Краткая геологическая характеристика района
Разрез скважины представлен Кайнозойской эрой, включает три периода – палеогеновый, неогеновый и четвертичный. Четвертичный период представлен суглинками от светло-бурых до бурых с редкими прослоями глин. Неогеновый период представлен: верхняя часть преимущественно глины, лигниты; нижняя часть сложена песками с линзами глин. Пески серые, глинистые, мелкозернистые, глины серые различных оттенков комковатые. Палеогеновый период представлен Глины, пески с линзами алевритов, лигнитов и бурых углей. Верхняя часть свиты глинистая Нижняя часть – песчаная. Глины серые, серовато-бурые, пески серые мелкозернистые иногда глинистые.
Таблица 1 – Геологический разрез скважины
| Геол. индекс | Наименование пород | Интервал залегания, м | Мощность, м | |
| От | До | |||
| QII-III | Насыпной грунт | 0,5 | 0,5 | |
| Суглинок | 0,5 | 3,5 | 3,0 | |
| Глина жирная | 3,5 | 11,0 | 7,5 | |
| QII | Глина плотная | 11,0 | 16,0 | 5,0 |
| N2kc | Глина серо-синяя, плотная, песок серый | 16,0 | 58,0 | 42,0 |
| P3lt | Песок гравелистый, среднезернистый, водоносный | 58,0 | 68,0 | 10,0 |
| P3mn | Глина бурая, плотная | 68,0 | 70,0 | 2,0 |
Тектоника
В осадочном чехле Западной Сибири выделяются четыре основных сейсмогеологических мегакомплекса: юреский, берриас-нижнеаптский, аптальб-сеноманский и турон-кайнозойский.
В региональном плане на современное строение территории доминирующее влияние оказали постсеноманские, в первую очередь, кайнозойские тектонические процессы. Именно в кайнозое был сформирован современный облик крупных тектонических элементов I порядка – Александровского свода и Колтогорского мегапрогиба. Зона сочленения Александровского свода и Колтогорского мегапрогиба осложнена протяженными разрывными нарушениями северо-восточного простирания, проникающими в кайнозой.
Геолого-технические условия, технология и техника бурения скважин
Геолого-технические условия
Бурение скважин на данном участке производиться двумя самоходными буровыми установками. На одной из которых я работал, имеет название УРБ-2А2.
Предусматривалось пробурить скважину для дегазации шахты глубиной 70 метров.
В качестве бурового снаряда использовались шнек 230 мм – 1,5 м, буровая штанга 50 мм – 3 м и 1,5 м .
В скважине верхний слой горных пород представлен слабыми выветрелыми породами, поэтому необходимо перекрывать данное пространство обсадными трубами.
Конструкция скважины отражены в геолого-техническом наряде.
Режимные параметры
| Режимный параметр | Долото | Пикобур |
| Осевая нагрузка, т | 2,5-3 | 1-1,5 |
| Частота вращения, об/мин | ||
| Расход промывки, м3на м | 0,5 с 45 метра при бурение коренных пород |
Буровая установка
Буровая установка УРБ-2А2 предназначена для вращательного бурения долотами и твердосплавными коронками. Все механизмы, входящие в установку, в том числе раздаточная коробка, передающая вращение от ходового двигателя автомобиля, буровой насос НБ-80 или компрессор КТ-7, мачта с кронблоком, подвижным вращателем и одноцилиндровым гидроподъемником двустороннего действия, пульт управления механизмами установки, масляные баки для обеспечения маслом гидросистемы буровой установки смонтированы на раме, закрепленной на шасси автомобиля Урал 4320.
Рисунок 2 – Буровая установка УРБ-2А2
Буровой установке придается двуосный прицеп для перевозки труб, шнеков и инструмента. На нем установлен консольно-поворотный кран для погрузочно-разгрузочных работ.
Установка имеет подвижный вращатель, который используется в процессе бурения, наращивания инструмента без отрыва его от забоя и выполняет совместно с гидроподъемником работу по спуско-подъему инструмента и принудительную подачу его на забой. Кинематика и мощность вращателя обеспечивают также свинчивание и развинчивание бурильных труб, благодаря чему отпадает необходимость в специальных механизмах для этой цели.
Вращение от ходового двигателя автомобиля при n = 1800 об/мин через коробку передач, раздаточную коробку автомобиля с помощью карданных валов передается на раздаточную коробку буровой установки.
На установке имеется аварийный ручной маслонасос, позволяющий перемещать вращатель и укладывать мачту. С помощью манометров на нагнетательной линии можно судить о крутящем моменте и осевой нагрузке на забой.
Вращатель представляет собой трехскоростную коробку с цилиндрической прямозубой передачей в стальном литом корпусе. С пульта управления можно изменять и реверсировать на каждой передаче частоту вращения шпинделя от нуля до максимума за счет дросселирования жидкости, подводимой к гидродвигателю вращателя.
Для бурения с промывкой и продувкой шпиндель выполнен полым. На верхний конец его насажен сальник-вертлюг и прикреплен к крыше корпуса вращателя . На нижний конец шпинделя на шлицевой посадке насажен шарнирный элеватор или патрон (при бурении шнеками), которые крепятся к крышке корпуса полухомутами.
Мачта установки - сварная из труб-швеллеров. Она опирается на опоры, установленные на раме, и шарнирно на них закреплена. Подъем и опускание мачты осуществляются гидроцилиндром.
С помощью установки УРБ-2А2 можно бурить с очисткой забоя промывочной жидкостью или продувкой забоя, для чего на установке монтируется буровой насос или компрессор, а в благоприятных условиях можно бурить шнековым способом.
Таблица 3 – Техническая характеристика буровой установки УРБ-2А2
| Параметры | Значения параметров |
| Глубина бурения, м , при диаметре скважин, мм: 118 с промывкой 93 с промывкой 135 с продувкой 135 шнеками | 100 200 30 30 |
| Начальный диаметр скважины, мм | |
| Диаметр бурильных труб, мм | 60,3 |
| Частота вращения, об /мин | 140; 225; 325 |
| Крутящие моменты, передаваемые вращателем , Н . м | 1580; 990; 690 |
| Тип подачи | Канатная с приводом от гидроцилиндра |
| Скорость подачи, м/ с : вверх вниз | 0-0,6 0-1,1 |
| Длина хода подачи, мм | |
| Грузоподъемность, кН |
Продолжение таблицы 3
| Принудительная нагрузка на инструмент, кН | |
| Мачта: высота мачты, мм длина бурильных труб, мм угол наклона мачты от горизонтали, градус | Сварная из труб 8370 4500 90 |
| Мощность, передаваемая раздаточной коробкой автомобиля для привода маслостанции и бурового насоса, кВт | 44 |
| Буровой насос: подача, л /с давление, МПа | НБ-80 10 4,0 |
| Компрессор: подача, м3/мин давление, МПа | КТ-7 6 0,45 |
| Габариты в транспортном положении, мм | 8820х2450х3370 |
| Масса установки, кг | |
| В том числе монтируемого оборудования, кг |
Буровой насос
Насос НБ-80 – предназначен для нагнетания промывочного раствора в скважину при геологоразведочном. Структурно-поисковом бурении на нефть и газ, а также для выполнения других промывочно-продавочных работ при ремонте скважин, для нагнетания воды в пласт при интенсификации добычи нефти, для перекачивания различных неагрессивных жидкостей, а также может применяться как цементировочный и для комплектации геологоразведочных и нефтепромысловых агрегатов.
Рисунок 3 – Буровой насос НБ-80
Таблица 4 – Технические характеристики НБ-80
| Мощность насоса, кВт | |
| Полезная мощность насоса, кВт, не менее | |
| Предельное давление насоса (наибольшее), МПа, не менее | |
| Ход поршня, мм | |
| Число двойных ходов в мин | |
| Неравномерность давления на выходе насоса, %, не более | |
| Вакуумметрическая высота всасывания, м, не менее | |
| Частота вращения трансмиссионного вала, об/мин | |
| Диаметр всасывающего патрубка, мм | |
| Диаметр нагнетательного патрубка, м | |
| Передаточное число зубчатой пары | 3,89 |
| Модуль шестерни, мм | |
| Диаметр шкива (расчетный), мм | |
| Передача привода насоса | клиноременная |
| Тип ремня | С (В) |
| Количество ремней |
Таблица 5 – Габаритные размеры и масса
| Исполнение насоса | Габаритные размеры, мм | Масса, кг, не более | ||
| Длина | Ширина | Высота | ||
| Исполнение 01, 02 | ||||
| Исполнение 03, 04 | ||||
| Исполнение 05, 06 | ||||
| Исполнение 07 |
Дизельная установка
Питание буровой установки производилось посредством дизельной установки Д-240.
В двигателе д-240 реализована неразделенная камера сгорания с объемно-пленочным образованием рабочей смеси. Одна часть впрыскиваемого топлива распыляется в объеме камеры сгорания, а другая растекается по ее поверхности, создавая тонкую пленку. Первая часть дизельного топлива активно смешивается с потоком нагретого сжатого воздуха, при это происходит интенсивное испарение и сгорание — протекает процесс предварительного воспламенения топлива. Шатровая форма камеры сгорания способствует образованию завихрений воздушного потока и лучшему смешиванию воздуха и топлива. Часть топлива находясь в виде пленки испаряется, нагреваясь от потока сжатого горячего воздуха и стенки камеры сгорания. Поэтапно создающийся процесс сгорания топлива, образует условия для мягкой экономичной работы двигателя.
Рисунок 4 – Дизельный двигатель Д-240
Как и любые подобные дизели, двигатель Д-240 состоит из газораспределительного (ГРМ) и кривошипно-шатунного механизма (КШМ), а также из систем: охлаждения, смазки, пуска и питания.
Таблица 6 – Технические характеристики Д-240
| Тип | Дизельный четырехтактный с водяным охлаждением |
| Модель | |
| Д-240 с электростартером | |
| Д-240Л с пусковым двигателем | |
| Мощность, кВт (л.с.) | 59(80) |
| Частота вращения, об/мин. | |
| Количество цилиндров | |
| Диаметр цилиндра | |
| Ход поршня, мм | |
| Степень сжатия | |
| Объем Д-240, л | 4,75 |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Расход топлива, г/кВТ*ч (г/элс*ч) | 238(185) |
| Топливный насос | Четырехплунжерный с подкачивающим насосом |
| Вес двигателя, кг | Д-240 – 430 |
| Д-240Л – 390 |
Буровой раствор
Удаление продуктов разрушения осуществляется при помощи промывочной жидкости. Основой промывочной жидкости является техническая вода, которая проходя через скважину насыщалась глиной. Для накопления технической воды, при помощи трактора, был выкопан зумпф. Размеры зумпфа составляли:ширина 2 метра, длина 2 метра, глубина 3 метра.
Особенностями глинистого раствора: он глинизируют стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, что растворы удерживают шлам разбуренной породы даже в покое, предотвращая его оседание на забой при перерывах в промывке. Утяжеленные глинистые растворы, создавая большое противодавление на пласты, предупреждают проникновение пластовых вод. Однако по этим же причинам затруднено отделение частиц породы в циркуляционной системе бурового раствора.
Так же в буровой раствор добавлялся бентонит (GEOBENT). Комплексный многофункциональный реагент GEOBENT предназначен для приготовления и обработки промывочной жидкости.
GEOBENT – упрощает приготовление, обработку и наработку бурового раствора. Обладает высокими реологическими характеристиками.
Для приготовления и обработки бурового раствора достаточно затворить в технической воде через гидроворонку, струйную мешалку или в глиномешалке 2 – 5% реагента GEOBENT. Время роспуска (набухание) бентонита 2 – 5 минут с момента затворения (в зависимости от интенсивности перемешивания).
Величина добавки реагента GEOBENT определяется в зависимости от заданных (ГТН и ГРП) свойств бурового раствора, обусловленных горно-геологическими условиями интервалов скважины. Комплексный многофункциональный реагент GEOBENT совместим с реагентами и материалами, применяемыми для обработки буровых растворов (для уточнения использования совместно с другими реагентами необходимо обратиться за консультацией к производителю).
Таблица 7 – Характеристика бентонита (GEOBENT)
| Наименование показателя | ТУ 2164-001-30414934-2012 |
| GEOBENT | |
| Внешний вид | Порошок от коричневого до светло-серого цвета |
| Выход глинистого раствора, м3/т (не менее) | |
| Фильтрация водного раствора реагента массовой долей 4%, см3/30мин (API) (не более) | |
| Массовая доля влаги, % (не более) | |
| Мокрый ситовый анализ: Остаток на сите с сеткой № 0071, % (не более) | 0,3 |