D-диаметр породоразрушающего инструмента                 
1.При бурении шарошечным долотом будем использовать рекомендуемый расход промывочной жидкости, равный 200 литр/мин.
[4. ,,Разведочное бурение’’, стр.286]
2.При бурении комплексом ССК-59 будем использовать рекомендуемый расход промывочной жидкости для породоразрушающего инструмента комплекса, равный 60 литр/мин.
[Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин, часть 1, стр.360]
4.Повышение качества отбора керна
4.1.Отбор керновых проб по вмещающим породам
Отбор керновых проб по вмещающим породам будем вести, начиная с глубины 7 метров алмазными коронками с применением специального снаряда со съёмным керноприёмником ССК-59.
 
4.2.Отбор керна по полезному ископаемому
Перед началом отбора керна по полезному ископаемому определяется контакт вмещающей породы с полезным ископаемым, который позволит принять необходимые меры, обеспечивающие получение заданного выхода керна. Контакт породы с полезным ископаемым определяют по изменению механической скорости бурения. Встретив кровлю полезного ископаемого, бурение прекращают, скважину тщательно промывают, заклинивают керн и поднимают его на поверхность. В процессе подъёма производят контрольный замер глубины скважины. В зависимости от физико-механических свойств полезного ископаемого устанавливается режим бурения.
Породы, по которым ведётся бурение, относятся к IV группе по отбору керна, поэтому углубка за рейс составит 2.5 м.
[11, часть 1, стр.321]
4.2.1.Анализ факторов, снижающих выбор керна
Выход керна при колонковом разведочном бурении зависит от целого ряда факторов, которые можно объединить в несколько групп: геологические, технические, технологические и организационные.
·                  Геологические
Горные породы при колонковом бурении рассматриваются главным образом с точки зрения их буримости, выхода керна и устойчивости на стенках скважины. В большинстве случаев мягкие, рыхлые породы легко бурятся, но дают низкий выход керна и неустойчивы на стенках скважины. Эти показатели зависят от физико-механических свойств горных пород.
Знание геологических условий позволяет заранее принять меры по обеспечению хорошего выхода керна и нормального процесса бурения.
Основными физико-механическими свойствами горных пород, оказывающими влияние на процессы бурения, являются прочность, твёрдость, абразивность и устойчивость.
Все горные породы и полезные ископаемые целесообразно разделить на группы по признакам разрушения керна, что позволит наметить конкретные мероприятия по обеспечению выхода керна.
·                  Технические
Технические факторы, оказывающие влияние на выход керна и его качество, определяются главным образом конструктивными особенностями колонкового снаряда и породоразрушающего инструмента, а также условия их работы. Сюда относятся каналы, направляющие поток промывочной жидкости до начала и во время бурения, каналы дренажа жидкости из керноприёмной трубы, конструкция керноприёмной трубы и её соединений, способ заклинки керна, конструкция породоразрушающего инструмента, диаметр и наклон скважины, качество промывочного агента и вибрация.
·                  Технологические
К технологическим факторам, влияющим на сохранность керна при бурении, относятся: количество подаваемой жидкости на забой скважины во время бурения, скорость вращения породоразрушающего инструмента, осевое усилие на породоразрушающий инструмент, величина проходки за рейс.
·                  Организационные
Успешное получение качественного керна в значительной мере зависит от умения бурового персонала правильно применять наиболее эффективные средства в данных условиях бурения и правильно организовывать производство буровых работ.
Основными организационными мероприятиями, способствующими повышению выхода керна, являются:
Ø    Квалифицированный инструктаж бурового персонала со стороны технического и геологического руководства персонала по применению наиболее эффективных методов и средств получения керна в данных геологических условиях бурения.
Ø    Обеспечение буровых бригад техническими средствами и поддержании их в исправном состоянии. На буровой должно быть несколько однотипных колонковых снарядов, что даёт возможность при работе одним снарядом одновременно подготавливать к работе другой.
Ø    Непрерывный контроль за процессом бурения по полезному ископаемому и своевременная документация поднятого керна. Выполнение этих мероприятий обеспечивает привязку кернового материала к сопутствующему интервалу скважины, существенно облегчая разбивку рудного тела на зоны и предохраняет геологическую службу от ошибок при опробовании, связанных с неравномерным выходом керна. Кроме того тщательная и точная документация рудного керна, производимая сразу вслед за подъёмом его из скважины, позволит провести анализ зависимости выхода керна от технологии бурения и немедленно принять конкретные меры по улучшению результатов бурения.
Ø    Оснащение бурового агрегата контрольно - измерительной аппаратурой, что позволяет более точно регулировать основные параметры режима бурения.
Ø    Наличие на буровой проектного геологического разреза скважины, который должен быть более полно соответствовать фактическому. Буровая бригада должна хорошо изучить проектный геологический разрез скважины, что позволит более точно определить момент вхождения породоразрушающего инструмента в полезное ископаемое.
4.2.2.Выбор, обоснование и описание снарядов для отбора керна
полезного ископаемого[11, часть 1, стр.359-369]
Получение представительного керна из толщи полезного ископаемого является основной задачей всех поисковых и разведочных колонковых скважин, поэтому при бурении принимают все меры к тому, чтобы получить необходимый по количеству и качеству керн, используя наиболее совершенные технические средства и методы его отбора.
Успех получения представительного керна в тех или иных геологических условиях зависит от выбора типа забойного инструмента, конструкции бурового снаряда, способа транспортировки продуктов разрушения, качества транспортирующего агента и режима бурения.
В интервале бурения 410-445 метров по полезному ископаемому фактически возможный выход керна составляет 70%, что на 10% ниже планового. В связи с этим будем использовать оборудование для увеличения выхода керна – специальный снаряд со съёмным керноприёмником ССК-59
Он разработан для бурения в геологических разрезах, представленных в основном твердыми породами VIII—Х категорий по буримости и породами средней твердости V—VII категорий с пропластками более твердых пород, и   позволяет извлекать керн из скважины с помощью съемного керноприемника
По сравнению с технологией бурения с отбором керна колонковыми трубами этот метод и технические средства существенно повышают произ­водительность бурения и улучшают качество отбираемого кернового мате­риала. увеличивают ресурс породоразрушающего инструмента. Повышение производительности бурения достигается главным образом за счет увеличе­ния проходки за рейс без подъема бурильной колонны с забоя при высокой механической скорости. Качество кернового материала улучшается благо­даря возможности подъема керноприемника в случае самозаклинивания керна. Увеличение ресурса коронки объясняется возможностью бурения значительных интервалов без извлечения коронки из скважины.
Этот метод способствует также устойчивости стенок скважины и обеспе­чивает улучшение условий труда буровой бригады вследствие сокращения спуско-подъемных операций. Перед началом бурения съемный керноприёмник, сбрасываемый с поверхности через колонну бурильных труб, фиксиру­ется в колонковой трубе запорным механизмом. В процессе бурения прием­ная труба керноприемника не вращается. Керн заклинивается кернорвателем в момент отрыва бурового снаряда от забоя. Извлекают съемный керноприемник ловителем на канате, который под действием собственного веса опускается внутрь бурильных труб. Спускают и поднимают ловитель с керноприемником при помощи лебедки. После извлечения керна из съемного керноприемника цикл операций повторяется.

1—станок; 2— сальник; 3 — бурильные трубы: 4 — трос; 5 — ловитель; 6— съем­ный керноприемник; 7 — наружная колон­ковая труба        Основные элементы комплекса технических средств для бурения ССК-59

В комплект технических средств входят: специальные бурильные трубы, промывочные сальники типа СП, гидравлический трубодержатель ТР-12.5, комплект КМСП (наголовники для соединения бурильных труб с полуавтоматическим элеватором при спуско-подъёмных операциях, подпятники и решётка подсвечника).

·                  Промывочный сальник типа СП

Промывочный сальник типа СП

Бурение с ССК можно нести с использованием ведущих труб и наращиванием бурильной колонны через устье скважин. При таком способе про­ходки   в  качестве  промывочных   применяются   сальники  типа СА  или СА-В. При наращивании труб через шпиндель станка съемный керноприемник извлекают и забрасывают через специальные сальники, получившие название проходных  (СП). Их особенностью является наличие широкого внутреннего отверстия в стволе, позволяющего осуществлять спуско-подъемные операции с керноприемником.
Сальник состоит из корпуса б, имеющего в верхней части внутреннюю" резьбу, с помощью которой осуществляется соединение с крышкой 2. Надежность крепления обеих деталей достигается путем затягивания болта 3. Внутри корпуса на двух радиальных подшипниках 5 вращается' ствол сальника 7. Нижняя часть его соединена с цанговым переходником 8, который платками 9 прижимает бурильную трубу к своему корпусу, пре­пятствуя развинчиванию трубы, имеющей правую нарезку. Набор уплотнительных манжет 4 имеет самоподвижную конструкцию. В крышке корпуса имеется пробка /, которая при бурении фиксируется в закрытом положении. При извлечении съемного керноприёмника пробка снимается и на ее место устанавливается воронка со шлангом, позволяющая отводить изливающуюся жидкость в определенное место.
·                  Гидравлический трубодержатель ТР2-12.5
Трубодержатели предназначены для удержания колонны гладкоствольных бурильных труб на весу при спуско-подъемных операциях и от проворачивания колонны при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений. Конструкция трубодержателя обеспечивает предохранение тонкостенных бурильных труб от смятия и повреждения их в месте захвата. Гидравлический трубодержатель ТР2-12.5— рычажно-кулачкопого типа с эксцентричными зажимными плашками, оснащен дистанционным управле­нием и приводом от гидросистемы бурового станка. В конструкцию трубо­держателя входят кулачковые рычаги 7 с опорными наклад­ками 8 для регулирования усилия зажима и кулачковыми накладками 5, стенки 1. оси 6, гидроцилиндр двойного действия 3, опорная плита 9, синхронизатор поворота 2 кулачковых рычагов и обоим 4. Обойма состоит из корпуса 10, эксцентричной плашки 11, упорного болта 12, возвращающего устройства 13 и зубчатого клинового компенса­тора износа 14.При   зажиме   бурильной   трубы   срабатывает   гидроцилиндр 3 и с помощью осей 6 разворачиваются кулачковые рычаги 7,. которые подвигают к трубе обоймы 4, скользящие по направляющим в стен­ках 1. Происходит сцепление трубы с зубчатыми плашками и труба зажи­мается с силой, соответствующей фактическому весу колонны. Раскрытие трубодержателя происходит с помощью гидросистемы. Зажи­мом (и разжимом) управляют дистанционно с помощью распределительного золотника. При развинчивании резьбовых соединений плашки 11, сцепленные с трубой, проворачиваются на некоторый угол относительно корпусов обойм, создавая дополнительный зажим трубы с силой, соответствующей факти­ческому моменту затяжки резьбового соединения. Износ деталей трубодержателя (зубьев плашек, контактных поверх­ностей кулачковых рычагов и др.) компенсируется перемещением зубчатого клина относительно зубчатой поверхности обоймы, в результате чего увели­чивается размер Н. Это исключает необходимость ремонта деталей трубо­держателя.

Гидравлический трубодержатель ТР2-12,5 (с) и обойма с эксцент­ричной плашкой (б)

·                  Комплект КМСП для механизации спуско-подъемных операций
В комплект КМСП, помимо трубодержателя типа ТР2-12,5 с дистанционным управлением 4, входят наголовники 2 на бурильные тру­бы 3 для работы с полуавтоматическим элеватором МЗ-50-80 1, подпят­ники 5, решетка подсвечника 6. Комплект средств КМСП позволяет проводить спускоподъемные операции без верхового рабочего, облегчает и делает безопасными условия труда буровой бригады.
Наголовник предназначен для соединения бурильных труб ССК с полуавтоматическим элеватором МЗ-50-80. Наголовник автоматически стопорится от самоотвинчивания в процессе спуско-подъемных операций

Комплект КМСП                   Решетка под­свечника                                                                     с подпятником

                                                                                                       
колонны бурильных труб. При подхвате элеватором наголовника, навинчен­ного на трубу, толкатель 4, взаимодействуя с рукояткой 2, выводит палец 1 из паза корпуса наголовника 5. Под действием пружины 3 эксцентрик 6 поворачивается в рабочее положение и заклинивает наголовник относи­тельно трубы, что и исключает его самоотвинчивание. Наголовник нельзя отвинтить, не выведя эксцентрик из контакта с бурильной трубой.
Подпятник предназначен для установки на него свеч, пре­дотвращения смятия упорного торца наружной резьбы бурильной трубы и облегчения передвижения свечи по направляющим решетки подсвечника. Подпятник 2 представляет собой стальной ступенчатый цилиндр, имеющий снизу сферическое основание, опирающееся в дно решетки, а сверху — конус, направляющий бурильную свечу при постановке ее на подпятник.
Решетка подсвечника служит для размещения буриль­ных труб 1, установленных на подпятники 2. Направляющие обоймы 3 поз­воляют размещать свечи рядами и удерживают подпятники при снятии с них бурильных труб. Решетка используется самостоятельно (как подсвеч­ник) и как сменная часть в обогреваемом подсвечнике типа ПО конструкции ВИТР.
·                  Колонковые наборы
В колонковый набор, предназначенный для бурения снаря­дом со съемным керноприемником, входят: наружная колонковая труба 16;внутренняя керноприемная труба 17; кернорвательное кольцо 21 и кернорватель 22, подшипниковый узел 7, опорное кольцо 5, стабилизатор 18, спе­циализированный переходник 6, переходник на бурильные трубы 1.

Колонковый набор снаряда со съемным керноприемником конст­рукции ВИТРа
1—переходник с наплавками релита; 2 — головка подшипникового узла; 3 — возвратная втулка; 4 — пружина; 5 — стопоры; 6—переходник наружной колонковой трубы; 7— подшипниковый узел; 8—опорное кольцо; 9 — вал; 1О - контргайка; 11—резиновые манжеты; 12— резиновые кольца: 13 — направляющая втулка; 14— упорны» шарико­подшипник; 15—пружина; /б—наружная колонковая труба; 17—керноприемная труба;
/в—стабилизатор; 19—алмазный расширитель; 20 — упорное кольцо; 21—кернорвательное кольцо; 22—корпус кернорвателя; 23—алмазная коронка
Наружные колонковые трубы, имеющие значительную толщину, воспри­нимают крутящий момент, осевую нагрузку и усилие при срыве керна. В целях обеспечения хорошей сбалансированности колонковых наборов к наружным трубам предъявляются повышенные требования по точности изготовления, чистоте обработки, разносторонности и кривизне. Допуск по наружному и внутреннему диаметрам не должен превышать ±0,2 мм; наружная поверх­ность должна иметь четвертый, а внутренняя пятый классы чистоты; кри­визна труб не должна быть больше 0,2 мм на 1 м длины; трубы изготов­ляют из стали 40Х.
Внутренние керноприемные трубы колонковых наборов в процессе эксплуатации не испытывают больших нагрузок, и толщина их в связи с этим составляет 2,2—2,8 мм. Однако требования к точности изготовления керноприемных труб, чистоте поверхности, прямолинейности так же высоки, как и для наружных колонковых труб. На обоих концах керноприемной трубы имеется наружная колонковая резьба: в колонковых наборах ССК-59 это специальная резьба, разработанная ВИТР; Нижняя часть керноприемной трубы центрируется с помощью стабилиза­тора 18, представляющего собой бронзовый подшипник скольжения. Стаби­лизатор размещен в цилиндрической проточке алмазного расширителя и имеет различное число выступов и впадин. К керноприемной трубе 17 снизу присоединяется кернорватель 22. Верхняя часть внутренней керноприемной трубы соединяется с подшипнико­вым узлом 7, который исключает вращение керноприемной трубы в процессе бурения, обеспечивая сохранность керна от разрушения. За головку 2 осу­ществляется захват и извлечение съемного керноприемника. В подшипниковом узле имеются две резиновые манжеты 11, предназ­наченные для сигнализации о заполнении керноприемной трубы керном или о самозаклинивании керна. При самозаклинивании керна керноприемная труба, зависнув на керне, прекращает поступательное движение, в то время как наружная труба продолжает опускаться вниз. Торцовой поверхностью переходник 6 начинает передавать осевую нагрузку на защелки и далее через удлинитель. В результате этого резиновые манжеты начинают сжи­маться и, увеличиваясь по наружному диаметру, перекрывают доступ про­мывочной жидкости к забою. Повышение давления, означающее самозакли­нивание керна, отмечается манометром промывочного насоса.
4.2.3.Разработка специального режима бурения при проходке по полезному ископаемому
Как говорилось выше, перед началом прохода по полезному ископаемому определяется контакт вмещающей породы с полезным ископаемым, который позволит принять необходимые меры, обеспечивающие получение заданного выхода керна. Контакт породы с полезным ископаемым определяют по изменению механической скорости бурения. Встретив кровлю полезного ископаемого, бурение прекращают, скважину тщательно промывают, заклинивают керн и поднимают его на поверхность. В процессе подъёма производят контрольный замер глубины скважины. В зависимости от физико-механических свойств полезного ископаемого устанавливается режим бурения.
В случае нашей проектируемой скважины нам заданы стандартные режимы бурения, что говорит о том, что мы можем пренебречь некоторой долей рациональности параметров работы инструмента. Однако, цель любого инженера бурильщика в   рациональном сочетании и изменении параметров режима работы породоразрушающего инструмента - это является одним из основных факторов управления процессом бурения.
Породы, по которым ведётся бурение, относятся к IV группе по отбору керна, поэтому углубка за рейс составит 2.5 м.

5.Искривление скважин и инклинометрия
5.1.Предупреждение и борьба с искривлением скважин
[6 стр.299-301]
Разведочные скважины могут иметь любое первоначальное направление в зависимости от поставленной геологической задачи и местоположения точки заложения скважины. В процессе бурения скважины отклоняются от прямолинейного первоначального направления, т.е. искривляются. Отклонение скважины от прямолинейного направления называется искривлением скважины.
Об искривлении скважины свидетельствуют повышенный износ бурильных труб и их соединений, задержки снаряда и снижение нагрузки на крюке, увеличение мощности на вращение инструмента, перегрузка двигателя и связанный с ней нагрев отдельных узлов станка.
Основные причины искривления скважин:
·                  Геологические
Пересечение под острым углом буровым снарядом перемежающихся по твёрдости слоёв, тектонических нарушений, однородных пород, имеющих различную твёрдость в разных направлениях, встреча твёрдых включений в мягких породах.
·                  Технические
Неправильная установка станка, потеря жёсткости крепления шпинделя, забуривание скважины без направляющей трубы, эксцентричное закрепление труб в патроне, погнутость труб, короткий колонковый набор, переход с большого диаметра скважины на меньший без направляющий.
·                  Технологические
Чрезмерная осевая нагрузка при пониженной частоте вращения, повышенный расход промывочной жидкости, большой зазор между колонковым набором и стенками скважины, наличие каверн.
Значительная кривизна скважины осложняет режим работы, часто приводит к поломке бурильных труб, затрудняет производство ловильных работ и искажает истинную мощность пород. Поэтому необходимо принимать все возможные меры к тому, чтобы скважина бурилась с наименьшим углом отклонения от заданного направления.
Чтобы избежать искривления скважины нужно правильно обосновать и выбрать рациональную для данных условий бурения траекторию скважины, правильно рассчитать траекторию скважины и выбрать технические средства и режимы бурения.
Бурение скважины должно сопровождаться систематическим контролем  за кривизной её стволов. Своевременное обнаружение аномального отклонения ствола скважины от заданного проектного профиля позволяет вовремя принять необходимые меры по его устранению.
Контроль кривизны делится на два вида: 1) оперативный контроль, осуществляемый буровой бригадой через определённые интервалы в процессе проходки скважины; 2) плановый контроль, осуществляемый каротажными отрядами по окончании бурения скважины по всему её стволу или в определённых интервалах.
Для контроля отклонений ствола скважины применяют разного рода инклинометры.
5.2.Инклинометрия скважин
Положение скважины в пространстве определяется с помощью инклинометрических измерений. Инклинометрия является одним из методов геофизических исследований в скважинах, который использует особенности некоторых геофизических полей для определения пространственного положения скважины в пространстве.
Инклинометрия скважин - метод определения основных параметров (угла и азимута), характеризующих искривление буровых скважин, путём контроля инклинометрами с целью построения фактических координат бурящихся скважин. По данным замеров угла и азимута искривления скважины, а также глубины ствола в точке замера строится план (инклинограмма) - проекция оси скважины на горизонтальную плоскость и профиль - вертикальная проекция на плоскость магнитного меридиана, широтную или любую др. Таковой обычно принимается плоскость, в которой составляется геологический разрез по месторождению, проходящий через исследуемую скважину. Наличие фактических координат бурящихся скважин позволяет точно установить точки пересечения скважиной различных участков геологического разреза, т. е. установить правильность бурения в заданном направлении.
Для определения угла и азимута искривления буровой скважины с целью контроля её пространственного положения используют инклинометр. Инклинометры, обеспечивающие измерение искривления скважины включаются в состав каротажных станций, монтируемых на специальных машинах, которыми оснащаются геофизические отряды.

6.Буровое оборудование и инструменты
6.1.Выбор и описание буровой установки
[11, часть 1, стр.78-81]
Для бурения данных скважин будем использовать передвижную буровую установку УКБ-5П . Буровая установка предназначена для бурения вертикальных и наклонных (90 – 60⁰) геологоразведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые глубиной до 800 м алмазными коронками диаметром 59 мм и шарошечными долотами. В комплект передвижной буровой установки УКБ-5П входят:
·                   буровой станок СКБ-5
·                   труборазворот РТ-1200М
·                   насос НБЗ-120/40
·                   контрольно-измерительная аппаратура Курс-411
·                   мачта с комплектом грузоподъёмных приспособлений МБТ-5
·                   передвижное буровое здание ПБЗ-5
·                   транспортная база ТБ-15
Установка включает весь комплекс оборудования, необходимый для бурения скважин, имеет широкий диапазон частот вращения шпинделя, гидравлическую подачу с регулированием на сливе и автоматическим перехватом, дополнительный редуктор для уменьшения частот вращения. Блочная конструкция установки обеспечивает раздельную перевозку здания и мачты. Транспортировка здания осуществляется на подкатных тележках  на пневматических шинах с максимальной скоростью 40 км / час. В качестве тягача используется трактор или автомобиль.
Подъём и опускание мачты обеспечиваются гидравлической системой установки. Установка позволяет бурить скважины с применением снаряда ССК, для чего в станке предусмотрена лебёдка съёмного керноприёмника и увеличен диаметр проходного отверстия шпинделя, предусмотрено перекрепление бурильной трубы без остановки вращения.
Буровое здание оснащено комплексом оборудования, обеспечивающим комфортные условия работы обслуживающему персоналу. Полезная площадь здания 23 м ². Система обогрева помещения – электрическая. Автономная система водоснабжения включает бак, насос, водонагреватель.
Станок СКБ-5, которым оснащаются установки УКБ-5П, предназначен для колонкового геологоразведочного бурения вертикальных и наклонных скважин на твёрдые полезные ископаемые в различных геолого-технических  и климатических условиях.   

Техническая характеристика буровой установки УКБ-5П

Угол бурения к горизонту, градус 90-60

Тип вращателя   шпиндельный

Диаметр проходного отверстия шпинделя, мм     75

Диаметр бурильных труб, мм    68;54;50;42

Механизм подачи   Поршневой гидравлический с автоперехватом

Длина хода подачи, мм   500

Максимальное усилие подачи, кН:

Вверх    65

Вниз     85

Грузоподъёмность лебёдки, кН     35

Мачта  трубчатая
Грузоподъемность, кН
Номинальная    50
Максимальная    80

Высота мачты в рабочем положении, м   19.0

Длина свечи, м  13.5

Тип электродвигателя   АО2-31-4

Мощность приводного двигателя станка, кВт    30
Суммарная установленная мощность, кВт     98
Габариты, мм:
Станка   1905 х1000 х1925
Передвижного здания      7500 х3200 х2550
Установки в рабочем положении   10700 х4600 х19100
Масса, кг:
Станка  2400
Насоса    680
Бурового здания    5200
Мачты   6380
Транспортной базы   5300
Установки 17500

Буровая установка УКБ-5П
·       Буровой станок СКБ-5
Станок СКБ-5, которым оснащается установка УКБ-5П, предназначен для колонкового геологоразведочного бурения вертикальных и наклонных скважин на твёрдые полезные ископаемые в различных геолого-технических и климатических условиях. Станок оснащён контрольно-измерительными приборами.

Техническая характеристика бурового станка СКБ-5

Глубина бурения, в м, стальными бурильными  трубами

Диаметром, мм:
  68…………………………………………………………………………………………………………………………………500
  54…………………………………………………………………………………………………………………………………800
Диаметр скважины, мм:
Начальный………………………………………………………………………………………………………………………151
  Конечный при глубине скважины, м:500……………………………………………………….…………………………93
800…………………………………………………………………………………………………………………………………..59
Вращатель…………………………………………………………………с автоперехватом двумя гидропатронами
Угол наклона вращателя к горизонту, градус………………………………………………………………………...90-60
Частота вращения шпинделя (прямой и обратный ход), об/мин…………120;257;340;407;539;715;1130;1500
Усилие подачи шпинделя, кН:
Вверх…………………………………………………………………………………………………………………………… 78.4
Вниз………………………………………………………………………………………………………………………………58.8
Грузоподъёмность лебёдки, т:
Номинальная…...……………………………………………………………………………………………………………….3.5
максимальная……………………………………………………………………………………………………….………….4.2
Скорость навивки каната на барабан лебёдки
(второй слой), м/с…………………………………………………………………………………………0.81;1.73;2.73;3.61
Мощность приводного электродвигателя, кВт:
станка……………………………………………………………………………………………………………………………30
пульта гидроуправления………………………………………………………………………………………………………2.2
  насоса бурового НБ3-120/40……………………………………………………………………………………………..…7.5
Масса, кг:
станка……………………………………………………………...………………………………………………………….2400
  пульта гидроуправления…………………………………………………………………………………………………….350
  насоса бурового НБ3-120/40……………………………………………………………………………………………...180

Буровой станок СКБ-5 А)Общий вид 1-основание 2-электродвигатель 3-планетарная лебёдка 4, 5-тормоза лебёдки 6-раздаточная коробка 7, 9-гидропатроны 8-вращатель 10-коробка перемены передач Б)Выносной пульт управления станком 1-приборная панель 2-манометр системы гидропатронов 3-указатель освеой на при 4-амперметр 5-кнопки пуска и остановки приводов 6-панель гидравлического управления 7-распределитель подачи с дросселем 8-регулятор подачи бурового снаряда 9-распределитель патронов

·                   Труборазворот РТ-1200М
Механизм устанавливается на устье скважины, пропускает свечу через центральное отверстие в корпусе, имеет замкнутый контур редуктора вращателя. Конструкция его представляет собой редуктор, передающий от электродвигателя водилу вращение, которое воздействует на ведущую вилку, вставленную в прорезь замка трубы. Нижняя часть замкового соединения удерживается в корпусе механизма подкладной вилкой. Он предназначен для свинчивания и развинчивания бурильных труб в процессе спуско-подъёмных операций. Его применяют с обычным и полуавтоматическим элеваторами при бурении вертикальных и наклонных скважин.
Техническая характеристика труборазворота РТ-1200М

Труборазворот РТ-1200М 1-вращатель 2-центратор 3-водило 4-подкладная вилка 5-ведущая вилка 6-электродвигатель

Максимальный крутящий момент, Н*м…….3500  

Частота вращения водила, об/мин……………75

Время свинчивания и развинчивания, с……4-5

Тип редуктора …….Двухступенчатый с

Цилиндрическими зубчатыми парами

Передаточное отношение редуктора……..… 19

Диаметр проходного отверстия, мм …………205

Электродвигатель: фланцевый АОПС 2-31-4В

с влагостойкой изоляцией класса В и клеммной коробкой К-3

мощность, кВт …………………………………...3

частота вращения, об/мин …………………...1350

габариты, мм………………………… 885х495х376

Масса (без вилок), кг ………………………….….246

·                   насос НБЗ-120/40
Предназначен для обеспечения циркуляции промывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин.
Техническая характеристика насоса НБЗ-120/40

Насосная установка НБЗ-120/40 Общий вид установки 1-буровой насос 2-электродвигатель 3-фрикцион 4-коробка скоростей 5-муфта 6-рама

Тип насоса……….... горизонтальный
трехплунжерный
одинарного
действия
Подача, л/мин 15;19;40;70;120
Давление, МПа4.0;4.0;4.0;4.0;2.0
Диаметр цилиндра
(плунжера),  мм………………63
Длина хода плунжера, мм ….60
Частота  вращения коленчатого вала,
об/мин                31;38;80;146;249
Способ регулирования
подачи  встроенной
автомобильной  коробкой скоростей
Тип приводного
двигателя ………………….......А02-51-4
Мощность двигателя, кВт…….….... 7.5
габариты, мм……..... 945х610х400х400
Масса
 (без рамы и двигателя), кг            400
·                   контрольно-измерительная аппаратура Курс-411
Для измерения и контроля параметров режима бурения геологоразведочных скважин.
Обеспечивает регистрацию нагрузки на породоразрушающий инструмент или на крюке на суточной диаграмме и отмечает моменты перехвата бурового снаряда, а также обеспечивает световую и звуковую сигнализацию при уменьшении расхода промывочной жидкости ниже допустимого предела.
Техническая характеристика аппаратуры Курс-411
Верхние пределы измеряемых параметров:
  Усилие на крюке, кН…………………………….80
  Осевая нагрузка на
  породоразрушающий инструмент, кН………..30
  давление промывочной жидкости, MПа……..10
Расход промывочной жидкости, л/мин..150 и 300
Механическая скорость бурения, м/ч…..…3 и 15
Размеры пульта
показывающих приборов, мм………700х650х300
Масса пульта
показывающих приборов, кг не более…………50
·                   мачта с комплектом грузоподъёмных приспособлений МБТ-5
Особенностью мачты является наличие вынесенного за пределы рабочей зоны А-образного портала, на который шарнирно опирается трубчатый несущий ствол мачты. Для придания стволу мачты устойчивости он раскреплён двумя подкосами. Установка мачты на заданный угол бурения осуществляется путём изменения длины продольного регулирования подкоса. Ствол мачты наклонён над устьем скважины. На небольшие расстояния установку перебазируют волоком на полозьях. Конструктивные особенности мачты позволяют сократить затраты времени на монтажно-демонтажные операции.
6.2.Описание процесса монтажа и демонтажа буровой установки
[7стр.117]
[11, часть 1, стр.78]
К сооружениям, входящим в буровую установку, относятся: буровая мачта, буровое здание, очистная система. Буровая установка собирается из отдельных блоков, узлов или непосредственно на рабочей площадке или узлы их заранее монтируются на транспортной базе: санях, прицепах, шасси автомобиля или трактора.
Блочная конструкция установки УКБ-5П обеспечивает раздельную перевозку здания и мачты. Буровое здание установки - контейнерного типа. Транспортировка здания осуществляется на подкатных тележках на пневматических шинах с максимальной скоростью 40 км/час. В качестве тягача используется трактор или автомобиль. Подкатные тележки оснащены колодочными тормозами с пневмоприводом.
Мачта монтируется на общем основании со зданием, в котором размещается буровое оборудование, и устанавливается на металлические полозья санного типа. Мачта в неразобранном виде транспортируется тракторами.
Подъём и опускание мачты осуществляется с помощью трактора. Возможна горизонтальная сборка мачты с последующим подъёмом одним блоком с помощью трактора. Обеспечена возможность центрирования оси кронблока относительно оси скважины. Установку монтирует буровая бригада.
Операции по монтажу буровых агрегатов являются важными операциями в общей схеме проведения подготовительных работ при бурении скважины. Площадка для установки буровой установки должна быть очищена от пней, крупных валунов и прочего.
Схема монтажа оборудования при бурении ССК обуславливается как геологическими, так и техническими условиями работ. В переднем левом углу бурового здания на бетонном фундаменте массой не менее 2000 кг устанавливается лебёдка для съёмного керноприёмника. Для ускорения работ с керноприёмной трубой  и наращивания инструмента с правой стороны от бурового станка бурятся две вспомогательные скважины.
Одновременно с монтажом бурового оборудования сооружается система для циркуляции промывочной жидкости и приспособлений для очистки воды или глинистого раствора от выбуренной породы. Эта система состоит из желобов и отстойников, связанных между собой в непрерывную цепь.
В непосредственной близости от отстойника, служащего для приёма жидкости насосом, монтируется глиномешалка и гидроциклон для очистки глинистого раствора.
После окончания бурения и проведения необходимых исследований скважина должна быть закрыта, если она не будет применяться в дальнейшем как эксплуатационная.
Всё буровое оборудование перевозиться на новое место. Из скважины извлекаются обсадные трубы. Ствол скважины и система желобов и отстойников заполняется тампонажным материалом (глинистый раствор, вязкая глина, цемент). В устье скважины прочно закрепляется репер с номером и глубиной скважины. Восстанавливается почвенно-растительный слой, нарушенный в процессе бурения, и составляется акт на закрытие скважины.
6.3.Выбор и описание бурильных труб, вспомогательного и аварийного инструмента
·                   Бурильные трубы
При бурении шарошечным долотом будем использовать утяжелённые бурильные трубы (УБТ) для поддержания рациональной нагрузки на забой, так как при шарошечном бурении осевые нагрузки могут достигать значительных величин.
При бурении алмазными коронками с использованием комплекса ССК-59 используем специальные бурильные трубы.
Параметры бурильных труб ССК-59

Бурильная труба для ССК-59

Диаметр трубы,  мм: Наружный……………………... 55
Внутренний…………………….45.4
Толщина стенки, мм………….4.8
Длина, м………………………………..1.5;3;4.5
Масса, кг………………………………………..6
Тип соединения……………....труба в трубу
Зазор между бурильными трубами
и стенкой скважины, мм…………………..2.2
Кривизна трубы, мм/м……………………..0.3
·                   Вспомогательный инструмент
При бурении с комплексом ССК-59 будем использовать следующие вспомогательные инструменты:
1.Овершот
Предназначен для спуска, захвата и подъёма керноприёмника из колонны бурильных труб на специальной лебёдки
Техническая характеристика овершота для ССК-59
Наружный диаметр, мм……………………………………40
Длина в растянутом положении, мм……….1850
Грузоподъёмность, кг……………………………300
Масса, кг……………………………………………..8.5
Масса с утяжелителем, кг……………………….12

Овершот 1-трос 2-нижняя пробка 3-бронзовая пята 4-втулка 5-передвижной груз 6-нижняя пробка 7-тяга 8-корпус 9-пружины 10-ось 11-защёлка

2.Гладкозахватный ключ КГ
Применяются для сохранения межтрубных зазоров и ровной поверхности трубы. Они не создают на трубах вмятин, задиров.

Гладкозахватный ключ КГ 1-гладкозахватная часть 2-зажим 3-упор 4-рукоятка

3. Опора для монтажа керноприемных труб
В связи с тонкостенностью керноприёмных

Опора для монтажа керноприёмных труб

труб монтажные работы с ними осуществляются на специальной опоре, состоящей из основания 3, стойки 1 и фиксирующего винта 2. Стойка вставлена в трубчатую часть основания и может перемещаться по высоте, что позволяет устанавливать опору на удобном для работы уровне. Основание состоит из плиты, трубы и рёбер. В плите имеются отверстия для крепления опоры.
·                   Аварийный инструмент
[11, часть 1, стр.344-357]
На каждой буровой установке всегда должен быть необходимый комплект аварийного инструмента. Кроме того, следует иметь набор ловильных инструментов и бурильных труб с левой резьбой. Длина последних должна соответствовать максимально возможной глубине скважины.
Ø    Метчики
Метчиком называется ловильный резьбонарезной инструмент с конической наружной нарезкой для соединения с внутренней поверхностью извлекаемых труб. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей различают универсальные, специальные и освобождающие метчики.
Ø    Колокола
Представляют собой ловильный резьбонарезной инструмент с внутренней конической нарезкой для соединения с наружной поверхностью извлекаемых труб.
Ø    Труболовки
Предназначены для извлечения труб и других пустотелых элементов с цилиндрической внутренней поверхностью.
Ø    Ловители
Предназначены для извлечения оборванных бурильных  труб независимо от твёрдости их поверхности. Позволяют вращать и сжимать трубу, производить промывку скважины через аварийный инструмент, развинчивать колонну по отсоединительному переходнику или по частям.
Также к аварийным инструментам принадлежат разного рода труборезы, труборезы-труболовы, магнитные ловушки и вибраторы скважины.

7.Производственные процессы при сооружении скважин
7.1.Процесс забуривания скважины
Бурению проектируемой скважины предшествуют разного рода мероприятия по определению места и заложения, по подготовке рабочей площадки и подъездных дорог, по доставке и монтажу бурового оборудования и бурового инструмента.
Скважина забуривается в соответствии с указаниями геолого-технического наряда. Снаряд для забуривания состоит из переходника, короткой колонковой трубы, коронки и долота.
Очень важно правильно выбрать метод забуривания скважины, который будет обеспечивать быстрое пересечение зоны неустойчивых пород, не вызывая искривления скважины, размывание и разрушение пород в устье скважины.
Перед началом забуривания в точке заложения скважины выкапывают приямок глубиной 0.5 м для того, чтобы под шпиндель можно было завести короткий забурочный снаряд, который соединён с бурильной трубой, проходящей через шпиндель станка. При этом бурильная труба в зажимных патронах должна закрепляться строго соосно, в ином случае произойдёт отклонение ствола скважины от заданного направления. После установки забурочного снаряда проверяют правильность положения шпинделя и начинают бурение при небольших осевых нагрузках и минимальной частоте вращения, расход промывочной жидкости устанавливается в зависимости от твёрдости пород. В мягких и рыхлых породах забуривать скважину можно без промывочной жидкости. Если скважину забуривают алмазной коронкой, то перед этим нужно подготовить кольцевой забой твёрдосплавной коронкой с последующим очищением забоя скважины от металлических частиц. По мере углубки скважины длину колонковой трубы увеличивают.
7.2.Спуско-подъёмные операции
[10, стр. 301-306]
Спуско-подъёмные операции при колонковом бурении решающим образом влияют на производительность буровых работ. При ручной сборке и разборке бурильной колонны эти операции весьма длительны, трудоёмки и опасны.
Спуск и подъём бурового снаряда с помощью лебёдки станка обычно производится через каждые 2-4 м углубления для подъёма керна и замены изношенного инструмента. При подъёме длинная бурильная колонна разъединяется на бурильные свечи. При спуске бурового снаряда из отдельных свечей собирается опять бурильная колонна. На свинчивание и развинчивание труб, на установку свечей на подсвечник и обратно затрачивается много физического труда и времени. Причём затраты времени па СПО быстро увеличиваются с глубиной скважины. Затраты времени на СПО растут с увеличением глубины скважины почти в кубической зависимости.
Для сокращения времени на СПО мы используем снаряд со съёмным керноприёмником ССК-59, применение которого является перспективным.
В нашем случае использование снаряда со съёмным керноприёмником ССК-59 позволяет нам поднимать керн без подъема бурильной колонны с забоя при высокой механической скорости, что повышает производительности бурения.
При его применении керны в керноприёмных трубах извлекаются без остановок из скважин со скоростью 1-3 м/с на тонком канате.
В нашем случае спуско-подъёмные операции будут состоять из двух частей: для замены шарошечного долота на алмазную коронку и СПО для извлечения керна.
Для облегчения труда рабочих и ускорения работ созданы и разрабатываются различные механизмы, приспособления и инструмент для подъёма и спуска, свинчивания и развинчивания элементов бурового снаряда. Механизация и автоматизация ручного труда и трудоёмких операций при сооружении скважины - один из основных путей повышения производительности буровых работ, улучшения условий и охраны труда.
В нашем случае для свинчивания и развинчивания бурильных труб при проведении спуско-подъёмных операций будем использовать труборазворот РТ-1200М, речь о котором велась выше.
7.3.Крепление скважины обсадными трубами
[10, стр. 301-306]
Обсадные трубы служат для предотвращения обвалов стенок скважины в неустойчивых  породах, перекрытия напорных и поглощающих горизонтов, восстановления циркуляции промывочной жидкости и для других целей.
Необходимость крепления скважин вызывается:
·                   слабой устойчивостью проходимых пород, в которых могут происходить обвалы стенок скважины;
·                   опасностью вывалов кусков породы из стенок скважины при пересечении зон тектонических нарушений;
·                   необходимостью отделения одного горизонта от другого;
В нашем случае в интервале 0-7 метров, сложенном суглинками, могут происходить обвалы стенок скважины, осыпание пород и т.д.
Временное крепление скважин осуществляется глинистым раствором в процессе их бурения. Для постоянного крепления скважин применяются обсадные трубы.
При колонковом бурении крепление стенок скважины обсадными трубами осуществляется в следующем порядке. Перед креплением тщательно промывают скважину, измеряют её глубину, проверяют резьбы и кривизну обсадных труб. Для проверки кривизны через каждую трубу пропускают колонковый набор. На нижний конец первого звена, составленного из двух труб, навинчивают башмак, а на верхний - пробку-вертлюг. Вертлюг подхватывают подъемным крюком, и с помощью лебёдки поднимают собранное звено труб над скважиной, а затем опускают в нее до тех пор, пока верхний конец звена не дойдёт до трубодержателя, установленного на устье скважины. После этого зажимают трубу в трубодержателе, снимают вертлюг и навинчивают его на следующее звено обсадных труб.
В буровой журнал записывают длину каждого спущенного звена.
Мы будем использовать обсадные трубы с минимальным наружным диаметром обсадной трубы – 73 мм. Эта   обсадная колонна  будет являться также и направляющей трубой.
7.4.Тампонажные работы
[10, стр. 333-334]
Если затрубное пространство обсадных труб необходимо изолировать, башмак колонны труб тампонируют глиной.
Глину транспортируют на забой с помощью колонкового набора, в котором у переходника устанавливают деревянный поршень. После заполнения колонковой трубы глиной на неё навинчивают забитую глиной коронку, затем опускают колонковую трубу на забой, включают насос и давлением жидкости выдавливают глину из трубы. По окончании бурения обсадные трубы должны извлекаться из скважины.
По окончании бурения скважин проводят ликвидационный тампонаж, цель которого состоит в том, чтобы устранить возможность циркуляции подземных вод по стволу скважины после извлечения обсадных труб. При выполнении работ по ликвидационному тампонированию, имеющему важное значение для охраны недр, следует руководствоваться утверждёнными инструкциями и правилами.
В зависимости от геологических и гидрогеологических условий для ликвидационного тампонирования применяют специальные глинистые растворы, глину или цемент.
При ликвидации неглубоких  скважин, не вскрывших водоносные горизонты, ограничиваются заливкой в скважину густого глинистого раствора, доставляемого на забой скважины с помощью колонкового набора.
Ликвидационное тампонирование цементом применяют в случае, когда водоносные горизонты находятся в кровле или в почве залежи полезного ископаемого, а также при пересечении скважиной напорных вод с самоизливом.
Если скважина бурилась с применением глинистого раствора (как в нашем случае), её предварительно промывают водой для разглинизации. Цементный раствор нагнетают насосом через бурильные трубы, которые по мере заполнения скважины раствором поднимают от забоя.
В случае цементации скважины, встретившей напорные воды, сначала утяжелённым глинистым раствором заглушают фонтанирование, а затем проводят её цементирование.
На устье ликвидированной скважины устанавливают репер - отрезок обсадной трубы с цементной пробкой, на котором обозначены номера скважины, её глубина, название организации и дата окончания бурения.
7.5.Предупреждение и ликвидация аварий
[1стр.338,350]
На ликвидацию аварий затрачивается много времени. Значительно легче предупредить аварию в скважине, чем её ликвидировать. Поэтому необходимо принимать все меры по предупреждению аварий, а именно: