Классификация пород по структурным признакам

Структура	Размеры кристаллов, мм	Характеристика
Крупнокристалличес­кая   Среднекристаллическая Скрытокристаллическая   Пелитоморфная	> 1,0   0,1-1,0 0,01-0,10   0,01	Кристаллы различаются невоору­женным глазом Кристаллы видны в лупу Кристаллы различимы под микро­скопом Кристаллы и форма различимы только под микроскопом

Существует такое понятие как текстура горной породы. Под текстурой понимают расположение и распределение различных по структуре минеральных агрегатов. Различают массивную, слоистую, сланцевую, полосчатую, и другие структуры. Основной текстурый признак осадочных пород - их слоистость. В некоторых породах слоистость выражена плитчатостью.

По строению горные породы подразделяются на кристаллические, аморфные, обломочные.

Кристаллическими бывают магматические и осадочные породы. Осадочные кристаллические породы образуются в результате выпадения из водных растворов или в результате химической реакции, происходящей в земной коре. Горные породы могут быть однородными, неоднородными, изотропными и анизотропными.

Способность горных пород реагировать на внешнее воздействия изменением размеров, форм и целостности относится к механическим свойствам.

Способность горных пород изменять без разрушения форму и размеры в результате направленного на них силового воздействия называется деформируемостью.

Прочность горных пород - это способность их в определенных условиях воспринимать силовые воздействия без разрушения.

Реальная прочность отличается от теоретической, под которой понимают прочность связей между элементарными частицами, слагающих кристаллическую решетку.

Для горных пород характерны такие свойства как пластичность, твердость, абразивнасть, упругость.

Твердость горных пород зависит от минералогического состава. Твердость горных пород существенно зависит от содержания в них кварца и полевых шпатов. На горных пород оказывают влияние технико - технологические факторы: масштабный и скоростной.

Абразивность - это способность горных пород изнашивать разрушающий их инструмент. Главная причина абразивного износа твердых тел - неровности на соприкасающихся поверхностях.

На горно - геологические условия залегания пластов также влияет: давление, температура и водонасыщенность.

Гравитационные силы, тектонические напряжения, давления насыщающих породу флюидов вызывают напряженное состояние, испытываемое горными породами в земной коре и называемое горными давлениями.

С увеличением давления предел текучести пород при температуре 150 градусов возрастает.

Тема 4 Породоразрушающие инструменты, назначение и классификация породоразрушающих инструментов.

Породоразрушающий инструмент служит рабочим органом, который за счет передаваемой ему энергии производит разрушение породы забоя, образуя собственно скважину. Породоразрушающие инструменты подразделяются по характеру воздействия их на горные породы, конструктивному исполнению и назначению.

Горные породы разрушаются долотами различных типов, которые можно классифицировать по следующим признакам. По принципу действия:

1) режуще - скалывающие;

2) дробящее - скалывающие;

3) режуще - истирающие. По назначению:

1) для сплошного бурения;

2) для колонкового бурения;

3) для расширения ствола скважины;

4) для спец. работ в скважине. По конструкции рабочего элемента:

1) лопастные;

2) шарошечные;

3) матричные.

По количеству рабочих элементов:

1) одноэлементные;

2) двухэлементные и т.д.

По конструкции промывочных устройств:

1) с центральным одним элементом;

2) с переферийными несколькими отверстиями;

3) с гидромониторными осесимметричными насадками;

4) с асимметричной одной гидромониторной насадкой.

типу и стойкости вооружения:

1) для бурения мягких пород;

2) для бурения пород средней твердости;

3) для бурения твердых пород;

4) для бурения крепких пород.

Шарошечные долота.

При бурении скважин наибольшее распространение получили шарошечные долота. Ими выполняется более 90 % объема работ. По принципу действия это дробяще - скалывающие долота. Наиболее распространены трехшарошечный вариант. Конструкция такого долота наилучшим образом вписывается в цилиндрическую форму скважины тремя коническими шарошками, при этом обеспечивается оптимальное центрирование и устойчивость работы долота. По принципу действия это долото дробящее - скалывающие. В России для бурения нефтяных скважин выпускаются одношарошечные долота.

двухшарошечные долота

трехшарошечные долота

Лопастные долота.

Предназначены для бурении в рыхлых, мягких, и несцементированных породах.

Обеспечивают высокую механическую скорость в таких породах. Отечественная промышленность выпускает: 2Л - двухлопастные, 3Л - трехлопастные, ЗИР -трехлопастные истирающе - режущие, 6ИР - шести лопастные истирающе -режущие, П - пикообразные однопастные. Недостаток: не возможность бурить на больших глубинах, интенсивный износ, опасность значительного искривления ствола скважины.

Фрезерные долота.

Фрезерные долота характеризуются простотой конструкции. Эти долотья могут использоваться не только для бурения скважины но и для присутствий металлического твердосплавного скрапа, разбуривание оставшихся в скважине шарошек и посторонних предметов.

Преимущества: износостойкость, хорошая сопротивляемость, прочность, простота конструкции.

Недостаток: маленькая механическая скорость проходки, непригодность бурения в глинах и вязких породах.

Долота ИСМ.

Долота ИСМ отличаются от фрезерных, лопастных и алмазных, тем, что их породоразрушающий элементы оснащены сверх твердым материалом славутич. Долота ИСМ выпускают: режущие, торцевые и истирающие.

Алмазные долота.

Основная особенность алмазных долот - наличие в них алмазных режущих элементов. Используется синтетический алмаз или технические алмазы. Преимущества: бурение ведется в твердых и крепких породах, сокращение СПО, большая работоспособность, прочность, вязкость, твердость, сопротивляемость ударам.

Недостатки: высокая себестоимость, для долгого бурения нужно более качественные алмазы, хорошее бурение зависит от чистоты ствола скважины, при плохой циркуляции быстрый перегрев.

Общие положения

В зависимости от геологических условий и назначения скважин шарошечные долота могут применяться при бурении вертикальных и наклонных скважин, с очисткой забоя от выбуренной породы водой, глинистым или другим промывочным раствором, а так же аэрированной жидкостью, воздухом или газом.

Приводом для вращения шарошечного долота, в зависимости от типа последнего, может быть ротор буровой установки или погружной забойный двигатель (турбобур, винтовой забойный двигатель, электробур и т. д.

Для бурения нефтяных и газовых скважин промышленностью выпускаются серийно шарошечные долота с негерметизированными опорами (серий ГН, ГВ, ЦВ) и с герметизированными маслонапорными опорами (серий ГНУ и ГАУ). Практические основы эксплуатации распространяются на шарошечные долота всех указанных серий.