Проходка бурения - это строительство шахтных столбов, скважин с использованием буровых установок.
Можно проходку обеспечить лопатой и трудом разнорабочих.
Для быстроты проходки, при сооружении горной направленной выработки большой площади используют вскрышной метод.
А при при сооружении горной направленной выработки малого диаметра не обойтись без бурения.
Технологический процессе бурения предполагает перемалывание горных пород специализированным оборудованием.
Во время техпроцесса ствол заполняется водой или специальным буровым раствором.
Буровой раствор:
- создает гидростатическое давление,
- обеспечивает перемещение горной породы на поверхность.
Существуют различные схемы движения растворов по трубам.
Прямая схема циркуляции предполагает подачу жидкости специальными насосами.
- жидкость перемещается по стволу,
- пульпа поднимается по трубам вверх при помощи эрлифта - струйного насоса, использующего сжатый воздух.
- на поверхности пульпа очищается от породы в отстойниках или ситогидроциклонной установке, которая предназначена для очистки бурового раствора от выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин, получения шлама пониженной влажности.
- применяется в составе циркуляционных систем буровых установок при безамбарном и малоотходном бурении.
Если необходимо гидротранспортировать гидрофильные и рыхлые породы, вместо водного раствора применяются специальные глиняные растворы, которые, образуя на стенах труб своеобразную мембрану, позволяют транспортировать горные породы без использования жидкости, что повышает эффективность процесса.
Ограничить мощность и грузоподъемность оборудования позволяет фазное бурение, представляющее проходку на нужную глубину и диаметр.
Буровой раствор остается в выработке, крепь монтируется на поверхность и опускается в ствол.
Отдельные секции крепи последовательно опускаются и стыкуются в стволе.
Направление и стыковка производятся снизу вверх.
Тампонажа пространства и удаление раствора из ствола производится после установки крепи на максимальную глубину.
Скорость проходки зависит от оптимальности режимов бурения, в тч специальных режимов, которые могут решать задачи:
- проводки скважины через поглощаюшие пласты,
- обеспечения:
- минимального искривления скважины,
- максимального выхода керна,
- качественного вскрытия продуктивных пластов.
Показателями эффективности бурения нефтяных и газовых скважин являются:
- проходка на долото,
- механическая и рейсовая скорости бурения.
Проходка на долото Hд (м) определяет расход долот на бурение скважины и потребность в них по площади и УБР в целом, число СПО, изнашивание подъемного оборудования, трудоемкость бурения, возможность некоторых осложнений.
Проходка на долотозависит от абразивности пород, стойкости долот, правильности их подбора, режимов бурения и критериев отработки долот.
Vм = Hд / Тм
где Hд - проходка на долото, м;
Тм - продолжительность механического разрушения горных пород на забое или время проходки интервалов, час.
Vм может быть также определена по отдельному долоту, отдельному интервалу, всей скважине Lс, по УБР и тд:
Vм = Lс / Тм
Механическая скорость характеризует эффективность разрушения горных пород, правильность подбора и отработки долот, способа бурения и режимных параметров, величину подведенной на забой мощности и ее использование.
При снижении механической скорости углубления забоя долото нужно поднимать на замену.
Рейсовая скорость
Vр = Hд / (Тм + Тсп),
где Hд - проходка на долото, м
Тм - продолжительность работы долота на забое, час,
Тсп - продолжительность спуска и подъема долота, наращивания инструмента, час.
Рейсовая скорость определяет темп проходки ствола, который зависит от отработки долота, от объема и скорости выполнения СПО.
Долото, поднятое при достижении максимума рейсовой скорости, обеспечивает наиболее быструю проходку ствола.
Средняя рейсовая скорость по скважине выражается:
Vр = Lс / (Тм + Тсп).
Наибольшая эффективность проходки бурения достигается при использовании оптимального сочетания параметров режима бурения, который зависит от физико-механических свойств горной породы, конструкции долота, глубины залегания разбуриваемой породы и других факторов.
