязнения на состав вод при эксплуатации скважин.
Это издание дополнено техническими сведениями о новейших пасосах и новых буровых станках; рассмотрены особенности нроектировавия скважин для бурения с обратной промывкой; приведены некоторые данные для проектирования глубоких скважин; значительно расширен раздел об ошибках, допускаемых при проектировании; даны примеры из практики бурения скважин за рубежом.
Книга предназначена для инженеров-гидрогеологов, буровиков и других специалистов, занимающихся вопросами проектирования, бурения и эксплуатации скважин на воду.
Технология бурения геологоразведочных скважин
В данном учебном пособии дается системное изложение основ современной технологии бурения геологоразведочных скважин при разведке твердых полезных ископаемых. Оно изложено в виде текста лекций и практических занятий курса «Бурение геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые» и соответствует программе курса «Бурение на ТПИ» для специализации РТБ и являются добавлением к имеющимся учебникам по бурению разведочных скважин.
В настоящее время бурение скважин является одним из важнейших направлений развития промышленного производства во всем мире. И, хотя, основное внимание в мире уделяется бурению скважин для разведки и добычи углеводородного сырья, бурение геологоразведочных скважин также является весьма актуальным для обеспечения сырьевой независимости нашей страны.
Для оценки места и роли изучения курса бурение на ТПИ, рассмотрим для чего вообще бурятся скважины.
Существует несколько подробных классификаций назначения буровых скважин, но по существу основные применения буровых скважин можно разделить на пять групп в соответствии с их назначением, технологией и техникой их бурения. Такое деление приведено на рис. 1
Кроме приведенных в диаграмме назначений буровых скважин существует еще много случаев применения бурения скважин для решения частных задач, например, скважина для спасения чилийских горняков, скважины для тушения подземных пожаров и.т.п.
Бурение геологоразведочных скважин при разведке твердых полезных ископаемых в этом ряду занимает важное место и по объемам и по стратегической важности, практически сразу после разведки и добычи углеводородов.
В последние годы в нашей стране, наряду с отечественной, широко применяется зарубежная техника и технологии в разведочном бурении. В данном учебном пособии соответственно рассмотрены современные технологии и технические средства бурения разведочных скважин , в первую очередь, отечественные, а также ведущих зарубежных фирм .
Рис: 1
Бурение скважины может осуществляться различными способами с использованием различных технических средсв и технологий. В зависимости от назначения скважин горно-геологических и технико-технологических условий бурения применяется та или иная разновидность бурения. Применяемые в настоящее время виды и разновидности бурения скважин различного назначения приведены в табл. 1. В таблице приведены примерные величины основных параметров бурения скважин и главные области их применения.
Способы, виды и разновидности бурения Таблица 1
| Способы, виды и разновидности бурения | Параметры бурения | Главные области применения | |||||||
| Категория пород по буримости | Глубина скважин до, м | Диаметр скважин мм | |||||||
| Ударно-канатное | I – XII | 140 – 700 | Разведка россыпей. Бурение на воду | ||||||
| Бурение неглубоких скважин без циркуляции очистного агента | Мелкое ударное бурение | I –III | 93 – 168 | Инженерная геология, Геологоразведка. Разведка россыпных месторождений Малое водоснабжение. Взрывные сейсмоскважины. Взрывные при открытой разработке в угольных карьерах. Технические скважины (в строительстве, в горных работах и другие) | |||||
| Медленно-вращательное и комбинированное | I – V | 30 – 50 | 112 – 250 | ||||||
| Бурение задавливанием и винтобурение | I – III | 24 – 40 | 50 – 65 | ||||||
| Вибрационное, виброударное и виброударно-вращательное | I – IV I – V | 93 – 168 | |||||||
| Шнековое | I – IV (V) | 60 -250 | |||||||
| Механическое вращательное с циркуляцией очистного агента | Геологоразведочное | Бескерновое (со сплошным забоем) | I – XII | Не ограничена | 73 – 151 (250) | Геологоразведочные скважины на интервалах, где не нужен керн (кроме пород XII категории). | |||
| Колонковое | Простые снаряды | Твердосплавное | I – VIII | » 1500 | 36 – 151 | Целесообразно до глубин скважин до 200 – 300 м, глубже лучше применять ССК. | |||
| С резцами из СТМ | V – VIII | 36 – 132 | |||||||
| Алмазное | VI – XII | 36 – 112 | |||||||
| Простые снаряды с забойным механизмом | Гидроударное Ударно-вращательное Вращательно-ударное | VI –XI IX – XII | ≈ 500 » 1500 | 59 – 151 59 – 76 | С твердосплавными коронками. С алмазными коронками против заполирования алмазов и самозаклинивания керна. | ||||
| Пневмоударное Ударно-вращательное | VI – XI | » 500 (до1000) | 76 – 300 | В сухих и слабообводненных скважинах. | |||||
| С компрессором высокого давления. | |||||||||
| С забойным двигателем | » 1500 | 59 – 76 | Для отклонения интервала скважины при направленном бурении. | ||||||
| Специаль-ные снаряды с подъемом керна без подъема труб | Снаряды со съемным керноприемником КССК, ССК, LJNGYEAR и подобные | V – XI (XII) | 1500 – 3500 | 46 – 95 (47 -145) | При глубине скважин более 200 – 300 м. Современный прогрессивный вариант! | |||
| Снаряды (Комплекты) с гидро (пневмо) транспортом керна или шлама КГК, КПК | I – V | 300 – 500 | 76- 250 | Прогрессивный метод, но только в слабых породах. Прогрессивный вариант с кольцевым пневмоударником для твердых пород до 1200 м. | ||||
| Механическое вращательное с циркуляцией очистного агента | Эксплуатационное | Бескерновое | Бурение эксплуатацион-ных скважин на нефть и газ | Роторное | I – XII | (с горизонтальным окончанием до 13000м) | 120 – 490 | Доразведка и добыча и нефти, конденсата и газа (Применялось до 2008 года) |
| С подвижным вращателем | ||||||||
| Турбобуром | V – XII | |||||||
| Гидравлическим двигателем | ||||||||
| Электробуром | 146 – 390 | |||||||
| Бурение водозаборных и гидротермальных скважин | I – IX | 200 – 350 2000-2500 | 112- 350 | Добыча воды, рассолов и гидротепла | ||||
| Бурение геотехнологических скважин | I – IX | 50 -700 | 70 – 500 | Добыча ТПИ (уран, сера, железо и др.) | ||||
| Бурение технических, научных и вспомогательных скважин | I – XII | 10 – 12300 | 70 – 900 | |||||
| Физические способы разрушения горных пород | Гидромониторное бурение | I – IV | В сочетании с добычей ТПИ. | |||||
| Термодинамическое бурение | VI –XII | Для бурения взрывных скважин. | ||||||
| Взрывное бурение | V – XII | Эффективно, но опасно. | ||||||
| Термостатическое плавлением | VI – XII | Опытное. | ||||||
| Плазменное бурение | VI – XII | Опытное. | ||||||
| Электроимпульсное бурение | IV – VII | Опытное. | ||||||
| Лазерное бурение | Опытное. | |||||||
| Кавитационное бурение | Опытное. | |||||||
| Реактивное | Опытное. | |||||||
| Магнитострикционное | Опытное | |||||||
| Ультразвуковое | Опытное |
Из показанных физических способов бурения реальное применение имеет, пожалуй, только гидромониторное бурение, применяемое при разработке месторождений в песчаных толщах на глубине, главным образом урановых месторождений. В небольших объемах применяется термическое бурение при проходке взрывных скважин в наиболее твердых породах и для бурения в толщах льда в Антарктиде. Другие нетрадиционные методы бурения были разработаны, испытаны и, в принципе, показали удовлетворительные результаты, но из-за сложности техники и технологии не выдерживают конкуренции с механическими способами бурения. Подробно физические способы бурения описаны в учебнике «Бурение разведочных скважин», глава 2.9 [1]
Скважины, используемые для геологоразведки (кроме разведки нефти и газа и гидрогеологических скважин) можно разделить на две группы (с учетом их глубины и способа удаления разрушенной породы): «бурение неглубоких скважин без циркуляции очистного агента»и«геологоразведочное бурение при разведке месторождений твердых полезных ископаемых (бурение на ТПИ)». В первую группу видов бурения входят: разведка твердых полезных ископаемых на малых глубинах – россыпные месторождения, мелкие поисково-съемочные скважины, разведка стройматериалов и бурение при инженерно-геологических изысканиях.Первая группа изучается в курсе “Неглубокое бурение”, (смотри учебник « Бурение разведочных скважин», глава 8 [1]).
“Бурение на ТПИ” представляет собой механическое вращательное бурение с циркуляцией очистного, агента, применяемое при разведке месторождений твердых полезных ископаемых. Курс “Бурение на ТПИ” предусматривает изучение техники и технологии бурения разведочных скважин. При этом, учитывая наличие самостоятельных курсов по отдельным разделом техники и технологии разведочного бурения, («Основы разрушения горных пород при бурении», «Очистные агенты», «Искривление скважин и направленное бурение»), ряд вопросов в данном курсе не рассматривается или рассматривается только в общем, плане.
Геологоразведка необходима не только для поиска месторождений полезных ископаемых. Ее также часто используют при строительстве различных объектов. Геологоразведочное бурение позволяет получить сведения о геологическом строении выбранной площадки, наличии водоносных горизонтов, пустот, карст и прочих опасных явлений, составе грунта. Заказать бурение геологоразведочных скважин в Москве и по области вы сможете в нашей компании «Изыскание МСК».
Геологоразведочное бурение: что определяется?
Нередко люди пренебрегают проведением геологоразведочных работ перед началом строительства, особенно если они уже проводились на соседнем участке. Такая беспечность может повлечь за собой необратимые последствия. Далеко не всегда геологическое строение расположенных рядом земельных участков идентичное. Кроме того, непосредственно в границах конкретного участка могут быть представлены грунты с разными физическими свойствами, например, различной сжимаемостью или плотностью. Построив здание на таких грунтах и не приняв во внимание их особенности, при эксплуатации вы можете столкнуться с деформациями и даже обрушениями.
Затраты на устранение таких последствий могут во много раз превысить затраты на строительство нового такого здания. Поэтому важно обязательно выполнять геологоразведочное бурение скважин до начала всех строительных работ – так вы убережете себя от проблем и лишних денежных трат. Количество скважин, необходимых для проведения исследований, определяется размерами участка на подготовительном этапе работ. Из этих скважин наши специалисты возьмут пробы почвы и воды для дальнейшего анализа в лабораторных условиях.
В целом, выполняя геологоразведочное бурение при строительстве, мы определяем:
- виды грунтов, представленных на участке, их свойства и состав;
- глубину расположения водоносного горизонта, пригодность воды для питья;
- особенности геологического строения местности, где запланировано строительство;
- неблагоприятные геологические процессы, протекающие в районе, их вероятное влияние на ход строительства и объект, в целом.
Важно! Геологоразведка также позволяет определить, есть ли необходимость в установке дренажей на участке. Дренажные системы позволят избежать подтопления подвалов и цокольных этажей.
Как проводится геологоразведочное бурение на месторождениях полезных ископаемых
Разработка месторождений полезных ископаемых обязательно должна включать геологоразведочное бурение. Его используют на каждом из этапов разработки месторождения: от поиска перспективного района до эксплуатационной разведки. Геологоразведочное бурение на твердые полезные ископаемые позволяет обосновать техническую и экономическую целесообразность их добычи. Выполнив на обозначенном участке геологоразведочное бурение, специалисты нашей компании определят мощность месторождения, глубину залегания полезных ископаемых.
Важно! Результаты геологоразведки используются при составлении проекта по добыче полезных ископаемых.
Бурение скважин на территории месторождения необходимо для составления геологического разреза местности, а также взятия образцов породы на анализ. С помощью современных методик бурения наши специалисты смогут изучить строение недр, не нарушив природное сложение слоев породы. В результате проведенных работ и полученных данных заказчик сможет решить, рациональна ли, в принципе, разработка данного месторождения. Геологоразведочное бурение также позволяет спрогнозировать развитие различных опасных процессов в результате техногенного влияния, обосновать выбор методики добычи ископаемых и обеспечить максимальную безопасность работников при освоении месторождения.
Почему стоит доверить бурение геологоразведочных скважин геологам нашей компании?
От качества проведенной геологоразведки перед началом строительства напрямую зависит безопасность будущего сооружения. Такую работу должны выполнять исключительно профессиональные геологи с опытом работы на участках различной степени сложности. Таких специалистов вы найдете в нашей компании «Изыскание МСК». Помимо геологоразведочных работ при строительстве мы также выполняем бурение геологоразведочных скважин для определения параметров месторождений твердых ископаемых. Стоимость работ, выполняемых нашей компанией, зависит от множества факторов, таких как:
- площадь исследуемого участка;
- количество и глубина скважин;
- сложность рельефа местности;
- используемый метод бурения.
Чтобы узнать точную цену работ, вам следует обратиться к нашим сотрудникам и предоставить им техническое задание.
Подробнее на сайте https://izyskanie.msk.ru/article/geologorazvedochnoe-burenie