Основы разведочного бурения (стр. 2 )

Таблица 1

Темы лекционных занятий

№ п./п	Название лекционного модуля дисциплины	Объем, ч.
1	Общие сведения о буровых работах. Экологические аспекты бурения.	2
2	Способы разрушения горных пород.	2
3	Удаление продуктов разрушения	2
4	Бурение неглубоких скважин	2
5	Техника и технология колонкового бурения скважин	2
6	Средства и способы отбора качественных проб полезных ископаемых. Направленное бурение. Специальные работы в скважинах	2
7	Бурение глубоких скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые	2
8	Проектирование и организация буровых работ	2
9	Отходы бурения и их утилизация	2

1. Содержание теоретического раздела дисциплины

(Лекции)

Раздел 1. Техника и технология сооружения скважин

1.1 Общие сведения о буровых работах. Экологические аспекты бурения

Общие сведения о геологоразведочных работах. Роль и назначение буровых работ. Задачи, решаемые с помощью скважин. Элементы скважины. Общие сведения и классификация буровых скважин.

Краткие сведения по истории бурения скважин. Общая схема буровой установки и основные процессы и операции, выполняемые при сооружении скважин.

Формы загрязнения природной среды. Загрязнение атмосферы. Состояние водных ресурсов. Загрязнение почв отходами бурения. Устойчивость природной среды к экологическим нагрузкам при бурении скважин.

1.2 Способы разрушения горных пород

Основные физико-технические свойства горных пород и их влияние на процессы бурения скважин. Понятие буримости горных пород и факторы ее определяющие. Классификация горных пород по буримости.

Способы разрушения горных пород и их классификация.

Сущность разрушения горных пород при вращательном бурении скважины (объемное, поверхностное, усталостное).

Сущность разрушения горных пород ударным, ударно-вращательным, вибрационным способами. Характер взаимодействия инструмента и породы. Области применения перечисленных способов разрушения горных пород. Факторы, определяющие эффективное разрушение горных пород.

Другие способы разрушения горных пород (электроимпульсный, гидромониторный, термодинамический и др.).

1.3. Удаление продуктов разрушения

Способы удаления продуктов разрушения с забоя скважины. Механический способ удаления продуктов разрушения (забойными инструментами, грунтоносами, желонками, шнеками). Область применения.

Гидравлический способ удаления продуктов разрушения. Схемы реализации: прямая, обратная, комбинированная.

Общие сведения о промывочных жидкостях (ПЖ). Функции ПЖ и требования предъявляемые к ним. Технологические свойства ПЖ и их влияние на процессы бурения скважин. Регулирование свойств ПЖ. Виды ПЖ и условия их применения. Приготовление ПЖ и очистка их ох шлама.

Пневматический способ удаления продуктов разрушения. Область применения. Экологические аспекты применения ПЖ. Негативное воздействие ПЖ на окружающую природную среду. Способы оценки токсичности ПЖ. Возможности использования "экологически чистых" ПЖ.

1.4 Бурение скважин

1.4.1 Бурение неглубоких скважин без промывки

Области применения и требования к неглубоким скважинам различного назначения.

Ручной способ бурения. Оборудование для ручного бурения.

Ударно-канатное бурение. Буровой инструмент, буровые установки.

Бурение скважин при разведке россыпных месторождений. Вибрационное бурение. Сущность способа, условия применения. Бурение скважин методом задавливания.

Вращательное бурение неглубоких скважин (колонковое, шнековое, с гидротранспортом керна). Буровые установки и технология бурения. Технология бурения гидрогеологических скважин. Инструменты и оборудование для сооружения скважин на воду. Оборудование водоприемной части. Типы фильтров.

Экологические аспекты при разведке россыпей и сооружении гидрогеологических скважин.

1.4.2 Техника и технология колонкового бурения скважин

Области применения. Общая схема буровой установки, буровой инструмент (технологический, вспомогательный, аварийный).

Породоразрушающий инструмент (твердосплавный, алмазный, для ударно-вращательного бурения) и области его применения.

Буровые вышки, мачты. Талевая оснастка. Буровые здания. Механизмы для проведения спуско-подъемных операций (элеваторы, труборазвороты, штангоукладчики).

Технологические режимы бурения скважин, технико-экономические показатели при различных способах бурения скважин. Расчеты режимных параметров в зависимости от конкретных условий.

Гидроударники и пневмоударники. Условия их применения и технические показатели.

Экологические проблемы разведки твердых полезных ископаемых.

1.5 Средства и способы отбора качественных проб полезных ископаемых. Направленное бурение. Специальные работы в скважинах

Факторы, влияющие на качество отбора керна. Технические средства для повышения выхода керна (ДКС, боковые пробоотборники, опробование по шламу и др.).

Закономерности естественного искривления скважин. Влияние геологических, технических и технологических факторов на искривление скважин. Измерение естественного искривления скважин и борьба с ними. Инклинометры.

Задачи, решаемые с помощью направленного бурении скважин.

Тампонирование скважин. Виды и назначение тампонирования.

Торпедирование и перфорация скважин.

Отбор ориентированного керна.

1.6 Бурение глубоких скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые

Общие сведения о сооружении глубоких скважин. Способы бурения скважин на нефть и газ, их достоинства, недостатки и перспективы развития.

Буровой инструмент (технологический, вспомогательный, аварийный).

Общая схема буровой установки глубокого бурения.

Забойные двигатели (турбобуры, электробуры, винтовые двигатели).

Технологические режимы бурения, бурение куста скважин, технология вскрытия продуктивного горизонта.

Защита окружающей среды при проводке скважин на нефть и газ.

1.7 Проектирование и организация буровых работ

Технический проект на сооружение скважин, геолого-технический наряд (ГТН).

Выполнение основных процессов при сооружении скважин. Монтаж-демонтаж оборудования.

Охрана природы при монтажно-демонтажных работах и в процессе бурения скважин.

1.8 Отходы бурения и их утилизация

Общая характеристика отходов бурения и методов их переработки. Очистка буровых сточных вод. Утилизация отработанных ПЖ. Ликвидация шламовых амбаров и отстойников. Рекультивация нарушенных земель.

Основы экологической биотехнологии геологоразведочных скважин.

Влияние бактерий и грибов на свойства пластовых вод, химических реагентов и промывочных жидкостей.

Биологические методы обезвреживания отходов бурения. Биологическая рекультивация земель.

Зарубежный опыт охраны окружающей среды при бурении скважин.

Содержание практического раздела включает 9 занятий (9 лабораторных работ), общей трудоемкостью 18 часов (табл. 2). В результате освоения практического раздела дисциплины студент овладевает следующими компетенциями:  ОК-1, ПК-2, ПК-5, ПК-6, ПК-8, ПК-9, ПК-10, ПК-19, ПК-21.

Таблица 2

Темы практических занятий

№п/п	Тема лабораторной работы	Аннотация работы	Обеспечение работы	Отчетность
1	2	3	4	5
1	Общее знакомство с буровым оборудованием и технологическим процессом бурения скважин (2 часа)	Знакомство с общим устройством буровой установки, буровым инструментом и порядком операций при бурении скважин	Литературные источники, методические указания, плакаты, стенды, буровые установки	Письменные ответы на вопросы тестовой контрольной работы
2	Определение коэффициента абразивности и категории горных пород по буримости на приборах ПОК и ПОАП-2М (2 часа)	Изучение методики определения физико-механических свойств горных пород и их категории по буримости	Литературные источники, методические указания, приборы ПОК и ПОАП-2М.	Письменный отчет по лабораторной работе
3	Определение основных технологических свойств ПЖ.  (2 часа)	Определение основных технологических свойств ПЖ приборами, входящими в комплект лаборатории глинистых растворов	Литературные источники, методические указания, приборы	Письменный отчет по лабораторной работе
4	Породоразрушающий инструмент для разных способов бурения (2 часа)	Изучение породоразрушающего инструмента (ПРИ) для бурения скважин и выбор наиболее рационального ПРИ для заданных условий бурения	Методические указания, литературные источники, плакаты стенды	Письменный отчет по лабораторной работе, ответы на вопросы тестовой контрольной работы
5	Буровой снаряд и средства для проведения спуско-подъемных операций (2 ч )	Изучение бурового снаряда и средств для проведения спуско-подъемных операций, выбор конкретного типа бурового снаряда для заданных условий бурения	Литературные источники, методические указания, плакаты стенды	Письменный отчет по практической работе
6	Буровые установки для колонкового бурения скважин  ( 2 ч )	Изучение конструкции буровых установок и области их применения, выбор типа буровой установки для заданных условий бурения	Литературные источники, методические указания, плакаты, буровые установки	Письменный отчет по практической работе
1	2	3	4	5
7	Средства получения качественных проб полезного ископаемого.  ( 2 ч )	Изучение средства получения качественных проб полезного ископаемого, знакомство с двойными колонковыми снарядами, ССК, КССК и установкой для бурения с гидротранспортом керна. Выбор типа технических средств для повышения сохранности керна в заданных условий бурения	Литературные источники, плакаты стенды, ДКС-ТПУ, ССК и др.	Письменный отчет по практической работе
8	Проведение опытного бурения скважин (2 ч)	Бурение скважины в гранитном блоке, проведение спуско-подъемных операций	Буровые станки СКБ-4, СКБ-5	Ответы на вопросы тестовой контрольной работы
9	0борудование для проведения горных работ (бурения шпуров, вентиляции, водоотлива и др.). ( 2 ч )	Изучение оборудование для проведения горных работ	Литературные источники, методические указания, плакаты	Письменный отчет по практической работе

4.2. Структура дисциплины