Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В данном дипломном проекте описаны технические средства и технологические параметры по бурению скважин на участке Хрустальный месторождения Дукат.

В проекте приведены геологические характеристики территории, произведён расчёт технологических параметров бурения, подобрана буровая установка по условиям бурения и основное технологическое оборудование. Произведен финансовый расчёт сметной стоимости проектируемых работ. Рассмотрены мероприятия по охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности. Специальная часть проекта посвящена обоснованию и выбору оптимальных импрегнированных коронок.

Количество страниц - 99, таблиц - 36, рисунков - 19.

The summary

In the degree project means and technological parameters on drilling at the site of the Crystal field Dukat.

In the project geological characteristics of territory are resulted, account of technological parameters of drilling is made, chisel installation is picked up for conditions of drilling and the basic process equipment. The financial estimate of the estimate of cost of designed works is made. Actions for preservation of the environment and safety of ability to live are considered. The special project segment is devoted a substantiation and a choice optimum a impregnated bits.

Quantity of pages - 99, tables - 36, figures - 19.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЕОЛОГО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ

1.2 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА

1.2.1 СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1.2.2 ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1.3 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ УЧАСТКА

1.3.1 СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ЗАЛЕЖИ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД

1.3.2 УСЛОВИЯ ЗАЛЕГАНИЯ И МОРФОЛОГИЯ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО

1.4 ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО

1.5 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРНЫХ ПОРОД УЧАСТКА

1.6 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА

1.7 ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1.8 МЕТОДИКА ПРОЕКТИРУЕМЫХ РАБОТ

1.8.1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ УЧАСТКА БУРОВЫХ РАБОТ

1.8.2 ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ

1.8.3 БУРОВЫЕ РАБОТЫ

1.8.4 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

1.8.5 ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

1.8.6 ОТБОР КЕРНА

1.8.7 КАМЕРАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

1.8.8 ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ

1.8.9 СВОДНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРОЕКТИРУЕМЫХ РАБОТ

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ РАНЕЕ НА ОБЪЕКТЕ БУРОВЫХ РАБОТ

2.2 ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ БУРЕНИЯ

2.3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИНЫ

2.4 ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ

2.5 ВЫБОР БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА И ОБОРУДОВАНИЯ

2.6 ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ

2.7 ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ

3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

3.2 ВИДЫ ОСЛОЖНЕНИЙ И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

3.3 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ОСЛОЖНЕНИЙ

3.4 РОЛЬ ПРОМЫВОЧНОЙ СРЕДЫ В ПРЕДУПРЕЖДЕНИИ ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ В ММП

3.5 МЕТОДИКА ВЫБОРА И ИСПЫТАНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА

3.6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫБРАННОГО РАСТВОРА

4.ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

4.2 СВОДНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРОЕКТИРУЕМЫХ РАБОТ

4.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ

4.4 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОПОГЕОДЕЗИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ

4.5 ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ

4.5.1 БУРОВЫЕ РАБОТЫ

4.5.2 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ, СОПУТСТВУЮЩИЕ БУРЕНИЮ

4.5.3 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА БУРОВЫХ УСТАНОВОК

4.6 КАМЕРАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

4.7 СТРОИТЕЛЬСТВО ВРЕМЕННЫХ ЗДАНИЙ СВЯЗАННЫХ С ПОЛЕВЫМИ РАБОТАМИ

4.7.1 ЕЖЕСМЕННАЯ ДОСТАВКА БУРОВЫХ БРИГАД

4.7.2 ВАХТОВЫЕ ПЕРЕВОЗКИ

4.8 ПРОЧИЕ ВИДЫ РАБОТ И ЗАТРАТ

4.9 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ

4.10 ОБЩАЯ СМЕТНАЯ СТОИМОСТЬ ГРР

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 ОХРАНА ТРУДА

5.2 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

6. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

6.1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

6.2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ НЕДР И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

6.3 ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА

6.4 ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

6.5 ОХРАНА ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

6.6 ОХРАНА РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО МИРА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Тема данного дипломного проекта была выбрана исходя из материалов, полученных при прохождении производственной практики и посвящена проектированию буровых работ на стадии доразведки на участке Хрустальный Дукатского месторождения, находящегося в Магаданской области.

Основной задачей является уточнение вещественного состава руд и вмещающих пород. С этой целью проектируются следующие виды работ: бурение разведочных скважин, лабораторные исследования свойств горных пород, топографо-геодезические и геофизические работы.

В общей части дается геологическая характеристика участка проектируемых работ, обосновываются методика их проведения и объемы.

В технической части проектируются буровые работы и обосновываются технические решения, направленные на совершенствование технологии бурения скважин.

В специальной части исследуются рецептуры бурового раствора для устранения и предотвращения осложнений при бурении скважин в условиях вечной мерзлоты.

1. ГЕОЛОГО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Общие сведения о районе работ

Месторождение Дукат расположено на северо-востоке РФ в Омсукчанском районе Магаданской области в 650 км от г.Магадан и в 40 км от п.Омсукчан. В области существует прямое автомобильное сообщение с г.Магадан, в котором расположен один из крупнейших на Дальнем Востоке портов. Грузы и продовольствие для района доставляются из г. Магадан по грунтовой дороге II-III классов.В пределах участка расположена сеть грунтовых дорог.

Дукат является крупнейшим в России и третьим в мире месторождением по запасам и объемам производства серебра.

рис. 1. Географическая схема расположения месторождения «Дукат»

Открыто в 1968 г. в ходе геологической съемки 1:50 000 масштаба (Т.И. Иевлева, 1968 г.; В.Г. Бростовская, 1970 г.). Рудный район (размером 30x50x200 км) охватывает удлиненный в север-северо-западном направлении Балыгычано-Сугойский гребенообразный прогиб.

Экономическая благоприятность освоения месторождения обусловлена расположением его в сфере влияния горнодобывающей промышленности Омсукчанского района, основанной собственно на базе самого золото-серебряного месторождения.

Водоснабжение производственных объектов осуществляется за счет отбора подземных вод из скважин, расположенных вблизи поселка Дукат. Вода на буровую площадку транспортируется водовозками, или забирается помпой из ближайших канав с талой водой.

Месторождение расположено в зоне континентального климата с суровой длительной зимой и коротким летом. Для этой зоны характерны: избыточное увлажнение, холодное лето, снежная зима. А также месторождение «Дукат» находится в зоне вечной мерзлоты. Мощность многолетней мерзлоты составляет от 300 м. Средняя температура пород -4,5 °C.

Район занят древесно-кустарниковой растительностью, животный мир не многообразен.

На участке работ присутствуют линии электропередач.

Районный коэффициент к зарплате равен 1,7.

Срок полевых работ: июнь-август. Минимально возможная температура воздуха в период проведения работ составляет -60С, максимальная +200С.[4]

1.2 Геологическое строение района

1.2.1 Стратиграфическая характеристика

Глубинное строение центральной части Дукатского рудного района было изучено авторами (Константинов и др., 1997). Обработка гравиметрических данных масштабов 1:1 000 000 и 1:200 000 выполнена с применением методики «Гравискан» (Данковцев, 1993). На мелкомасштабных разрезах, составленных по материалам масштаба 1: 1 000 000, под рудным районом выделяются многоярусные субгоризонтальные линзы разуплотнения, приуроченные к горизонтальным тектоническим и стратиграфическим разделам земной коры на глубинах 40-60 км и около 10 км.

Дукатский рудный узел представляет собой долгоживущую вулкано-тектоническую депрессию (рис. 2, 3).

Рис. 2 Дукатский рудный узел (Стружков, Константинов, 2005)

Рис. 3 Геологический разрез через Дукатский рудный узел(Стружков, Константинов, 2005)

- четвертичные аллювиальные отложения; 2 - верхнемеловые риолиты, игнимбриты риолитов (игнимбритовая риолитовая формация рудоносной андезит-игнимбрит-гранодиоритовой ВПА); 3 - нижне-верхнемеловые андезиты и туфы андезитов (андезитовая формация); 4 - нижнемеловые угленосные терригенные отложения (молассовая терригенная континентальная формация); 5 - нижнемеловые риолиты, игнимбриты риолитов (риолитовая формация); 6 - триасовые терригенные отложения (алеврито-аргиллитовая формация); 7 - палеогеновые дайки андезито-базальтов андезито-базальтовая формация);8-10 - позднемеловой интрузивный комплекс: 8 - дайки фельзитов, 9 - субвулканические риолиты (риолитовая формация рудоносной андезит-игнимбрит-гранодиоритовой ВПА), 10 - граниты (гранодиорит-гранитная формация); 11-13 - ранне-поздне-меловой интрузивный комплекс: 11 - субвулканические риодациты (риодацитовая формация), 12 - гранодиориты (гранодиорит-гранитная формация), 13 - диоритовые порфириты; 14-15 - раннемеловой интрузивный комплекс (риолитовая формация): 14 -риодациты, 15 -мелкопорфировые риолиты; 16-разломы; 17-19-линейные зоны гидротермальных изменений: 17-кварц-биотит-хлоритовые, 18 - кварц-серицит-гидрослюдистые, 19 - кварц-серицит-монтмориллонитовые; 20 - рудные тела; 21 -25 - месторождения и рудопроявления: 21 - золото-серебряные, 22 - серебро-полиметаллические, 23 - олово-серебряные, 24 -касситерит-силикатные, 25 - неясной формационной принадлежности.

Основание депрессии сложено смятыми в складки триасовыми терригенными породами алеврито-аргиллитовой формации, относящимися к верхоянскому комплексу.

Раннемеловая депрессия (диаметром около 30 км) выполнена угленосной нижнемеловой молассой и обрамляющими ее раннемеловыми вулканитами риолитовой формации. Внедрение раннемеловых кислых субвулканических тел и излияние лав риолитовой формации происходило из центров извержений, расположенных в зонах дуговых разломов по периферии депрессии. Унаследованность развития дуговых разломов проявилась во внедрении вдоль них позднемеловых субвулканических тел риолитового состава. Раннемеловая риолитовая формация представлена главным образом высококалиевыми ультракислыми эффузивами: риолитами и игнимбритами риолитов. Мощность кислых нижнемеловых пород варьирует от первых сотен метров до более чем километра. Эти образования с резким угловым несогласием залегают на подстилающих породах верхоянского комплекса. Разрез раннемеловых отложений завершает терригенная угленосная формация, представленная континентальными аллювиальными и озерными отложениями. Общая мощность нижнемеловых угленосных отложений колеблется от 1500 до 3000 м.

Рудовмещающий раннемеловой риолитовый комплекс в значительной части депрессии перекрыт более поздними отложениями. Тем не менее, его присутствие на глубине фиксируется полосой распространения кислых пород в перекрывающих позднемеловых игнимбритах. Присутствие на глубине компетентных пород риолитового комплекса фиксируется на поверхности ареалами распространения поздних палеогеновых даек и повышенной концентрации мелких разрывных нарушений. Ближе к центру депрессии, в области развития мощных угленосных отложений, дайки практически отсутствуют.

Наложенная позднемеловая депрессия сложена двумя вулканогенными формациями: нижне-верхнемеловой андезито-дацитовой и верхнемеловой игнимбрит-риолитовой. Вулканиты нижне-верхнемеловой формации, мощность которых достигает 400-500 м, со стратиграфическим несогласием залегают на нижнемеловых отложениях. В основании данной толщи на отдельных участках рудного узла залегает мощный (около 100 м) горизонт конгломерато-брекчий. Вулканиты верхнемеловой формации, относящиеся к рудоносной позднемеловой андезит-игнимбрит-гранодиоритовой ВПА, мощность которых составляет 700-800 м, представлены риолитами и игнимбритами риолитов.

Выделяются раннемеловой интрузивный комплекс (риодациты, мелкопорфировые риолиты); ранне-позднемеловой интрузивный комплекс (субвулканические риодациты, гранодиориты, диоритовые порфириты); позднемеловой интрузивный комплекс (дайки фельзитов, субвулканические риолиты, граниты).

Для рудного узла характерна отчетливая зональность оруденения: в его центральной части развиты золото-серебряные, затем -- серебро-полиметаллические, а по периферии -- олово-серебряные месторождения. В пределах рудного узла известны четыре рудных поля: Дукатское, Красинское, Мечтинское и Тидидское, связанные с позднемеловой рудоносной андезит-игнимбрит-гранодиоритовой ВПА. Дукатское золото-серебряное рудное поле приурочено к ультракислым, ультракалиевым раннемеловым вулканитам. Известные рудные поля тяготеют к участкам пересечения субмеридиональных рудоконтролирующих разломов (предполагаемых кулис регионального рудоконтролирующего разлома) и локальных дуговых магмоконтролирующих разломов. Между геометрическими центрами рудных полей намечается шаг, близкий к 10 км.[2]

1.2.2 Тектоническая характеристика

Рудный район располагается в пределах Омсукчанского рифтогенного прогиба, представляющего собой отчетливо наложенную на складчатые осадочные образования орогенную межгорную впадину, заложенную в раннемеловое время вдоль субмеридианной зоны глубинных разломов. Структура выполнена мощной континентальной угленосной молассой, несогласно перекрытой последовательно сформировавшимися покровами андезитов и риолитов с завершающими субвулканическими фациями. Обрамление впадины сложено преимущественно триасовыми и юрскими отложениями геосинклинальных формаций. Широко развиты мелкие и крупные многофазные интрузивы гранитов, гранодиоритов, диоритов ранне-позднемелового возраста, а также позднемеловые дайки риолитов, риодацит-порфиров и палеогеновых базальтов.

В региональном плане рудный район приурочен к блоку, ограниченному субширотными поперечными разломами, которые определяют распределение тектоно-магматических зон, депрессий, блоков основания впадины и интрузивно-купольных поднятий.

Главным структурным элементом рудного поля является область пересечения Омсукчанского субмередионального и Буюндино-Гижигинского глубинных разломов и оперяющих их нарушений. По периферии развиты угленосные отложения омсукчанской серии, несогласно перекрытые полого залегающими покровами андезитов с горизонтами конгломератов, туфов и риолитами. Весьма широко развиты субвулканические тела разнообразной формы, трещинные интрузии и дайки риолитов, брекчий риолитов, штоков диоритов, опоясывающих полукольцом купольную структуру с севера. Характерны полукольцевые дайки риолитов на востоке и юге. В центральной части рудного поля на глубине 1200-1500м структурными скважинами вскрыта крупная интрузия биотитовых гранитов и гранодиоритов, метаморфизующих вулканитов. Поднятие рассечено сериями (полосами) даек базальтов северо-восточного простирания. Основной рудовмещающий комплекс сложен нижнемеловыми ультракалиевыми риолитами, игнимбритами риолитов с горизонтами аргиллитов. В субвулканических риолитах нижнемелового возраста размещаются трубчатые тела и жилы с серебрянной и серебряно-полиметаллической минерализацией. Последние развиты по перефирии рудного поля [3].

Рис. 4. Геолого-структурная схема месторождения Дукат(по М.М. Константинову, В.Е. Наталенко, А.И. Калинину, С.Ф. Стружкову, 1998)

1 - верхнемеловые покровы риолитов; 2 - нижне-верхнемеловой межформационный горизонт конгломерато-брекчий с покровами андезитов; 3 - нижнемеловые угленосные отложения с силламиандезито-базальтов и базальтов; 4-10 - рудовме-щающая нижнемеловая толща: 4 - мелкопорфировые риолиты, 5 - игнимбриты риолитов, 6 - афировыериолиты, 7 - витро-кластические игнимбриты, 8 - сферолоидныериолиты, 9 - риодациты, 10 - горизонты аргиллитов; 11 - триасовые сланцы; 12 -раннемеловые субвулканические невадитовые риолиты; 13 - позднемеловые субвулканические риолиты; 14 - позднемеловые гранодиориты; 15 - позднемеловые биотитовые лейкограниты; 16 - позднемеловые дайки базальтов; 17 - рудные тела: а - выходящие на дневную поверхность, б - экранированные.

1.3 Геологическое строение участка

1.3.1 Строение и состав залежи полезного ископаемого и вмещающих пород

Триасовая система

Верхний отдел

Рэтский ярус (T3r)

Отложения рэтского яруса представляют собой чередование риолитов и рудного интервала, состоящего из кварцита и рудной минерализации золота и серебра.

Нижняя часть яруса представлена риолитами - породы светлого зеленовато-серого цвета с мелкими порфировыми выделениями полевого шпата, биотита. Породы монолитные, устойчивые, а также имеют слабую степень проницаемости. Мощность залегания составляет 53 м.

Средняя часть яруса представлена игнимбритами риолитов - горная порода, состоящая в основном из мелких частиц вулканического стекла, обломком пемзы и кристаллов. Породы сильнотрещиноватые, среднеустойчивые, а также имеют частичную степень проницаемости. Залегают прослойками.

Верхнюю часть яруса слагают трещиноватые, устойчивые, слабо проницаемые, окварцованные риолиты, мощностью до 80 м.

Меловая система

Нижний отдел

Альбский ярус (K1al2)

Нижняя часть альбскогоя руса представлена трещиноватыми алевролитами и дроблеными углистыми сланцами. Породы среднеустойчивые и проницаемы, мощностью до 15 м.

Верхняя часть яруса представлена алевролитами черными и песчаником мелкозернистым. Породы трещиноватые, среднеустойчивые и проницаемые. Мощность залегания до 35 м.

Меловая система

Верхний отдел

Сантонский ярус (К2t)

Сантоский ярус представлен алевролитами с прослойками углей и конгломератми. Породы слабопроницаемы, трещиноватые, среднеустойчивые. Мощность залегания до 40 м.

Четвертичные отложения (Q)

Четвертичным отложением на данном участке является делювий - скопление рыхлых продуктов выветривания горных пород у подножия и у нижних частей возвышенностей, состоящий из осадочных горных пород, таких как алевролиты и риолиты. Четвертичные отложения являются временно неустойчивыми, а также имеют мощность до 7 м.

1.3.2 Условия залегания и морфология полезного ископаемого

На участке работ под четвертичным чехлом залегают меловые отложения с небольшими участками кислых интрузивных магматических пород (рис.5)



Условные обозначения: C2 - обозначение ресурсов месторождения;- площадь распространения пород туронского яруса ;- устье скважины и ее направление; - рудоносная жила.

Рис. 5. План участка проектируемых работ



рис. 6. Геологический разрез участка

1.4 Вещественный состав полезного ископаемого

На участке, как и на всем месторождении, явное преобладание запасов серебра.

В распределении оруденения наблюдается отчетливый литологический контроль. Наибольшее количество руды сосредоточено в нижних игнимбритах риолитов и афировых риолитах. Оруденение богатое и неравномерное. Резкая неоднородность строения и состава толщ, слагающих интрузивно-купольное поднятие, обусловили многоярусное экранирование золото-серебряного оруденения. Геолого-структурная позиция рудных столбов, нередко превышающих в 15-20 раз средние содержания, определяется различными факторами: сочленением разнонаправленных рудовмещающих структур, участками пересечения с крупными рудоконтролирующими разломами, перегибами рудовмещающих разломов по простиранию и падению, узлами пересечения с зонами дорудной трещиноватости, выполненными в пострудный этап дайками базальтов, экранированием горизонтами осадочных пород внутри рудовмещающего комплекса, толщей угленосных осадочных отложений омсукчанской серии, мощными раздувами стволовых жил, участками проявления многократного дорудного и синрудного брекчирования.

По вещественному составу, продуктивности и золото-серебряному отношению на месторождении выделяются три природных типа руд: кварц-сульфидный - 1%, кварц-хлорит-адуляровый - 50%, кварц-родонитовый - 49%. Золото-серебрянное отношение (Au/Ag) в кварц-хлорит-адуляровых 1 : 340, в кварц-родонитовых - 1 : 550. Идентичность минералов - концентраторов серебра в различных типах руд, структур и текстур определяют единую технологическую схему обогащения.

1.5 Физико-механические характеристики горных пород участка

С учетом материалов геолого-методической части проекта и собранных данных были определены основные свойства горных пород: буримость, абразивность, трещиноватость, устойчивость, проницаемость и пр.

Физико-механические свойства горных пород, слагающих разрез скважины, представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Статиграфический индекс	Мерзлота	Литологическое описание ГП	Интервалы пород	Плотность ГП с, кг/м3	Твердость ГП по штампу, Ршт, 10 МПа	Динамическая прочность	Коэффициент абразивности, kабр	см	Категория пород по буримости	Трещиноватость ГП
			от	до
Q	-30С	Делювий	0	7	-	-		-	-	VI	-
К2t		Алевролиты	7	10	2300	200	12	0,5	10,9	VII	трещ.
		Сланцы углистые	10	13	2400	210	6,4	0,6	6,6	VI	трещ.
		Алевролиты дробленые	13	18	2600	220	12	0,5	10,9	VII	сильнотрещ.
		Конгломераты	18	25	2900	310	13,2	1,3	25,7	VIII	трещ.
		Алевролиты с прослойками углей	25	46	2650	170	6,5	0,4	5,8	VI	трещ.
K1al2		Песчаники мелкозернистые	46	65	2500	160	4,3	1,1	10,5	VI	слаботрещ.
		Алевролиты черные	65	78	2700	200	12	0,5	10,9	VII	трещ.
		Углистые сланцы дробленые	78	84	2450	150	6,4	0,6	6,6	VI	сильнотрещ.
		Алевролиты трещиноватые	84	92	2700	230	12	0,5	10,9	VII	трещ.
T3r	-20С	Риолиты трещиноватые	92	103	2600	500	14,7	1,3	33,5	X	трещ.
		Песчаники окварц.	103	107	2550	210	10,8	1,8	30,7	IX	трещ.
		Риолиты с прослойками туфов, игнимбритов	107	177	2600	500	14,3	1,3	30,7	X	трещ.
		Сильнотрещиноватые риолиты	177	185	2600	480	13,9	1,2	29,3	IX	сильнорещ.
		Риолиты монолитные	185	200	2700	550	10,8	1,3	30,7	X	монолитные

1.6 Гидрогеологическая характеристика участка

Участок находится в области распространения мощной толщи многолетнемерзлых пород, мощность ее составляет до 300 м. Средняя температура пород -4,5 °C. Оттаивание мёрзлых пород в летний период, как правило, обычно не превышает 2 м.

По своему режиму и характеру залегания подземные воды подразделяют на надмерзлотные (грунтовые воды; они расположены в эллювиально-делювиальных образованиях), межмерзлотные (находятся в твердой фазе в виде линз льда), подмерзлотные (они расположены в трещиноватых песчаниках и песчано-глинистых сланцах).

Основными каналами фильтрации подземных вод месторождения служат ослабленные зоны близ тектонических разломов. Воды слабо гидрокарбонатные.

Дебит подземных вод незначительный и не окажет существенного влияния на бурение скважин.

Вода для промывки скважин бралась из искусственных каналов, заранее приготовленных бульдозером. Источник вод - талые воды.

Все пройденные скважины являлись сухими.

1.7 Геолого-экономическая оценка месторождения

Месторождение Дукат входит в один из пяти объектов, на которых в настоящее время ОАО «Полиметалл» ведет активную добычу драгоценных металлов.

По данным Silver Institute, Дукат занимает сегодня второе место в мире по запасам серебра и третье -- по объемам производства серебра.

На сегодняшний день месторождение обеспечивает более 60% запасов и 50% добычи серебра в стране. Прогнозируемый период эксплуатации месторождения - не менее 20 лет.

Запасы руды и минеральные ресурсы месторождения Дукат по состоянию на 30.09.2006:

Таблица 1.2.

	Руда, тыс. т	Содержание Au, г/т	Содержание Ag, г/т	Au, тыс. унций	Ag, тыс. унций
Рудные запасы	18 606	1,1	542,6	651	324 570
Минеральные ресурсы	19 650	1,3	632,0	799	399 286

Измеренные и выявленные минеральные ресурсы включены в рудные запасы; для оценки запасов руды приняты следующие цены на драгоценные металлы:

Au - 450 дол./унция, Ag - 7 дол./унция; для оценки минеральных ресурсов приняты следующие цены на драгоценные металлы: Au - 550 дол./унция, Ag - 8 дол./унция; по состоянию на 30.09.2006.

Месторождение является уникальным по масштабам. Запасы по сумме категорий В, С1 и С2 составляли 17 тыс. т серебра и 40 т золота при средних содержаниях Au -- 1 г/т и Ag -- 500 г/т.

Суммарная производительная мощность горнодобывающего предприятия по руде составляет 850 тыс. т в год.[4]

1.8 Методика проектируемых работ

1.8.1 Состояние изученности участка буровых работ

На месторождении имеются многочисленные зоны минерализации со значительным содержанием серебра, выявленные по отобранным пробам и немногочисленным скважинам по Дукатской перспективной площади есть обширные данные геологоразведки, оставшиеся со времен СССР.

На участке проектируемых буровых работ Хрустальный запасы ресурсов имеют категорию С. Более детальному исследованию подлежит жила, имеющая азимутальный угол 50 и длину простирания по горизонтали равную 200 м. Средняя мощность жилы - 4м. Запасы руды - 206 т.т.

1.8.2 Геологические задачи и методы их решения

Целевое назначение работ получения информации о геологическом строении участка, вскрытия предполагаемой рудной зоны, установления ее морфологических особенностей, размеров и локализации в пространстве.

В качестве технического средства принимается буровая система разведки.

Полевые работы в пределах участка включают:

- бурение геологоразведочных скважин;

- отбор керна;

- геологическая документация керна;

- инклинометрия;

- топографо-геодезические работы;

- камеральные работы.

1.8.3 Буровые работы

Цель бурения - уточнение вещественного состава руд и вмещающих пород, а также заверка положения в пространстве основных рудных тел, отбор образцов пород и руд для оценки физическо-механических свойств. Скважины бурятся колонковым способом, американским станком Boart Longyear LF 90С с подвижным вращателем шпиндельного типа, с дизельным приводом.

На участке проектируемых буровых работ запасы ресурсов имеют категорию С. Исследованию подлежит жила, имеющая азимутальный угол 50 и длину простирания по горизонтали равную 200 м. Таким образом, согласно методическим указаниям по применению классификации запасов месторождений и прогнозов твердых полезных ископаемых (серебряных руд)выбираем разведочную сеть 100 х 100.[1] Всего предполагается пройти 5 скважин, чтобы охватить всю площадь распространения жилы участка Хрустальный. Общий объем бурения на участке составит 900 м (230;170;120;180;200). Средняя глубина скважин составит 180 м.

Диаметр бурения по полезной толще - 76 мм является достаточным для отбора кондиционных проб полезного ископаемого. Минимальный диаметр керна для золотоносных пород составляет 42 мм. Прибавив две толщины стенок коронки, получаем:

Кондиционный выход керна по рудной зоне и вмещающим породам не менее 90 %. Конструкция скважины определяется необходимостью отбора технологической пробы весом не менее 1000 кг, мощностью рудного тела и техническими возможностями бурового станка. Интервал 0.0-10.0 м бурение диаметром 93 мм алмазной коронка типа HQ, с продувкой сжатым воздухом. Далее в интервал 0.0-10.0 м устанавливается обсадная труба диаметром 89 мм, с импрегнированным башмаком HWT. Начиная с 10.0 м и до 200 м бурение ведется диаметром 76 мм алмазными коронками. В качестве промывочной жидкости используется полимерный буровой раствор с добавлением противоморозной добавки. При проходке рудоносных зон, трещиноватость пород может повышаться, что усложняет отбор керна, и для сохранения процента его выхода, бурение будет вестись укороченными рейсами. Такая повышенная трещиноватость пород предопределяет проработку ствола после каждой смены буровой коронки, и цементацию отдельных интервалов. По окончании бурения в скважине проводится комплекс геофизических скважинных исследований, извлекается кондуктор и скважина тампонируется. Устье скважины на местности закрепляется штангой.

По окончании бурения в скважинах производится инклинометрические замеры.

1.8.4 Геологическая документация

В геологическую документацию скважин входит составление полевого журнала и актов о заложении и закрытии (консервации) буровой скважины, замеров искривления и контрольных замеров ее глубин.

Геологическая документация керна скважин проводится в два этапа:

геологическая документация керна и шлама у бурового станка

документация керна скважины в кернохранилище

С целью оперативного пополнения геологической информации в процессе бурения скважины проводится регулярная полевая документация с предварительным выделением геологических интервалов, определением категории буримости, подсчитывается выход керна, составляется полевая геологическая колонка скважины, обеспечивается контроль за выходом керна и его укладкой. По результатам просмотра керна выявляются участки развития тектонических зон. Послойное описание пород и руд по всей скважине с увязкой литологических границ по результатам каротажа и проведение опробования выполняется в кернохранилище базы.

1.8.5 Топографо-геодезические и геофизические работы

Топографо-геодезические работы проводятся с целью создания топографического обоснования при производстве буровых работ, составления геологических карт, планов опробования. Топографические работы выполняются подрядчиком. Работы включают перенесение проекта расположения скважин, с расстоянием между ними до 100 м, плановую и высотную привязку пройденных скважин и угловых точек участков.

В качестве геофизических исследований во всех скважинах применяем инклинометрию с шагом 20м

В результате выполненных геофизических исследованиях будут определены зенитные и азимутальные углы скважин.

Так как невозможно применение инклинометров действующих в магнитных полях, то в целях выяснения закономерностей искривлений и для корректировки будущих добычных работ в проектных скважинах будет применяться гироскопический инклинометр.

1.8.6 Отбор керна

Керновое секционное опробование является основным видом опробования по всему интервалу бурения. В соответствии с техническим заданием необходимо оценить залежь полезного ископаемого, в частности золота и серебра в горной породе. Керновые пробы отбирались с учетом литологических границ секциями. Средняя длина керна составила 2,5 м. Общее количество отобранных керновых проб 348 штук, общая длина опробованных интервалов по ним 872 м. (длина интервала, подвергнутого керновому опробованию по пробуренным скважинам, составила 90% от общего пробуренного объема). Средний начальный вес 1 метра керна, при диаметре бурения 75,3 мм и объемном весе 3,37 - 3,47 т/м3 составит 4,8 кг.

В интервал опробования включаются такие породы как риолиты, игнимбриты, аргиллиты, алевролиты вторичные кварциты с рудной минерализацией. Материал опробования подвергается сушке. Пробы, добытые вблизи рудной жилы, отправляются на лабораторные исследование. Так как мощность жилы составляет 4 метра, то и керн, отправленный на лабораторные исследования, соответственно равен 4 метрам. Общее количество скважин 5, следовательно, в лабораторию будет отправлено 20 метров керна.

1.8.7 Камеральные работы

Работы включают обработку материалов бурения, опробования, результатов лабораторных работ, составление отчета.

1.8.8 Ожидаемые результаты работ

В результате проведения геологоразведочных работ будут уточнены вещественные составы руд и вмещающих пород на участке месторождения Дукат. Также будет исследовано строение и поведение рудоносной толщи в пространстве.

1.8.9 Сводный перечень проектируемых работ

Весь перечень видов и объемов проектируемых работ для удобства сведен в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Сводный перечень проектируемых работ

№ п/п	Наименование работ	Единица измерения	Объем работ
1	Основные работы
	Бурение диаметром до 117,4 мм	п.м.	900
	категория VI	п.м.	445
	категория VII	п.м.	245
	категория VIII	п.м.	70
	категория IX	п.м.	65
	категория X	п.м.	75
2	Вспомогательные операции
	Монтаж-демонтаж буровой установки	м/д	5
	Документация керна	п.м.	875
	Керновое опробование	п.м.	875
	Обработка проб вручную	Проба	348
	Промывка проб	Проба	348
	Лабораторные работы (физико-механические и химические испытания рудовмещающего керна)
	Физ. мех. испытания рудовмещающего керна	п.м.	20
	Химсостав, Подготовка рудовмещающего керна	п.м.	20

2. Техническая часть

Проведение буровых работ определено геологическим заданием и планируется с целью уточнения вещественного состава руд и вмещающих пород, по результатам работ в 1970-1980 гг., отбор технологических проб первичных руд и их исследования по современным схемам и ГОСТам, заверка положения в пространстве основных рудных тел, отбор образцов пород и руд для оценки физическо-механических свойств.

Из вторых половинок керна будут отобраны технологические пробы для получения новых данных по обогатимости руд. Кроме этого, будет заверено положение в пространстве основных рудных тел.

Результаты бурения проектной скважины будут использованы для принятия решения о сгущении разведывательной сети.

2.1 Анализ выполненных ранее на объекте буровых работ

Нижнеамурская горная компания - динамично развивающийся независимый холдинг, способный обеспечить выполнение любых видов геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые. Компания выполняет весь комплекс геологоразведочных работ, от проектирования до защиты запасов в Государственной (или территориальной) комиссии по запасам РФ и подготовку отчетов в соответствии с международными стандартами.

За 10 лет активной созидательной работы в НГК удалось сформировать опытный коллектив единомышленников -геологов, геофизиков, буровиков, маркшейдеров, использующих в работе передовые информационные технологии, в том числе Micromine, Arc GIS и др.

Непрерывный процесс реинвестирования и привлечения ресурсов из внешних источников в развитие Компании позволил нарастить мощный потенциал современных моделей геофизического (Iris Instruments, Innov-X), бурового (станки Boart Longyear) и другого оборудования, гусеничной техники (бульдозеры Caterpillar, Komatsu), необходимый для выполнения поставленных задач.

Из анализа ранее проведенных буровых работ на проектируемой площади ожидаются следующие осложнения при бурении скважин:

- Потеря устойчивости мерзлых пород в процессе бурения при растеплении.

- Образования сальников и прихватов в интервалах алевролитов, разрушение стенок скважин в конгломератах и песчаниках .

- Образование обширных каверн.

- Потеря циркуляции в сильнотрещиноватых риолитах.

- Повышенный износ бурого инструмента в результате зашламования, в т.ч.: матрицы, корпуса коронки, расширителя, резьбовых соединений и уменьшение толщины стенок бурильных труб.

- Снижения процента выхода и качества керна, вплоть до полной потери в глинистых и мерзлых породах.

2.2 Геолого-технические условия бурения

Бурение скважин будет вестись на участке Хрустальный месторождения Дукат, представляющем собой разнообразные горные образования, изредка сменяющиеся низменностями, расположенными в тайге, где распространены многолетнемерзлые породы. Их мощность составляет примерно 300 м, минимальная температура мерзлых пород - -4 .

Проектом предусматривается бурение разведочной сети 100 х 100 м из 5 скважин средней глубиной 180 м. Скважины бурятся вдоль простирания жилы под углом 50 С0 к горизонту. Общий объем бурения на участке составит 900 м (230;170;120;180;200).

С учетом материалов геолого-методической части проекта и собранных данных были определены основные свойства горных пород: буримость, абразивность, трещиноватость, устойчивость и пр.

Физико-механические свойства горных пород, слагающих разрез скважины, представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Геолого-технический наряд

Статиграфический индекс	Мерзлота	Литологическое описание ГП	Интервалы пород	Плотность ГП с, кг/м3	Твердость по штампу, Ршт, МПа	Динамическая прочность	Коэффициент абразивности, kабр	см	Категория пород по буримости	Степень трещиноватости	Степень устойчивость	Степень проницаемости	Выход керна
			от	до
Q	-30С	Делювий	0	7	-	-	-	-	-	VI	-	Неустойчив.	проницаемые	б/к
К2t		Алевролиты	7	10	2200	2100	11,9	0,5	10,9	VII	трещиноватые	малоустойчив.	слабопрониц.	?80
		Сланцы углистые	10	13	2300	2000	14,5	0,4	10,2	VII	трещиноватые	среднеустойчив.	среднепрониц.
		Алевролиты	13	18	2200	2100	11,9	0,5	10,9	VII	сильнотрещиноват	малоустойчив.	слабопрониц.
		Конгломераты	18	25	2700	3100	13,2	1,3	21,6	VIII	трещиноватые	среднеустойчив.	слабопрониц.
		Алевролиты с прослойками углей	25	46	2650	1700	6,5	0,4	6,8	VI	трещиноватые	среднеустойчив.	слабопрониц.
K1al2		Песчаники	46	65	2500	1600	4,3	1,1	9,8	VI	слаботрещиноват	среднеустойчив.	среднепрониц.
		Алевролиты черные	65	78	2200	2100	12	0,5	10,9	VII	трещиноватые	малоустойчив.	слабопрониц.
		Сланцы углистые	78	84	2450	1550	6,4	0,6	6,9	VI	сильнотрещиноват	малоустойчив.	среднепрониц.
		Алевролиты трещиноватые	84	92	2200	2300	12	0.5	10,9	VII	трещиноватые	среднеустойчив.	слабопрониц.	?90
T3r	-20С	Риолиты трещиноватые	92	103	2590	4300	13,8	1,3	33,5	IX	трещиноватые	устойчивые	слабопрониц.
		Песчаники кварцевые	103	107	2550	5100	10,8	1,8	36,2	X	трещиноватые	среднеустойчив.	среднепрониц.
		Риолиты с прослойками туфов, игнимбритов	107	177	2590	5300	14,3	1,9	39,4	X	трещиноватые	устойчивые	слабопрониц.
		Риолиты сильнотрещиноватые	177	185	2450	5200	14,7	1,8	37,3	X	сильнотрещиноват	устойчивые	слабопрониц.
		Риолиты монолитные	185	200	2650	4300	13,8	1,3	33,5	IX	монолитные	устойчивые	слабопрониц.

2.3 Выбор и обоснование конструкции скважины

Конструкция скважины - это характеристика буровой скважины, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а так же диаметры и глубины обсадных колонн, установленных в скважине.

Согласно «Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых (серебряных руд)», минимальный диаметр керновых проб скальных пород для лабораторных испытаний должен быть не менее 43 мм. Основной диаметр керна проектных скважин 47,5 мм, что удовлетворяет требованиям инструкции. Минимальный конечный диаметр скважин определяется исходя из минимально допустимого веса лабораторной пробы, который составляет для керна диаметром 47,5 мм - 6,2 кг (при длине пробы 3 м), а так же учитывая опыт работ на аналогичных месторождениях. Эти допуски обеспечивает коронка с наружным диаметром 76 мм. Диаметр керна 47,5 мм. Основной диаметр при бурении принимается равным 76 мм, запасной - 59 мм. Выход керна по вмещающим породам планируется 80%, по рудным зонам - не менее 90%.

В зависимости от этого принимаем конечный диаметр бурения - 76 мм (интервал 13-200 м). Диаметром 93 мм бурится интервал 0-13 м. Стенки верхнего интервала бурения скважины (под направление), с целью предупреждения геологических осложнений, закрепляются обсадными трубами с наружным диаметром 89 мм. Зазоры между стенками скважины и обсадными трубами тампонируются.

Конструкция скважины изображена на рис.2.1.



Рис.2.1. Конструкция скважины

2.4 Выбор способа бурения

Учитывая геолого-технические условия бурения, а так же заданные параметры скважин (глубина - 200 метров, конечный диаметр бурения - 76 мм), категории буримости пород (в данном разрезе породы принадлежат к VI -Х категории по буримости), рациональнее всего применить вращательное колонковое бурение, которое является одним из наиболее широко распространенных способов проходки скважин. Целевым назначением проектируемых работ являются уточнение вещественного состава руд и вмещающих пород, отбор керновых проб первичных руд и их исследования по современным схемам, заверка положения в пространстве основных рудных тел, инженерно-геологические исследования образцов пород и руд, поэтому интервал 0-200м проходим с отбором керна по всему интервалу.

Основными преимуществами колонкового вращательного бурения являются: универсальность, то есть возможность проходки скважин почти во всех разновидностях горных пород, возможность получения керна с незначительными нарушениями природного сложения грунта, сравнительно большие глубины бурения, наличие сравнительно большого парка выпускаемых промышленностью высокопроизводительных буровых станков (самоходных и стационарных). Минимальные затраты (мощность, вес бурового оборудования и инструмента, материальные затраты, низкая стоимость и высокая производительность).

2.5. Выбор бурового инструмента и оборудования

В соответствии с выбранным способом бурения и конструкцией скважины, в зависимости от физико-механических свойств горных пород и условий отбора керна произведён выбор бурового инструмента исходя из оснащения базы. Буровой инструмент подразделяется на: технологический, вспомогательный, аварийный и специальный.

Коронки выбираются в зависимости от категории пород по буримости и от их физико-механических свойств (табл.2.2).

На интервале 0-10 м используем ОКТ, бурение ведется алмазной коронкой HQ Alpha 04. Она позволяет бурить в твердых, преимущественно осадочных горных пород, отличающихся неустойчивостью, легко размывающихся.

Интервал 10-200 м проходим набором ССК-76 (NQ) (комплекс со съемным керноприемником) с применением импрегнированных алмазных коронок:

- на интервале 10-92 м используем коронку NQ Alpha Bit Abrasive 06 предназначенную для бурения пород средней крепости и крепких с невысокой абразивностью

- на интервале 92-200 м используем коронку NQ Alpha Bit Abrasive07 для крепких пород с большей абразивностью.

Таблица 2.2

Техническая характеристика породоразрушающего инструмента

Интервал бурения	Тип П.Р.И.	Диаметр, мм	Категория по буримости
0-10	HQ Alpha 04	93	V-VII
10-92	NQ Alpha Bit Abrasive 06	75,4	VI-VIII
92-200	NQ Alpha Bit Abrasive 07	75,4	IX-X

В компоновку к алмазной коронке входит расширитель для калибровки стенок скважины NQSCFH(диаметр 75,7).

Бурильные трубы служат для: соединения колонкового снаряда с вращателем бурового станка, подачи бурового снаряда по мере углубления скважины и замены породоразрушающего инструмента, передачи на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки и крутящего момента, подачи на забой промывочной жидкости. При колонковом бурении применяются стальные бурильные трубы NQ (табл.2.3). Бурильные трубы изготавливаются цельнотянутыми бесшовными из высококачественных сталей с резьбовым соединением труба в трубу.

Таблица 2.3

Техническая характеристика бурильных труб NQ

Параметры	Значения
Толщина стенки, мм	4,8
Наружный диаметр трубы, мм	69,9
Длина труб, мм	3000
Масса 1 м трубы, кг	7,6

Колонковые трубы являются частью колонкового набора, предназначенные для приема и сохранения керна.

Таблица 2.4

Техническая характеристика колонковых труб NQ

Параметры	Значения
Толщина стенки, мм	6,3
Наружный диаметр трубы, мм	73
Длина труб, мм	4000
Масса 1 м трубы, кг	9,3

Таблица 2.5

Техническая характеристика снаряда со съемным керноприемником

тип комплекса	NQ
размер алмазной коронки, мм
наружный	75,4
внутренний	47,5
ширина торца матрицы	13,9
наружный диаметр алмазного расширителя, мм	75,7



1- импрегнированная алмазная коронка; 2- алмазный расширитель; 3- наружная колонковая труба; 4- переходная муфта; 5- эрлитовый переходник; 6- корпус кернорвателя; 7- кернорвательное кольцо; 8- стабилизирующее кольцо; 9- керноприемная труба; 10- стальная шайба; 11- сигнализаторы; 12- упорное кольцо; 13- подшипниковый узел

Рис.2.2 Снаряд со съёмным керноприёмником

Вспомогательный инструмент применяется при проведении спуско-подьемных операций с буровым снарядом это элеватор, ключи, а так же сами обсадные трубы.

Ключи с полным охватом(со стальными рукоятками). Конструкция ключа позволяет свинчивание/развинчивание тонкостенных коронок, керноприемников и обсадных труб без риска их повреждения. Ключи должны использоваться парой.

Для подъема и спуска бурильной колонны служит вертлюжная пробка, подвешенный на талевом стальном канате лебедки бурового станка. Вертлюжная пробка вкручивается в бурильную трубу при СПО. При проведении спуско-подьемных операций колонна бурильных труб удерживается на весу с помощью трубодержателя.

Инструмент для ликвидации аварий. По опыту ведения буровых работ ГРП наиболее частые аварии - оставление в скважине элементов бурильной колонны и обрывы труб, вследствие поломок в зоне резьбовых соединений.

Для извлечения бурильных труб используются специальные метчики. Метчики предназначены для ликвидации обрывов бурильных, колонковых и обсадных труб. Изготавливаются с правой резьбой из легированной стали марки 40ХН. Метчики обычно используются для ликвидации обрывов, происшедших в соединении бурильной трубы или в ее утолщенной части (высадке).

Правый проходной колокол предназначен для извлечения оборванных бурильных труб из скважины с захватом их за муфту или замковое соединение, а так же за гладкую часть бурильной колонны.

В случае прихвата колонкового набора бурильную колонну развинчивают по частям инструментом с левой резьбой. Для уменьшения трудоемкости этой операции необходимо предусмотреть применение отсоединительных переходников. Переходник включается между колонной бурильных труб (КБТ) и колонковой трубой. При невозможности поднять бурильную колонну из-за прихвата колонкового набора ее отсоединяют левым вращением на минимальной скорости с натягом колонны.

Для улавливания и извлечения из скважины мелких стальных железных предметов и кусков металла применяются магнитные ловушки типа ЛМ-76.

Обсадные трубы применяются для закрепления неустойчивых стенок скважины, разъединения пластов горных пород.

Таблица 2.6

Техническая характеристика обсадных труб NW

Параметры	Значения
Наружный диаметр трубы, мм	88,9
Толщина стенки трубы, мм	6,35
Масса 1 м трубы, кг	12,8
Длина трубы, мм	1500, 3000

Спуско-подъемные операции (СПО) с бурильной колонной проводятся для смены коронок. Бурильные трубы спускают и поднимают свечами. Свинчивание и развинчивание бурильных труб в процессе СПО производится станком или вручную. Для поднятия керна используется овершот.

Исходя из дальнейших работ на Дукатском месторождении, а именно бурение глубоких скважин и разработки карьера, а так же, что не маловажно, исходя из проектных глубин скважин, диаметра и способа бурения для производства работ, затрат мощности на собственно бурение, применяется буровая установка Boart Longyear LF-90С (рис. 2.3 и табл.2.7).

Таблица 2.7

Техническая характеристика установки Boart Longyear LF-90С

Параметр	Значение
Номинальная глубина бурения, м: BRQHP/BQ BRQLW/BQTK NRQHP/NQ/NQ2" NRQHP с высадкой HRQHP/HQ HRQHP с высадкой HWT/PQ	1220 1525 940 1110 635 870 420
Силовая установка: - максимальная мощность: - паспортная частота вращения: - рабочий объем:	Дизельный двигатель Cummins 6BTA5.9 L с водяным охлаждением, турбонаддувом и охлаждением воздуха. 200 л.с. / 149 кВт 2200 об/мин 5,9 л.
Номинальные значения частоты вращения: - 1 передача - 2 передача - 3 передача - 4 передача	Частота вращения, (об/мин.)/ Моменты (Нм) 122-199/5322-3254 246-400/2648-1620 439-714/1486-908 769-1250/849-520
Главный насос: Производительность: Максимальное давление: Вторичный насос: Производительность: Максимальное давление: Вспомогательный насос: Производительность: Максимальное давление: Вращатель Проходной шпиндель: Привод вращателя: Механическая трансмиссия: Гидропатрон: Смазка вращателя:	Аксиально-поршневой Parker, с регулируемой производительностью, системой определения нагрузки, компенсатором давления и вспомогательной системой низкого давления 165 л/мин 31 МПа 64 л/мин 21 МПа 42 л/мин 14 МПа Внутренний диаметр 127 мм Гидромотор Rexroth с изменяемой скоростью 4х ступенчатая коробка передач Funk Открывается гидравликой, закрывается пружинами. Осевая удерживающая способность 222,4 кН Принудительная смазка подшипников, масляная ванна для редуктора и внешний отстойник.
Характеристика гидромотора Rexroth Потребляемый расход Мощность при давление 300 бар Крутящий момент Масса	49-160 л/мин 26 - 93,3 кВт 25 - 5570 Нм 2,5 кг
Характеристика бурового насоса W11 Производительность: Давление: Вес:	132 л/мин 6,9 МПа 259,5 кг
Мачта и система подачи Ход вращателя: Скорость подачи: Усилие подачи вверх: Усилие подачи вниз: Длина свечи: Угол забуривания:	3,35 м Регулируемая, быстрая, медленная. 111,793 кН 58,957 кН 6 метров от 450 к горизонту до 900нисходящие
Грузоподъемные механизмы Главная лебедка: Нагрузка на крюк: Характеристика троса: Лебедка ССК: Тяговое усилие: Характеристика троса:	KPL16 грузоподъёмностью 7 258 кг 7258 кг Диаметр 16 мм и длина 23 метра 993 кг Штампованный трос диаметром 4,8 мм
Вес снаряженного станка:	5656 кг



Рис.2.3. буровая установка Boart Longyear LF-90.

В состав установки входят: 6-ти цилиндровый дизельный двигатель Cummins 6BTA с объемом двигателя 5,9 л, гидравлический модуль, грузоподъемные механизмы с канатами, вращатель с гидропатроном PQ, топливный бак на 190 л, трубодержатель, буровой насос W11, миксер для приготовления бурового раствора (максимальная скорость при полном потоке 2300 об/мин).

Таблица 2.8

Техническая характеристика насосной установки W11

Подача, л/мин	До 132
Давление нагнетания, МПа	До 6,9
Число плунжеров	3
Двигатель привода насоса:	От гидросистемы станка
Габариты насоса, мм
длина	914
ширина	731
высота	688
Масса насоса, кг	259,5

2.6 Технология бурения

Выбор промывочной жидкости

Одним из основных факторов, определяющих эффективность бурения скважин в разнообразных горно-геологических условиях, является выбор промывочного агента и его параметров, это позволяет оптимизировать технологию промывки скважин.

Выбор типа промывочной жидкости определяется геолого-техническими условиями бурения, составом и свойствами проходимых пород, способом бурения, опытом буровых работ.

При бурении интервала от 0 до 10 м применяем сжатый воздух.

При бурении интервала от 10 до 92 м применяем пену. Плотность с=400 - 500 кг/м3. Свойства промывочной жидкости планируется регулироваться в процессе бурения.

При бурении интервала от 92 до 200 м в качестве промывочной жидкости используем полимерный раствор: техническая вода+0,15%ГПАА+0,2%Ксантановая ксислота+ противоморозная добавка 6,5%NaCl.

Эти добавки являются биоразлагаемыми, их характеристики приведены в табл.2.9.

Таблица 2.9

Химические добавки

Тип	Основное назначение	Преимущества	Типовой расход	Форма	Примечания
Superfoam	Сильное пенообразование	Отлично удаляет буровой шлам. Стабилизирует глину и слабосвязанные породы. Допускает применение соленой воды. Полностью совместим с другими полимерными добавками.	3-7 л/м3	жидкость	Био-разлагаемый. Не загряз-няющий Нетоксичный
ГПАА	Повышение стабильности ствола скважины.	Легко смешивается с минерализоаванной водой при минимальном сдвиге. Эффективная стабилизация глин и сланцев при более низкой вязкости. Обеспечивает высокую смазывающую способность. Не ферментируется. Разрушается химическим способом при добавлении отбеливателя гипохлорита натрия.	0,1-0,2 кг/м3	порошок	Био-разлагаемый. Не загряз-няющий Нетоксичный
Ксантановая кислота	структурообразователь буровых растворов на водной основе, как пресных, так и сильно минерализованных.	Регулирует реологические свойства (пластическая вязкость, ДНС, СНС) буровых растворов, придает им высокую удерживающую и выносящую способность.	0,1-0,3 кг/м3	порошок	Био-разлагаемый. Не загряз-няющий Нетоксичный

Расчет режимных параметров бурения

Основными режимными параметрами при вращательном способе бурения скважин комплексами ССК являются:

Число оборотов в минуту, n

Скорость бурения, (м/ч)

Частота вращения /Скорость проходки (об/см.)

Максимальное усилие подачи, (кН)

Расход очистного агента, (л/мин)

Проектирование режимов бурения импрегнированным башмаком

Интервал 0-10 м (под направление) будет пройден алмазной коронкой НQ Alpha 04диаметром 93 мм.

Рекомендуемая осевая нагрузка - Pос = 420 даН

Частота вращения для данного интервала принимается 112 об/мин, так как это минимальная частота для данной буровой установки.

Расход сжатого воздуха Q=1,15 м3/мин.

Проектирование режимов алмазного бурения:

Бурение на интервале 10-65 м производится импрегнированной алмазной коронкой серии NQ Alpha Bit Abrasive 06 диаметром 75,4 мм.

1.Частота вращения (n), об/мин:

(2.1)

где D и d соответственно наружный и внутренний диаметры коронки, м;

V - средняя окружная скорость коронки, принимаем V=3-4 м/с.

=930 об/мин

2.Осевая нагрузка на ПРИ, кН:

 (2.2)

- удельная нагрузка на квадратный сантиметр алмазной импрегнированной коронки H/см2.

Удельная осевая нагрузка для импрегнированных алмазных коронок рекомендуется брать в диапазоне - 600-1500 Н/см2