Главная страница
Навигация по странице:

  • Захария И. Р.

  • УДК 551.1/… ББК ….. © Захария И. Р.,Бабец М. А., 2002ISBN № 985-445

  • Основы разведочного бурения (И. Р. Захария, М. А. Бабец, 2002). Курс лекций минск бгу 2002 удк 551. 1 Ббк з рецензенты доктор геологоминералогических наук


    Скачать 1.74 Mb.
    НазваниеКурс лекций минск бгу 2002 удк 551. 1 Ббк з рецензенты доктор геологоминералогических наук
    АнкорОсновы разведочного бурения (И. Р. Захария, М. А. Бабец, 2002).doc
    Дата27.04.2017
    Размер1.74 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаОсновы разведочного бурения (И. Р. Захария, М. А. Бабец, 2002).doc
    ТипКурс лекций
    #56
    страница1 из 33
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   33



    И. Р. ЗАХАРИЯ М. А. БАБЕЦ


    ОСНОВЫ
    РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ


    Курс лекций

    МИНСК

    БГУ

    2002

    УДК 551.1/

    ББК

    З

    Рецензенты:

    доктор геолого-минералогических наук,

    профессор М. Г. Ясовеев

    (Белорусский государственный университет);

    кандидат технических наук А. А. Крицук

    (Белорусский научно-исследовательский
    геологоразведочный институт РУП "Белгеология")

    кандидат геолого-минералогических наук В. Д. Коркин

    (Белорусская гидрогеологическая экспедиция РУП "Белгеология")


    Печатается по решению
    редакционно-издательского совета


    Белорусского государственного университета

    Захария И. Р.

    З Основы разведочного бурения: Курс лекций / И. Р. Захария, М. А. Бабец. – Мн.: БГУ, 2002. –197 с.

    ISBN № 985-445….
    Излагаются основные понятия, принципы и методики бурения скважин с акцентом на геологические аспекты рассматриваемых вопросов.

    Для студентов геолого-географических специальностей вузов, а также для специалистов в области изучения недр, экологии и охраны окружающей среды.

    УДК 551.1/…

           ББК …..

    © Захария И. Р.,

    Бабец М. А., 2002

    ISBN № 985-445- © БГУ, 2002

    ПРЕДИСЛОВИЕ

    Разведочное бурение является неотъемлемой частью геологоразведочного процесса: практически на всех стадиях геологоразведочных работ (ГРР) с целью изучения геологического строения территории, поисков, разведки и опробования полезных ископаемых бурятся скважины. Очень широко применяется бурение при инженерно-геологических изысканиях, при строительстве сооружений и коммуникаций, строительстве и эксплуатации горнодобывающих предприятий.

    При добыче подземных вод, нефти и газа буровые скважины являются основным транспортным каналом для подъема полезного ископаемого на поверхность.

    Данный курс лекций дает представление о разведочном бурении, наиболее сложном виде буровых работ, которое всегда связано с проникновением в новые области геологической среды, требующем от горного инженера не только знания предмета, но и творческого отношения к нему. Курс лекций написан на основании и с использованием материалов многих учебников по бурению (Ю. В. Вадецкого, Ф. А. Шамшева и др.), справочной, технической, методической литературы и нормативных документов и разработок.

    1.ВВЕДЕНИЕ


    Бурением называется способ проходки особых горных выработок – скважин, и шахтных (рудничных) стволов. Характерным для этого способа является проходка выработок без нахождения в них человека.

    Буровая скважина – цилиндрическая горная выработка, проводимая при помощи технических средств в горных породах без доступа в нее человека, характеризующаяся большой величиной соотношения ее длины к диаметру. Начало скважины называется устьем, дно – забоем, внутренняя боковая поверхность – стенками, пространство, ограниченное стенками, устьем и забоем – стволом скважины. Диаметр скважины может составлять от 25 мм до 1 м и более в зависимости от назначения: специальные скважины, например шахтные стволы, могут достигать в диаметре 5–8 м. Глубина скважин – от нескольких метров до 12 000 м и более.

    Скважины могут буриться (проходиться) под любым углом к горизонту, т. е. вертикально, горизонтально, наклонно (вниз или вверх), по сложному пути (траектории), одним, двумя и более стволами (многозабойное бурение).

    Скважина создается путем разрушения горных пород на забое и извлечения продуктов разрушения на поверхность. При обычном бурении разрушается вся масса породы (по всей площади забоя), при бурении с отбором керна (колонковое бурение) разрушается только кольцевое пространство у стенок скважины, а внутренний столбик породы (керн) извлекается в неразрушенном состоянии для изучения.

    Полный цикл строительства скважины состоит из следующих основных элементов:

    1) монтаж вышки, бурового (силового) оборудования и строительство привышечных сооружений;

    2) подготовительные работы к бурению скважин;

    3) процесс бурения (углубления);

    4) вскрытие полезного ископаемого, а при бурении на воду, нефть и газ – вскрытие и разобщение пластов (крепление и цементирование);

    5) опробование полезного ископаемого, испытание скважины на приток нефти, газа или воды (освоение);

    6) ликвидационные работы, или подготовительные работы к передаче в эксплуатацию, или консервация скважины – в зависимости от результатов испытания;

    7) демонтаж оборудования и вышки.

    Процесс бурения состоит из следующих операций: а) спуско-подъем-
    ные работы (опускание бурильных труб с долотом в скважину до забоя и подъем бурильных труб с отработанным долотом из скважины) и б) работа долота на забое (разрушение породы долотом и удаление продуктов разрушения с забоя). Эти операции могут периодически прерываться для спуска обсадных труб в скважину (крепления ствола скважины), чтобы предохранить стенки скважины от обвалов и разобщить нефтеносные, газоносные и водоносные горизонты.

    Одновременно в процессе бурения скважин выполняется ряд вспомогательных работ:

    • отбор керна и шлама,

    • приготовление промывочной жидкости (раствора),

    • геофизические исследования скважин (ГИС) (каротаж),

    • замер кривизны ствола скважины (инклинометрия),

    • исследование скважины с целью обнаружения полезного ископаемого, вызова притока воды, нефти или газа в скважину (опробование, освоение) и т. п.

    В случае аварии или осложнения (поломка бурильных труб, прихват инструмента и т. д.) возникает необходимость в дополнительных (аварийных) работах.

    В народном хозяйстве бурение скважин применяется для решения комплекса задач, связанных с изучением и использованием геологической среды как в инженерных, так и в научно-исследовательских целях, начиная от отбора проб грунта перед строительством любого современного здания или сооружения и кончая бурением глубоких скважин с поверхности морей и океанов или скважин для получения образцов лунных пород. Скважины бурятся с различными целями: для разведки и добычи полезных ископаемых, водоснабжения, в бальнеологических целях, для удаления жидких отходов в глубокозалегающие пласты горных пород, в промышленном и гражданском строительстве, в космических исследованиях, гляциологии и др.

    Наибольший объем буровых работ приходится на горную промышленность, где бурение применяется как при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых (МПИ), так и при эксплуатации месторождений.

    Бурение обходится дешевле и осуществляется быстрее, чем сооружение других видов подземных горных выработок, являющихся наиболее трудоемкими и затратными средствами разведки. Геофизические измерения в скважинах являются эффективным методом изучения недр. В практике геологоразведочных работ эти средства комбинируются так, что горными выработками, проходка которых выполняется людьми, проверяются данные бурения, бурением проверяются результаты полевых геофизических исследований, осуществляемых с поверхности (которые с каждым годом играют все большую роль), а геофизические исследования в скважинах (каротаж), в свою очередь, восполняют и корректируют неполные или ошибочные данные разведочного бурения.

    Геологоразведочные скважины как дистанционный метод изучения хотя и дают менее точные сведения о строении недр и полезном ископаемом по сравнению с другими видами горных выработок, в которых человек может находиться на забое, непосредственно в массиве горных пород, тем не менее широко применяются, т. к. бурение:

    • обеспечивает оперативность работ;

    • позволяет исследовать недра на глубинах, недоступных другим видам геологических исследований, с получением фактического материала – керна, шлама горных пород, образцов подземных флюидов, данных ГИС, выполненных непосредственно в недрах в интервале разреза от поверхности до забоя скважины, а также данных исследования недр между стволами удаленных друг от друга скважин (гидропрослушивание);

    • способствует меньшему расходу материальных средств на 1 м проходки и бóльшей безопасности работ по сравнению с проведением горных выработок с участием в подземных работах людей.

      Последнее обстоятельство имеет особо важное значение в связи с тем, что приходится разведывать глубоко залегающие месторождения.

      Удельный вес бурения в разведочных работах возрастает, техника бурения прогрессирует и усложняется. Для многих полезных ископаемых бурение – главное или даже единственное средство разведки, а для ряда ископаемых (вода, нефть, газ, каменная и калийная соль, фосфориты и др.) – средство извлечения полезного ископаемого на поверхность с минимальными затратами.

    Геологоразведочные скважины бурят с целью получения образцов горных пород по всей глубине скважины или большей ее части, изучения геологического разреза и изучения состава и свойств пород. Проведение в скважине различных геофизических исследований с изучением физических и других свойств пород расширяет и уточняет представление о породах в околоствольном пространстве.

    Без бурения не обходится разведка практически ни одного вида полезных ископаемых – как твердых, так жидких и газообразных. На различных стадиях геологоразведочных работ бурят скважины различного назначения: картировочные, опорные, структурные, поисковые, разведочные и др. (см. разд. 1.2).

    Бурение при инженерно-геологических изысканиях широко применяется с целью исследования грунтов для строительства мостов, дорог, плотин, зданий, а также проверки надежности фундаментов и оснований существующих сооружений; в строительстве – при сооружении свайных оснований, противофильтрационных экранов, дренажей, прокладки трубопроводов, кабельных линий и т. д.
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   33
    написать администратору сайта