Проектирование буровых работ при ударно-канатном способе сооружения скважин

При составлении проекта буровых работ тщательно анализируют геолого-технические условия, на основании чего составляют конструкцию скважины, подбирают технологические режимы бурения, оборудование и необходимый буровой инструмент. При этом определяется баланс рабочего времени в смене, за сутки и в целом за период бурения скважины, планируется проведение плановопредупредительного и капитального ремонта оборудования. Все это дает возможность определить плановую производительность труда, техническую и коммерческую скорости сооружения скважин.

Конструкция скважины включает смену диаметров по интервалам, число и глубину спуска колонн обсадных труб, а также способ изоляции затрубного пространства при пересечении водоносных горизонтов. Составляется конструкция скважины на основании геологических условий, цели бурения и конечного диаметра.

Геологическими условиями и физико-техническими свойствами пересекаемых слоев пород определяется число колонн обсадных труб и начальный диаметр скважины, типы буровых снарядов, параметры режимов и технология бурения по тем или иным толщам пород.

Глубина скважины зависит от глубины залегания полезного ископаемого, исследуемого горизонта или от цели бурения. Конечный диаметр скважины зависит от цели бурения или ее назначения. При бурении с целью разведки твердых полезных ископаемых, с чем связана необходимость получения проб, конечный диаметр может быть 114—152 мм. При бурении скважин на воду конечный диаметр определяется типом фильтра и насоса для откачек и должен быть, как правило, значительным — 203—650 мм. При бурении скважины со специальными целями — для замораживания пород, вентиляции, водоотлива или водопонижения, спуска крепежного материала и т. п. — конечный диаметр определяется в каждом конкретном случае и может быть 152—650 мм и более.

Спуск колонн обсадных труб определяется главным образом характером проходимых пород, а также целью бурения — необходимостью изолировать отдельные горизонты друг от друга. В зависимости от наличия слоев неустойчивых пород, их мощности и выхода колонн, определяется необходимое число колонн.

Характер пород и способ спуска определяют величину выхода колонн. В сыпучих и мягких неустойчивых породах выход колонны может быть порядка 30—70 м. При бурении с расширителем в более устойчивых породах выход колонны можно довести до 100—150 м, что важно при бурении эксплуатационных скважин. В случае бурения скважин, подлежащих впоследствии ликвидации, например разведочных, выход колонны не должен превышать 30 м, так как при большом выходе сильно затрудняется процесс ее извлечения при ликвидации.

Башмаки обсадных колонн рекомендуется устанавливать в твердых породах, опустив ниже контакта на 2—3 м. Слои песков следует перекрывать одной колонной, так как в зазор между смежными колоннами может проникнуть песок, и трубы могут быть заклинены (спарены). Это затрудняет или делает невозможным дальнейший спуск второй колонны. При необходимости смены колонн в таких условиях следует перед спуском второй колонны произвести глинизацию нижней части скважины путем забрасывания и трамбования жирной глины или заполнением скважины глинистым раствором.

Таким образом, зная средний выход колонны lср, глубину проектируемой скважины L, можно определить число колонн К по формуле

Зная же число колонн К и конечный диаметр скважины Dk, можно определить и ее начальный диаметр

где А — разность между диаметрами двух смежных колонн, мм.

Обычно принимают А = 50 мм, а при бурении эксплуатационных скважин большого диаметра А = 101 мм (для первых двух колонн).

В соответствии с характером пород и конструкцией скважины выбирают типы забойных инструментов и намечают режимы бурения. Все это сводят вместе с конструкцией скважины в общую таблицу— геолого-технический наряд, — как и при вращательном бурении геологоразведочных скважин.