Курстың тематикалық жоспары

Дәріс тақырыптарының атауы және оның мазмұны	Академиялық сағаттар саны
Дәріс	Тәжірибелік сабақтар	ОСӨЖ	СӨЖ
1. Кіріспе. Пәнді оқытудың маңызы және құрылымы. Жуу сұйықтығын дұрыс таңдамау немесе оның технологиялық қасиеттерінің бұзылуынан пайда болған күрделіктер
2. Жуу сұйықтығының ластануы
3. Жылуға сезімтал таужыныстарда ұңғымаларды бұрғылау
4. Мәңгілік мұзды таужыныстар бойынша ұңғымаларды бұрғылау
5. Жуу сұйықтығын қолдану арқылы мұзды таужыныстарда ұңғымаларды бұрғылау
6. Ауамен үрлеу арқылы мұзды таужыныстарда ұңғымаларды бұрғылау
7. Қарды-фирнді және тұтас мұздарда ұңғымаларды бұрғылау
8. Жұтылу жағдайларында ұңғымаларды бұрғылау
9. Жуу сұйықтықтарын жұтылу белдемдерін бағалау және болжау
10. Геотермалды ұңғымаларды бұрғылау
11.Бұрғылау құралының тұрып қалуы
12.Науалардың түзілуі
13.Алмазды таужыныстарды бұзушы аспапты қыздыру
14.Алмазды таужыныстарды бұзушы аспапта температуралық өрісті тарату
15. Қорытынды. Алмазды таужыныстарды бұзушы аспаптың қалыпты температуралық режимнің бұзылуы кезіндегі жағдайлар
Барлық сағаттар саны

Дәрісті сабақтардың конспектілері

ДӘРІС. Кіріспе. Пәнді оқытудың маңызы және құрылымы. Жуу сұйықтығын дұрыс таңдамау немесе оның технологиялық қасиеттерінің бұзылуынан пайда болған күрделіктер

«Күрделі жағдайларда ұңғымаларды бұрғылау» пәні 5В070600 «Геология және пайдалы қазбалар кен орындарын барлау» мамандығы бойынша бакалаврларды дайындау кезінде негізгі пәннің бірі болып табылады. Бұл пән жоғарыда аталған мамандыққа кіретін «Қатты пайдалы қазбаларда және суға ұңғымаларды бұрғылау» мамандығы үшін де оқылады.

«Күрделі жағдайларда ұңғымаларды бұрғылау» пәнінің мақсатына студентке күрделіктердің негізгі түрлері, олардың себептері мен ұңғыманы бұрғылау үрдісінде олармен күресу әдістері туралы білім беріп, сонымен қатар болашақ маман ретінде студентте күрделі жағдайларда бұрпғылау жұмыстарымен байланысты мәселелерді шешу үшін ғылыми әдістерін игеруге мүмкіндік береді.

Ымаларды бұрғылау кезінде циркуляциялық үрдістер. Ұңғымаларды бұрғыла кезінде циркуляциялық үрдістердің негізгі заңдылықтары

Жуу сұйықтығының шығыны

Таужыныстарды бұзушы аспаптың жұмысы үшін ең қолайлы жағдайлар бұзылған таужыныстардың барлық бөлшектері массивтен бұзылып, забойдан жер бетіне тасымалданғаннан кейін жасалады. Егер жуылу (үрлеу) жеткіліксіз болатын болса, онда забойда ірі бөлшектердің қайта ұсақталуы болады, ал бұл бұрғылау жылдамдығын төмендетіп, қашаулар және коронкалардың тозуын жылдамдатады.

Сорғыштың (компрессордың) қажетті бергіш күшін анықтау кезінде забойда шламнан түзілетін ірі бөлшектерінің тұрақты шығарылуын қамтамасыз ететін ағыстың жылдамдығына байланысты болады. Бұл жылдамдылық υ үшін келесі қатынас қолданылады:

υ =ω+u, (1.1)

 

мұндағы ω – бөлшектер ілмелі күйде орналасатын көтеру ағысының шекті жылдамдығы, м/с; u – бөлшектерді шығарудың қажетті жылдамдығы (ағып келу қозғалысының жылдамдығы), м/с.

ω анықтау үшін келесі жалпы формула қолданылады [1]:

 

ω= , (1.2)

 

мұндағы – бөлшектің эквивалентті диаметрі, яғни көлемі бойынша бөлшекке эквивалентті болып келетін шардың диаметрі, м; – таужыныстың тығыздығы, ; ρ – жуу ортасының тығыздығы, ; g – еркін құлау үдеуі, ; с – шар түсетін ортаның шексіз кедергі көрсеткіші (Прандтлю-Годен бойынша).

Кедергі көрсеткіші с мінсіз сфера пішінді дене үшін де тұрақты мән бола бермейді және дене ортасын айналу өтіп режимін сипаттайтын Рейольдс параметріне күрделі тәуелділікте болады.

Шарлар үшін орташа с ~ 0,5 мәнін қабылдай отырып, (1.2) формуласынан шамалап есептеу үшін қолднылатын Риттингер форумаласын алуға болады.

 

= (1.3)

(1.3) формуласы мінсіз сфералы пішінді бөлшектер үшін де шамалап есептеуге ғана арналған. Қазіргі уақытта шекті жылдамдылықты ω анытау үшін келесі формула біршама нақты болып келеді:

 

ω= , (1.4)

 

және ол жоғары нақтылықпен [1] Re = 0,5÷ диапазонында «стандартты қисықты» с= f (Re) сипаттайтын шекті тәуелділіктің логарифмдік заңдылық негізінде алынған. Бұл формулада v – жуу ортасының кинематикалық тұтқырлықтың көрсеткіші, ; Ar – Архимедтіңм шексіз параметрі,

 

 

Әртүрлі температураларда ждуу сұйықтығының және ауаның физикалық қасиеттері 1 кестеде берілген.

Мінсіз сфералы пішінді шламның бөлшектері кездеспейді. Үш негізгі бұрыс пішіндер – іргелі, ұзартылған және жазық пішіндер үшін ω мәні сәйкесінше 0,7; 0,6 және 0,5 тең болатын түзету көбейткіштерін қолдану қажет.

Ең ірі бөлшектің сипаттық өлшемін қатты қоспалы коронканың шығарылатын кескіштеріне, алмазды коронканың шеткі жуу арнасының тереңдігіне, шарошкалы қашаудың тістер қадамына және т.с.с. сәйкес қабылдау қажет.

Бөлшектерді шығару жылдамдығы и (0,1-0,3)ω тең деп алынады және де ұңғыманың тереңдігі және бұрғылаудың механикалық жылдамдығы жоғары болған сайын оның мәні де жоғары болады. ω мәнін анықтап және и мәнін бергеннен кейін (1.1) формуласы бойынша көтеру ағысының қажетті жылдамдығын υ анықтайды. Егер көтеру ағысының жылдамдығы біршама ірі бөлшектерді шығару үшін жеткілікті болатын болса, онда ұңғыма қалған барлық шамалы өлшемді бөлшектерден тазаланады.

Тура циркуляция кезінде жуу сұйықтығының қажетті шығыны келесі формуламен анықталады.

 

(1.5)

 

мұндағы D – әдетте ұңғыма сағасындағы шегендеу құбырлардың немесе ұңғыманың ең жоғарғы ішкі диаметрі, м; – бұрғылау құбырлардың сыртқы диаметрі, м; – жергілікті жоғарғы бұрғылануына, қуыстардың болуына және т.б. себептерге байланысты оқпан бойынша ағыстың бірқалыпсыз жылдамдығын ескеретін көрсеткіш

Жуу сұйықтығымен кез келген бұрғылау жағдайларында көтеру және төмендету ағыстарындағы сұйықтықтың тығыздығының орташа мәнінің айырмашылығы 3% аспауы қажет, яғни көтеру ағысындағы шламның шоғырлануы жоғары болмады, себебі бұл жағдайларда уақытша циркуляция тоқтаған кезінде ұңғыманың шламдану қауіпі жоғарлайды.

Бұрғылаудың әртүрлі түрлері және жағдайлары кезінде жуу ортасының көтеру ағысыны жылдамдығының тәжірибемен орнатылған мәндері қолданбалы есептеулерде қолданылады. 1.1 кестеде әртүрлі таужыныстарды бұзушы аспаптарды олдану арқылы колонкалы бұрғылау кезіндегі судың немесе тұзды ерітіндінің және қалыпты сазды ерітіндінің (тұздалған) көтеру ағыстарының ұсынылған жылдамдылықтары берілген.

Көтеру ағысы жылдмадығының жоғары мәндері жоғары бұрғылау жылдамдықтары, яғни уақыт бірлігінде көп шлам түзілетін және шламның мөлшері жоғары болатын кездерінде қабылданады; кіші мәндер – керісінше жағдайларда, сонымен қатар бұрғыланып жатқан таужыныстар тұрақсыз және тез шайылатын кездерде қабылданады. Бұрғылаудың механикалық жылдамдығына қарағанда белсеңді жуу қамтамасыз ететін артықшылықтарды сақтау үшін борпылдақ және нашар байланысқан таужыныстарда жоғары сапалы химиялық өңделген сазды ерітінділер, оның ішінде тұзға тұрақты палыгорскитті саздар, сонымен қатар арнайы ерітінділер қолданылады.

Шламның ірі бөлшектерін шығаруға қажетті ауаның көтеру ағысының жылдамдығы (1.1), (1.2) формулалармен анықталуы мүмкін. Ұңғыманың қабырғасы және бұрғылау құбырлар арасындағы саңылауда көтеру ағысының жылдамдығы келесіге тең: шарошкалы және қалақты қашаулармен бұрғылау кезінде – 15-18 м/с; қатты қоспалы коронкалармен 10-12 м/с. Алмазды бұрғылау кезінде ауаның шығыны шламның шығуымен емес, құралдың салқындау жағдайлармен анықталады және ол жоғарғы мәндерге ие болуы қажет.

 

 

1.1 кесте