Технология бурения.

Минерально-сырьевая база имеет определяющее значение в обеспечении высо-ких и устойчивых темпов развития экономики страны.

Условия залегания полезных ископаемых в недрах Земли, их качество и вели-чина запасов, экономическая целесообразность эксплуатации месторождения опреде-ляются с помощью горно-разведочных выработок и разведочно-буровых скважин. В связи с большей скоростью проведения и меньшей стоимостью 1 м проходки буро-вые скважины имеют больший удельный вес.

В нашей стране создан значительный арсенал новых технических средств, поз-воляющих внедрять высокоэффективные способы бурения геологоразведочных сква-жин. Много внимания при этом уделяется повышению уровня механизации трудо-емких операций на буровых работах.

Применение буровых работ не ограничивается разведкой месторождений по-лезных ископаемых. Они используются во многих отраслях народного хозяйства.

По целевому назначению буровые скважины классифицируют на геолого-разведочные, эксплутационные и технические.

Геологоразведочные скважины используют при проведении геологоразведочной съемки (картировочные скважины) с целью определения наличия в данном районе того или иного полезного ископаемого (поисковые скважины), для вскрытия верхних горизонтов земной коры с целью испытаний физико-механических свойств грунтов для нужд промышленного и гражданского строительства (инженерно-геологические скважины), с целью оконтуривания и определения запасов полезного ископаемого на данном месторождении (разведочные скважины), при рассмотрении подземных вод, условий их залегания, дебита и химического состава (гидрогеологические скважины), для проведения подземных взрывов при сейсмической разведке (сейсмические скважины), с целью измерения параметров геофизических свойств горных пород (параметрические скважины).

Эксплутационные скважины сооружают для добычи из подземных недр пресных и минеральных вод (водозаборные скважины), нефти и природного газа (нефтяные и газовые скважины), различных минеральных солей, при подземной газификации углей, а также для нагнетания растворов кислот, растворяющих минералы полезного ископаемого с последующим выносом его на поверхность (геотехнологические скважины).

Технические скважины имеют весьма различное назначение.

Их применяют при следующих процессах:

1. разработке месторождений полезных ископаемых для отделения твердой породы от массива силой взрыва заложенных в них зарядов (взрывные скважины);

2. сооружении или ремонте дамб, плотин для нагнетания в пористые породы цементного раствора, жидкого стекла или различных смол;

3. проходке горных выработок в водоносных породах с целью замораживания последних;

4. осушении карьера или участка под строительство путем снижения подземных вод (водопонизительные или дренажные скважины);

5. осушении горных выработок путем спуска воды из одного подземного горизонта нам другой (водоспускные скважины);

6. создании подземных хранилищ для газообразных и жидких веществ;

7. подземных разработках полезных ископаемых для прокладки кабелей, воздуховодов, водоотлива и вентиляции, тушения подземных пожаров, отвода газа из загазованных выработок.

Развитие народного хозяйства и непрерывный рост потребности различных видов минерального сырья требуют не только постоянного наращивания разведанных запасов полезных ископаемых, но и бережного, рационального расходования богатств земных недр, сохранения природных богатств для будущих поколений.

Технологией бурения скважин называется способ, последовательность и режим выполнения процессов и операций, связанных непосредственно с углублением скважины. Технология бурения должна обеспечивать высокую производительность и качество работ при минимальной вероятности аварий и наибольшем экономическом эффекте. Выполнение этих требований во многом зависит от режима процесса «соб-ственно бурение».

Режимом бурения скважины называется определенное сочетание параметров, от которых зависят условия работы бурового инструмента.

Основные параметры режима вращательного бурения осевая нагрузка на поро-доразрушающий инструмент С, частота вращения снаряда п, качество промывочного агента и его расход Q.

Параметры режима бурения подбирают в соответствии с характером и физико-механическими свойствами пород, глубиной скважины и ее состоянием, типом поро-доразрушающего инструмента и его качеством, возможностями применяемых техни-ческих средств.

Режим бурения скважин может быть оптимальным, рациональным и специальным.

Оптимальным называется режим бурения с наиболее благоприятным для дан-ных условий сочетанием параметров, возможных при современных достижениях науки и техники и обеспечивающих максимальную механическую скорость проходки, высокие качества и экономичность работ.

Рациональным режимом называется наиболее благоприятное сочетание пара-метров для конкретных условий с учетом возможностей применяемых технических средств, при котором обеспечиваются наиболее высокие показатели.

Специальный режим обусловливается необходимостью получать только вы-сокие качественные показатели, подчас в ущерб количественным, или наоборот. Например, для повышения качества керна снижают осевую нагрузку, частоту враще-ния снаряда, интенсивность промывки, ограничивают проходку за рейс, в связи с чем снижается механическая скорость проходки.