«Эксплуатационная разведка Николаевского месторождения подземных вод для водоснабжения города Капчагай»



страница5/9
Дата11.11.2016
Размер1.34 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

2.1.4 Обоснование граничных условий месторождения

Рассмотренные выше геологическое строями и гидрогеологические условия месторождения свидетельствуют о том, что долина р.Каскелен по Е.Л.Минину относится к группе А, т.е. намеченный к эксплуатации водоносный горизонт верхнечетвертичных аллювиальных отложений имеет непосредственную гидравлическую связь с рекой и имеет следующие граничные условия по площади и в вертикальном разрезе.

Фильтрационная неоднородность аллювиальная отложений в разрезе, по-видимому, связанна с различными циклами осадконакопления, привела к образованны двухслойного строения толщи. Нижняя часть водоносного горизонта является наиболее перспективной для эксплуатации с целью организации водоснабжения с.Капчагай в следствии большой водопровдимости.

Общая мощность водоносного горизонта колеблется в пределах 41,1-58,4 м.

Движение грунтового потока происходит параллельно современному равно 0,0032. При данных условиях река обычно питает подземные воды.

Верхнечетвертичные отложения на западе контактируют со среднечетвертичными образованиями, переработанными сверху эоловыми процессами, подземные воды которых гидравлические связаны между собой.

В южном и северном направлении водоносный горизонт характеризуются как безграничный пласт.

Опытными работами установили характер взаимосвязи поверхностных и подземных вод. На описываемым участие мы имеем подпертый режим фильтрации поверхностных вод.

Среднегодовой поверхностный сток р.Каскелен в районе участка эксплуатационной разведки составляет 4,06 м3/сек. Поэтому можно судить о наличии границы с постоянным напором по р.Каскелен, расположенной на расстоянии от 500 до 1500 м, в среднем 1100 м.
2.1.5 Оценка эксплуатационных запасов подземных вод

При существующих гидрогеологических условиях наиболее рациональной схемой является линейный ряд скважин, расположенный параллельно р.Каскелен с целью устройства водозабора инфильтрационного типа. Средне расстояние от г.Капчагая 12 км.

р.Каскелен рассматривается нами, как граница с постоянным напором, условно смещенная относительно истинного уреза реки на некоторое расстояния , учитывающее дополнительное фильтрационное сопротивлении в русловой зоне.

Понижение уровня в скважинах, расположенных в виде линейного ряда вблизи реки с постоянным поверхностным стоком определяем по формуле М.Ф.Бочевера.



где, - понижения уровня, вызваны системой скважины, м.



- дополнительное понижение в скважине, м.

Величина

где Н – средняя мощность водоносного горизонта м;

К - коэффициент фильтрации, м/сутки;

Q – суммарный дебит водозабора, м3/сутки;

Z0 – расстояние водозабора до реки, м.



- сопротивления русловых отложений, м;

- радиус большого колодца и для линейного ряда скважин равен

где - длина ряда.

Величина определяется по следующей зависимости

где - приведенный радиус условной области влияния скважин, м;



- радиус скважин, м;

- величина фильтрационного сопротивления, учитывающая несовершенство скважин.

Приведенный радиус области влияния скважин определяется по формуле:



где σ – расстояние между скважинами, м.

Контрольное определение величины понижения для взаимодействующих скважин, расположенных у контура питания, производим методы зеркального отображения и положения течений по формуле:

где Q – дебит скважины, в которой определяется понижения уровня, м3/сутки;



- расстояние от скважины, в которой определяется понижение до других скважин с дебитом соответственно.

Q1…Qn, м;



- расстояние этой скважины до зеркального отображения других скважин водозабора, м.

В обоснование подсчета запасов подземных вод по категории А величины разведочно-эксплуатационные скважины, пробуренные на участке детальной разведки, по которым в процессе опытных работ получены надежные исходные данные для расчета производительности водозабора.

Запасы по категории А подсчитаны по суммарному фактическому дебиту при взаимодействии скважин, которое учтено в расчетах эксплуатационных понижений путем суммарных срезок взаимодействующих скважин водозабора. Расстояние между скважинами от 430 до 600 м.

К категории А отнесены фактически полученных дебиты 8 скважин №-15, 1726, 1727, 1728, 1729, 1730, 1534, 1535, пробуренных на водоносный горизонт верхнечетвертичных отложений. Суммарный фактический дебит этих скважин равен 341 л/сек или 29462 м3/сутки.

Эксплуатация подземных вод должна осуществляться только при наличии сети режимных наблюдательных скважин и специальной гидрогеологической службы с целью изучения влияния поверхностного стока р.Каскелен на развитие депрессионной воронки и возможного изменения качества подземных вод.

Режимные наблюдение рекомендуется вести по линии водозабора и на пойменной террас в непосредственной близости у реза реки Каскелен. Для наблюдении необходимо использовать наблюдательные скважины.



2.1.6 Рекомендации по установлению зон санитарной охраны

Наиболее глубинных залегание уровня эксплуатационного водоносного горизонта от поверхности земли могут естественно привести и загрязнению подземных вод и выходу из строя будущего водозабора. При проектировании и сооружении водозабора необходимо предусмотреть устройство зон санитарной охраны, которые обеспечит работу водозабора при удовлетворительном качестве извлекаемых вод.

Зона строгого режима – включает участок вокруг водозаборов радиусе 50 м. размер первого пояса и его границы избирается из расчета строительства головных водозаборных сооружений. Здесь запрещается строительство, не имеющие отношения к водопроводным сооружениям, всякие работы, связанные с вскрытием водоносного горизонта;

Зона ограничения должна быть установлена по линии ограничивающей площадь, в пределах которой существует возможность проникновения загрязненных вод в водозабор.



3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Обоснование видов и объемов проектируемых работ

3.1.1 Буровые работы

1) Геолого-гидрогеологическая характеристика месторождения

В геологическом строении участка работ принимают участие отложения четвертичного возраста и лишь отдельных скважинами вскрываются отложения плиоцена и нижнее- верхней Перми.

Пермская система

Отложения пермской системы (Р1-2) на описываемой территории на поверхности нигде не обнажаются. Лишь скважиной №1736, расположенный в северо-западной части территории нижнее- верхнепермские образования вскрыты на глубине 61,0 м. представлены они розоватыми порфиритами, сильно трещиноватыми.

Неогеновая система

Образования плиоценовых отложений () на участке проведения работ на поверхности также нигде не обнажаются. Залегают повсеместно на глубине 65-70 м. представлена илийская свита плотными, в основном, коричневатыми, реже серо-синими глинами. В толще глин нередко наблюдаются линзы и прослои обломочного материала разнозернистые, щебнистые, кварцево-полевошпатовые пески, песчаники на карбонатно-глинистом цементы и супеси.

Четвертичная система

Образования четвертичного возраста на участке проведения работ пользуются очень широким распространением и полностью слагают его поверхность.

Среднечетвертично-аллювиальные отложения с эоловой переработкой получили распространение в северо-западной части описываемой территории и слагают относительно приподнятые в рельефе массивы Моюнкум и Жаманкум. Залегают описываемые отложения непосредственно на глинистой толще верхнего плиоцена. Представлены они в основном мелкозернистыми кварцево-полевонепатовыми песками. Мощность описываемых песков составляет 60-70 м.

Верхнечетвертичные аллювиальные отложения на описываемой территории пользуются наибольшим распространением с слагают большую часть площади участка. Поверхность равнины на участке работ осложнена значительным количеством искусственных каналов.

Верхнечетвертичные аллювиальные образования с поверхности почти повсеместно сложены среднезернистыми кварцево-полевонепатовыми, гравелистыми песками в основном серого цвета. Проведенными буровыми работами в нижней части аллювиальной толщи повсеместно вскрываются гравийно-галечники с песчаным заполнителем, залегающие на относительно плоской поверхности плиоценовых глин. В толще галечников на отдельных участках наблюдаются линзы гравелистых песков, а иногда супесей.

Общая мощность верхнечетвертичных аллювиальных отложений составляют 58-66,6 м.

Современные аллювиальные отложения на описываемой территории пользуются незначительным распространением и располагаются в виде узких, вытянутых вдоль русел рек Каскелен и Малой Алматинки лент. Представлены они в основном разнозернистыми кварцево-полевошпатовыми песками с включением мелкой, хорошо окатанной гальки. Полная мощность современных отложений по району не превышает 10-20 м.

Дебит скважины 4Б л/с. Подземные воды всеми скважинами вскрываются на глубине от 6,89 м до 7,6 м.

2) Гидрогеологические условия бурения

Ранее проведенными работами установлено, что мощности верхнечетвертичных т аллювиальных отложений по району не превышают 50-70 м. согласно методическим указаниям по разведке подземных вод для участков, где мощности продуктивной толщи не превышают 100 м, вскрытие ее рекомендуется производить на всю глубину с обязательным углублением в «коренное ложе» на 10-15 м. Поэтому глубина скважин по участку разведки принималась равной 70,0 м.

В результате бурения скважин установлено, что подземные воды приурочены в верхней части разреза к гравелистым разнозернистым кварцево-полевошпатовым пескам, а в нижней к гравийно-галечникам с песчаным заполнителем и имеют грунтовый характер.

Подземные воды находятся на глубине от 6,89 до 7,6 м.

Подземные воды описываемого горизонта пресные, с общей минерализацией 0,4-0,6 г/л, умеренно жесткие, в основном сульфатно-гидрокарбонатные кальциево-натриевые.

Питание верхнечетвертичного аллювиального водоносного горизонта осуществляется в основном за счет инфильтрации вод реки Каскелен, фильтрации вод из каналов во время поливов, частично за счет инфильтрации атмосферных осадков и подтока вод со стороны среднечетвертичного аллювиального водоносного горизонта.

Дебит скважины 46 л/г, динамический уровень 20м; статический 7,6 м.

3) Выбор способа бурения

При бурение скважин с начальным диаметром 300-400 мм в хорошо изученных геолого-гидрогеологических условиях, при отсутствии в разрезе переслаивающихся и низконапорных водоносных горизонтов, а также для экономической выгоды принимаем вращательный способ с промывкой.

4) Проектирование конструкции скважин выбор и расчет фильтра

В пластах мощностью более 10 м длину фильтра устанавливают, исходя из заданной производительности водоотбора; фильтр следует устанавливать в зоне пород с наибольшей проницаемостью.

где: Q – дебит скважины, м3/сутки; Vф – допустимая входная скорость фильтрации воды, м/сутки; d – наружный диаметр фильтра, м.



где К – коэффициент фильтрации, м/сутки.





Выбор типа фильтра определяется условиями его применения и в первую очередь характером водосодержащих пород.

Фильтр - перфорированная труба с сплошной проволочной обмоткой.

5) Проектирование водоподъемного оборудования

Выбор водоподъемных средств определяется положения динамического уровня в скважине, требуемой производительностью, внутренним диаметром обсадных труб участка скважины на котором устанавливается насос, назначением скважины и времени работы по откачке воды.

Тип водоподъемника и его диаметр берем из таблицы. В нашем случае берется насос типа 1ЭЦВ-12-160-100. 1-модификация; Э-электрический; Ц-центробежный; В –водяной; 12-наружный диаметр насоса в дюймах; 160-производительность насоса, м3/час; 100-монометрический напор, метры водяного столба.

Далее определяем манометрический напор.

где - динамический уровень, м



- высота излива от 0,7 до 1 м.

- глубина заглубления водоподъемника под динамический уровень от 2 до 5м.

м.вод.ст.

6) Расчет параметров эрлифта

эрлифтом называется водоподъемник, использующей для подъема воды из скважины энергию сжатого воздуха. Эрлифты вследствие простоты устройство широко применяются при предварительных откачках с целью отчистки воды от посторенних примесей, песка и пути, предварительного опробования попутно встреченных водоносных пластов, а также для разглимизации пласта, намеченного к эксплуатации.

Принцип действия эрлифта основан на известном физическом законе сообщающихся сосудов, согласно которому уровни жидкостей в них устанавливаются обратно пропорционально их плотностям:



где h1, h2 - уровни жидкостей соответственно в первом и втором сосудах, м; ρ1, ρ2 – плотности жидкостей в соответствующие сосудах, кг/м3.

Исходными данными для расчета являются:


  1. глубина скважины Lc=70 м.

  2. глубина статического уровня воды в скважин

  3. глубина динамического уровня воды в скважин .

  4. Расход воды Q извлекаемой из скважины при откачке эрлифта 0164,2 м3/час.

  5. Коэффициент погружения смесителя эрлифта , где Н – расстояние от смесителя до уровня излива воды. К = 3.

Трубы расположены по системе внутри.

7) Обоснование проектируемой скважины.

Выбор конструкции скважины определяется рядом факторов, основанными из которых являются: целевое назначения скважины, конечный диаметр, глубина, гидрогеологические условия, наличие бурового оборудования.

Конкретные параметры конструкции, так же как диаметр обследных труб и глубина их спуска, зависят от типа водоподъемного оборудования, способа и технологии бурения, необходимости и интервалов цементирования, способа крепления и материала используемых обсадных труб и др.

Конструкции скважины характеризуется различными сочетаниями обсадных труб, которые служат для крепления стенок скважины и гидроизоляции отдельных водоносных пластов друг от друга.

Конструкция скважин на воду должна отвечать следующим требованиям:

1) качественное опробование и вскрытие водоносных пластов с целью их эксплуатации.

2) надежная изоляция водоносных пластов друг от друга.

3) минимальная металлоемкость.

4) простота сооружения и минимальная стоимость.

5) надежность эксплуатации скважины и возможность проведения ремонтных работ.

В конструкции скважины различают следующие элементы: кондуктор (направлении), эксплуатационную колонну и фильтр. Направление служит для перекрытия неустойчивых пород и для закрепления устья скважины от размыва глинистым раствором.

Таблица 3.1 - Технический разрез проектируемой скважины.

Литоло-гическая колонка

Описание пород

Мощность слоя, м

Категория по буримости

Конструкция скважины

Особые условия работ




Супесь

2,0

II




Фильтр уста-новлен «впотай» Пробная откачка производится эрлифтом

Трубы установ-лены «внутри» (эрлифта) Статический уровень – 7,6 м. Динамический уровень – 20 м.

Понижение 14,14 м дебит 45,6 л/с.





Песок разнозернис-тый с включением гровия и гальки

7,0

II







Песок крунозернистый с гравием и галькой

10,0

III







Песок среднезернис-тый с гравием с галькой

60,0

III







Песок крупнозернис-тый с гравием и галькой

2,0

III


















Бурение скважин будет производится начальным диаметром 346 мм шаромечным долотом. Далее проиденный интервал оборудуется эксплуатационной колонны, поэтому выбираем диаметр 269 мм и ведем бурение до проектной глубины, а проектная глубина 70 м и поэтому конечный диаметр доходит до проектной глубины и надфильтровая труба не выводится на поверхность, а располагается «впотай». При этом верхняя часть надфильтровой трубы должна заходить внутрь эксплуатационной колонны. Диаметр фильтровой колонны 219 мм.

8) Выбор бурового оборудования и инструмента

Выбор буровой установки

Бурение скважин и воду различного назначения характерно широким интервалом глубин и диаметров, сложенной породами различной крепости, большими транспортными расстояниями между объектами, необходимостью наличия бурового оборудования и высокой производительностью и мобильностью, в связи с большими объемами работ. Перечисленных требованиями наиболее отвечают самоходные на автошасси и передвижные установки для вращательного бурения скважин.

Установка выбирается в соответствии с глубиной скважины, начальными и конечными диаметром бурения.

Настоящая скважина имеет глубину 71 м, начальный диаметр бурения 346 мм, конечный диаметр бурения 269 мм.

Поэтому выбирается буровая самоходная установка 1БА-15В, которая специально предназначена для бурения скважин на воду роторным способом. Она монтируются на раме шасси автомашины. МАЗ-500 или автоприцепа МАЗ-5207/В. Она обладает следующими качествами: возможность дублировать двигатели, компрессор большой производительности, широкий диапазон скоростей лебедки и ротора, оперативность управления основными механизациями. Все это обуславливает высокие эксплуатационные качества бурового агрегата. Бурильные трубы имеют диаметр 73 мм.

Техническая характеристика буровой установки 1БА-15В. грузоподъемность (т) номинальная 12

максимальная 20

Основной способ бурения вращательный с промывкой:

Глубина бурения (м) 500

Рекомендуемые диаметры скважин (мм)

начальный 394

конечный 194

Транспортная база - шасси МАЗ-500 А

Силовой привод, тип – ЛМЗ – 236/Д-108

Мощность (л.с.) – 105/108

Мачта - 8000

Высота до оси кранблока (м) – 18

Подъем мачты – гидродомкратом

Длина бурильной трубы 1 свыча (м) – 6/12

Механизм вращения - ротор

Проходное отверстие ствола (мм) – 410

Частота вращения (об/мин) (краны основные передачи) 65, 130, 245

Число передач основных (вспомогательные) – 4/4

Натяжении талевого каната – 5,2

Оспастка талевой системы - 2·3

Скорость подъема крюка (м/с) – 0,2-1,39

Буровой насос глинистого раствора НБ-12-63-40

Подача max (л/с) – 12,25

Давление max (кгс/см2) – 63

Компрессор – К9 м

Подача (м3/мин) – 10

Давление (кгс/см2) – 6

Масса основной блока (т) (транспортная) – 14,7 таблицы [1/1 – 2/(2)].

Буровой насос марки НБ-12-63-40 предназначен для подачи на забой глинистого раствора, который выносит на поверхность шлам и охлаждает породоразрушающей инструмент.

9) Выбор рабочих и утяжеленных бурильных труб

Учитывая диаметр обсадкой колонны, размеры приходного ствола, ротора выбранной установлен, а также грузоподъемность лебедки, выбираем следующим диаметры бурильных труб. Бурильные трубы диаметром (условным) 73 мм с толщиной стенки 11 м, и наружным диаметром 73 мм. Теоретическая масса равна 16,8 кг, внутренний диаметр 61,0 мм. Муфты берутся с наружным диаметром 95 мм [VII-29(1)].

Утяжеленные бурильные трубы используются для повышения жесткости и увеличения массы нижний часть бурильной колонны, для создания максимального рабочего давления на забой скважины. Утяжеленные бурильные трубы устанавливаются гладкие по всей длине, с конусной обтачкой для удобства удерживание их клиновидными захватами. Трубы берутся с наружным диаметром 95 мм, теоретическая масса 1 м – 49 кг. Диаметр УБТ выбрал в соответствии с условным размером 73 мм. Длина УБТ берется 6-8 м [VII-29(1)].

Между собой бурильные трубы соединяются замками, состоящими из и муфты, соединенные между собой конической резьбой. В данном случае выбирается замок 3Н-95, наружный диаметр 73 мм, резьба замковая 3 = 76 [VII-29(1)].

10) Выбор инструмента для спускоподъемных операций

Для более рационального использования рабочего времени для каждой скважины выбирают определенный спускоподъемный инструмент к которому относятся: элеваторы, ключи, штропы. Элеваторы служат для захвата и удержания бурильных и обсадных труб. Штропы применяют для соединения элеваторов с талевым блоком.

Для труб диаметром 73 мм целесообразно применить следующий инструмент: элеватор ЭБ-73 обличенной сваркой конструкции для бурильных и обсадных труб [IV, 61(2)], и кованый для труб диаметром 73 мм ЭБ-73В-75[IV, 62(2)], и соответственно ключи для трубы диаметром 346 мм - ОМН 123/4, с диаметром зева 355 мм и для труб диаметром 269 мм - ОМН 95/8, с диаметром зева 272 мм.

Техническая характеристика элеватора ЭБ-73

Максимальная грузоподъемность (т) – 20

Размеры (мм) - 75·440·220·200·320

Масса (кг) – 20

Техническая характеристика элеватора ЭБ-73В-75

Максимальная грузоподъемность (т) – 75

Масса (кг) – 78,5

Затем выбираются штропы, в данном случае ШЭ – 25, с грузоподъемностью 25 тонн, диаметром 35 мм [VII-40(1)].

11) Проектирование параметров технологического режима бурения

К параметрам режима роторного бурения относится

а) осевая нагрузка на долото

б) число оборотов снаряда и подаваемой на забой промывочной жидкости.

Осевая нагрузка на долото создается весом части бурильных труб или утяжеленных инзов, состоящих из одной или нескольких секций утяжеленных труб.

Проектирование параметров технического режима бурения производим для каждой категории проходимых пород и диаметра.

В данном случае рассчитываем для средних по твердости (III-IV категории буримости) и твердых пород (V-IV категории буримости).

1) Осевая нагрузка на долото вычисляется по формуле



где Р0 – удельная нагрузка на 1 см диаметра



- диаметр долота, см





  1. После вычисления для всех применяемых диаметров бурения и категорий буримости пород разреза определяются соответствующие длины УБТ, которые нужно использовать для создания осевой нагрузки на забой:

где К – коэффициент увеличения УБТ для дополнительного растяжения бурильных труб; ; g – ускорение силы тяжести, g=9,8 м/с2; q - масса 1 м УБТ (берется из табл. 3.4); ρж, ρст - соответственно плотности бурового раствора и материала бурильных труб, для стали ρст = 7850 кг/м3.





3) Частота вращения n долота определяется по формуле:



об/мин

где - диаметр долота, см; υ – окружная скорость вращения долота применяется в предела м/с.



об/мин

4) Количество подаваемой на забой жидкости



л/с

где - скорость восходящего потока промывочной жидкости. м/с; м/с; - соответственно диаметры долото и применяемых бурильных труб, дм.



л/с

л/с

12) Опробование при бурении

При бурении проектируемой скважины образцы отбираются в виде шлама, поступающего из скважины с промывочной жидкостью. Шлам отбирают лотком – ловушкой. Образцы отбираются через каждые 1,5-2,0 м проходки при смене пород из каждого пласта.

Таблица 3.2 – Опробование при бурении.



Наименование пород

Мощность слоя, м

Количество отбора через 2 м проходки

Супесь

2

1

Песок разнозернистый

7

3,5

Песок крупнозернистый

10

5

Песок среднезернистый

6

3

Песок крупнозернистый

2

1

Песчаник

2

1

Песок глинистый

15

7,5

Песок крупнозернистый

8

4

Гравийно-галечник

5

2,5

Супесь

1

0,5

Песок крупнозернистый

4

2

Гравийно-галечик

5

2,5

Глина плотная

4

2

13) Борьба с потерей промывочной жидкости и цементирование скважин

Мероприятия по борьбе с потерей промывочной жидкости необходимо проводить для избежания обвалов стенок скважины и аварий. Мероприятия проводимые с поглощением и потерей циркуляции промывочной жидкости заключаются в следующем.

1. Снижения давление в скважине за счет уменьшения удельного веса промывочной жидкости.

2. Уменьшение сопротивления движению глинистого раствора в пористой среде, за счет увеличения вязкости и статического напряжения сдвига.

Эти меры заключаются в обработке глинистого раствора химическими реагентами, применять различные добавки, аэрации раствора сжатым воздухом. В данном случае целесообразно применить раствор с удельным весом 1,1-1,15 г/см3, вязкость 40-60 с, водоотдача не более 25 см3 за 30 мин.

Цементирование проводят с целью изолирования водоносных пластов, вскрытых при бурении скважины, удержания обсадной колонны, защиты ее от коррозии, ликвидации поглощения промывочной жидкости.

Кондуктор проектируемой скважины цементируется по всей длине, а эксплуатационная колонна – до глубинны залегания водоносного пласта, т.е. 67 м.

Цементирование будет осуществляться с помощью цементирующих пробок. Этот способ цементирования выбрал вследствие его простоты.

Расчет цементирование.

1. Количество цементного раствора необходимого для цементирования обсадной колонны, определяется по формуле.

где D – диаметр скважины, м

H – наружный диаметр обсадных труб, м

K – коэффициент на возможность увеличение расхода цементного раствора на заполнение расширений,

dв – внутренний диаметр обсадных труб, м.

h – высота цементной пробки внутри колонны, остающейся после цементирования.



2. Удельный вес цементного раствора



г/см3

3. Плотность цементного раствора



кг/см3

где ρц, ρв – соответственно плотности цемента и воды, обычно ρц = 3150 кг/м3; м – водоцементное отношения, .



кг/см3

4. Необходимое количество сухого цемента для приготовления см3 цементного раствора равно



кг/см3

кг/см3

5. Необходимый объем воды в м3 на 1 м3 раствора



6. Общий объем воды для приготовления цементного раствора



7. Общие количество сухого цемента для приготовления цементного раствора



кг.

14) Водоснабжение и глинохозяйство

Глинистый раствор является одним из видов промывочных жидкостей. В данном случае выбор именно этого раствора обусловлен, тем что бурение ведется в пластах сложенных неустойчивыми породами, а глинистый раствор обладает способностью закреплять такие породы в стенках скважины, за счет промывочная давления (которое должно превышать пластовое Р.). кроме того промывочная жидкость поднимает на поверхность шлам, охлаждает породоразрушающий инструмент.

Пригодность глинистого раствора в конкретных условиях определяется его параметрами – плотностью, вязкостью, содержанием песка, стабильностью, водоотдачей и водородным показателем. При бурении в неосложненных условиях параметры глинистого раствора должны иметь следующие значение плотность 1,1-1,25 г/см3; вязкость достигает 18-30 с; содержание песка не более 4%; стабильность не более 0,02 г/см3; водоотдача не должна превышать 20-25 см3 за 30 мин; водородный показаетль рН для чистой воды равен 7. зная рН можно определить поведение раствора в скважине, и в случае необходимости химические его обработать. Приготовление раствора возможно непосредственно на буровой.

Объемное количество глины для приготовления 1м3 глинистого раствора:

где γгр – удельный вес приготовленного глинистого раствора, т/м3.

γ2 - удельный вес глины, γ2 = 1,8-2,8 г/м3

γв - удельный вес воды.

Количество воды, необходимое для приготовления 1м3 глинистого раствора.

у = 1-х = 1 – 0,188 = 0,812 м3

весовые количество глины для приготовления 1 м3 глинистого раствора

Р = х · γ2 = 0,188-1,8 = 0,3384

Потеря глинистого раствора

Q = 0,057· Дд, л/с

где Дд - диаметр долота

Q = 0,057· 34,6 = 1,97 л/с.


3.1.2 Геофизические исследования

Использование геофизические методом при гидрогеологических исследованиях позволяет снизить стоимость последних при одновременном повышении их качества.

Именно поэтому в настоящее время наряду с обычными методами гидрогеологических исследований широко применяются методы разведочной геофизики.

Виды и объемы запроектированных геофизических исследований определены в данном проекте исходя из конечных целей и задач намечаемых исследований, с учетом степени геологической и гидрогеологической изученности района работ.

Район работ представляет в верхней довольно обширную межгорную впадину, сложенную в верхней части разреза песчаными и гравийно-галечниковыми отложениями четвертичного возраста. Гравийно-галечниковые отложения являются основными коллекторами подземных вод. Глинистые отложения неогенового возраста залегают на глубине 67 м.

В геологическом и гидрогеологическом отношений район изучен хорошо, что позволяет уменьшить объемы проектируемых работ. В частности необходимость в проведении площадных геофизических исследований.

Применяется метод электрических зондированной (ВЭЗ).

При работе методы ВЭЗ изучается изменения сопротивления пород по вертикали на глубину. Используют четырех электродную по вертикали на глубину. Все время увеличивают, при этом точка наблюдений остается постоянной. Пропуская ток на все большую глубину, используют все более глубинные части разреза. Задача ВЭЗ предусматриваемого данным проектом, является определении минерализации подземных вод и засоленность почв и пород, и определение величины сопротивлений пород различного литологического состава. Комплекс обязательств геофизических исследований в скважинах на воду включает в себя проведение каротажа в каждой пробуренной в ходе выполнение проектируемых работ скважине, т.к. они бурятся без отбора керна.

Настоящим проектом предусматривается проведение следующих видов каротажа:


  1. Электрокаротаж (геологические изменение)

  2. Изменение кажущегося сопротивления пород (КС)

  3. Замер кривой собственной поляризации (ПС)

  4. Гамма – каротаж (ГК)

Электрокаротаж

Простейшим, среди методов электрического каротажа, использующих искусственное электрическое поле, является тоновый, или одноэлектродный каротаж. При тоновом каротаж в скважину заполненную буровым раствором, опускается один питающий электрод, а на поверхности заземляется второй.

Переходное сопротивлении электрода А перемещаемого по скважине будет изменяется в зависимости от электрического сопротивление пройденных скважинной пород.

Изменение сопротивления вызовет изменение силы тока в цепи, и это может быть отмечено либо прибором, непосредственно включенным в цепь, либо путем измерения резкости потенциалов ΔVMN на концах включенного в цепь постоянного сопротивления. На каротажный диаграмме тонового каротажа тока, сложенные хорошо проводящими электричество породами, выделяется участками повышенного тока.


Схема электрокаротажа.

Метод кажущихся сопротивлений (КС)

Метод кажущихся сопротивлений основном на изучении удельных сопротивлений в скважинах.

Намечается проводить стандартным градиент зондом. При диаметре скважины 216 мм и более применяется градиент – зонд М20,2 в. Этот зонд дифференцирует разрез на литологические разности.

Через питающие электроды А и В пропускаются ток J1, а между приемными электродами зонда M и N измеряют разность потенциалов ΔU.

Удельное сопротивление среды вычисляется поформуле:



где К – коэффициент зонда, зависящий от расстояния между электродами.

Величина КС зависит от многих факторов, удельного сопротивления пород, сопротивления промывочного раствора и диаметра скважины, удельного сопротивления зоны фильтрации раствора в пласти и диаметра этой зоны, а также от типа и размера зонда и его положения по отношению к границам пласта.

Кривая градиент зонда против пласта имеет ассиметрическую форму.

Песчаники и пески, содержащие воду на диаграмме КС отмечаются высоким удельным сопротивлением (до 200 Ом·м). Глины обычно имеют низкое удельных сопротивлений (до 15 Ом·м).

Метод собственной поляризации (ПС)

Метод собственной поляризации основан на изучении естественных электрических полей, самопроизвольно возникающих против различных пород при пересечении их скважиной.

Поляризация пород может быть обусловлена диффузионными, фильтрационными и окислительно-восстановительными процессами.

Диффузионные потенциалы проявляются на границах растворов различных концентраций, химического состава.

Потенциалы фильтрации обусловлены движениями воды и наблюдаются только против водопроницаемых пластов.

Потенциалы ПС, измеряемые в скважине, чаще всего являются результатом суммарного действия диффузионных инфильтрационных явлений. Окислительно-восстановительное потенциалы возникают гораздо реже. Практически измеряется разность потенциалов между движущимися по скважине электродом М и заземленным на поверхности неподвижным электродом N1 потенциал которого условно принимается за нулевой.

Гамма-каротаж (ГК)

Гамма-каротаж производится в комплекс КС, для массовых поисков радиоактивных элементов для расчлениения разреза. Его сущность заключается в регистрации вдоль стенок скважины интенсивности естественного гамма-излучения горных пород.

Измерение интенсивности гамма-излучение осуществляется при помощи скважинного прибора, основная часть которого представляет индикатор гамма – квантов. В качестве индикаторов пользуются газонакопленные счетчики, основанные на способности гамма – лучей ионизировать газы и вызывать вспышки люминесценций.

Результаты гамма-каротаж используются для качественной дифференциации пород по содержанию в них глинистого компонента. Это объясняется тем, что среди осадочных пород (пески, песчаники и т.п.). чрезвычайно низкая радиоактивность наблюдается у глин. При проведении гамма – каротажа, индикатор отмечает сумму двух составляющих:

Уч = Учпчс

где Учп – гамма – излучение, испускаемое окружающий породой.

Учс – стороннее гамма - излучение, исходящие из стенок прибора, обсадной колонны и раствора заполняющего скважину.

Метод гамма-каротажа рекомендуется в качестве контрольного, когда возникает необходимость проверить правильность документации скважины, после ее обсадки.

Запись кривых гамма-каротажа осуществляется аппаратурой типа радиометра РК С-III.

Скорость подъема снаряда работы составляет 350-400 м/сек.

Скорость подъема зонда в процессе регистрации кривых ПСиКС составит 1800 м/час. Каротажные исследования будут производится автоматической каротажной станцией АЭКС-900.

Технические данные станции АЭКС-900.

Глубина исследуемых скважин – 900 м

Способ регистрации исследуемых величин – запись на диаграммную бумагу.

Скорость каротажа, м/час

Максимальная – 1500 м/час

Минимальная – 100 м/час

Комплекс исследований электрический каротаж с записью КС и ПС

Боковое каротажное зондирование

Радиоактивный каротаж

Измерение температуры скважин.


3.1.3 Опытно-фильтрационные работы

Для определения фильтрационных свойств водовмещающих пород в зоне аэрации и в пределах водоносных горизонтов проектом предусматриваются пробная и опытная кустовая откачка.

В каждой из скважин предусматривается проведения по одной пробной откачке эрлифтом. Продолжительность откачек 3 бр/см. на одно максимальное понижение. В процессе откачки будут отобраны на сокращенной и полный химический анализ. По результатам пробных откачек можно будет судить о скорости снижения и восстановления воды в скважинах.

Кустовая откачка будет проводится из куста скважин состоящего из одной центральной (возбуждающей) и четырех наблюдательных. Продолжительность откачки 25 бр/см. в этом случае пробы отбираются в середине и в конце опыты. Виды анализа те же, что и в предыдущем случае, добавляются исследования на микро///////////// состав. Откачка проводится насосом 1ЭЦВ12-160-100. В процессе откачек наблюдения за восстановлением уровня в первые три часа осуществляются через 3, 5, 10, 20, 30 минут, а затем до конца опыта через 1 час.


3.1.4 Режимные наблюдения

Режимные наблюдения на участие работ будут проводиться для изучения развития депрессионной воронки в процессе разведки, а также изучения закономерности изменение уровня, химического состава и температуры воды с последующим использованием полученных данных для выбора рационального режима эксплуатации водозабора. Проектом предусматривается проведение режимных наблюдений по 5 скважинам. Режимные наблюдения будут проводиться в течении 12 месяцев и заключаются в замерах уровня, температуры и отбора проб воды. В течении трёх месяцев замеры уровня и температуры предусматриваются 2 раза в месяц, в последующие месяцы по 1 разу. Отбор проб воды будет производиться на полный химический анализ, бактериологический анализ и спектральный анализ. Расстояния передвижение наблюдателя при режимных наблюдениях составят за один выезд: по дорогам – 4км, по бездорожью – 6км. Количество выездов наблюдателя на участок работ за год – 15.


3.1.5 Лабораторные работы

Проектом предусматривается проведение следующих видов работ.



  1. Полный химический анализ поверхностных и подземных вод, всего 35 проб.

  2. Сокращённый химический анализ, всего 60 проб.

  3. Спектральный анализ сухого остатка, всего 20 проб.


3.1.6 Камеральные работы

Настоящим проектом предусмотрено проведения камеральных работ в два этапа:



  • предварительная камеральная обработка;

  • окончательная камеральная обработка;

На первом этаже проводится первичная обработка всего фактического материала, заключающаяся в составлении различных таблиц, полевой документации и составлении простейших графиков и эпюр по результатом работ. Эти данные будут использованы для второго этапа камеральной обработки материалов, осуществляемого после получения данных исследований в том числе лабораторных работ. В этот период составляются различные отчётные материалы, даётся оценка проведенной работы и приводится заключение.
4. ОХРАНА ТРУДА

Проектом для проведения эксплуатационной разведки Николаевского месторождения подземных вод предусматриваются следующие виды работ:



  1. Буровые

  2. Геофизические

  3. Опытные

  4. Режимные наблюдения

  5. Лабораторные исследования

Все виды проектируемых работ должны выполняться в соответствии с утвержденным в установленном порядке проектом и в полном соответствии с « Правилами безопасности при геологоразведочных работах. »
4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

К вредным производственным факторам на проектируемом объекте относится: повышенная вибрация используемых инструментов и механизмов, избыточный шум, физические нагрузки, регулярная работа в вечернюю и ночную смену, не нервнопсихическая нагрузка пребывания в опасных условиях, требующая повышенного внимания. Вибрация и интенсивный шум, источником которых при буровых работах является большинство машин и механизмов. При длительном воздействии на организм вызывают поражении центральной нервной и сердечно – сосудистой систем, опор но – двигательного аппарата, слухового и вестибулярного анализаторов. Поэтому для предупреждения профессиональных заболеваний таких как тугоухость, приводящая иногда к полной потери слуха, виброболезнь, необходимо строго придерживаться требований производственной санитарии. Допустимые уровни звукового давления в актовых паласах частот в децибелах (д б), уровни звука и эквивалентной уровни звука в децибел амперах (д б а) на рабочих местах должны удовлетворять требованиям ГОСТ 12.1.003-83ССБТ. Шум, общие требования безопасности, а также СНиП II-12-98.

Для буровых работ характерны опасности, присущие механизированным видам работ. При проведении геофизических работ может возникнуть опасность поражения электрическим током. Обилие источников воспламенения при невыполнения основ пожарной безопасности согласно ГОСТ 12.1.004.-91 (лит 8), может привести к пожару. Поэтому необходимо проводить пожарную профилактику, которая включает в себе разработку соответствующих нормативных документов, организацию надзора и контроля за исполнением их требований.
4.2 Защитные мероприятия

Производственная санитария

По согласованию с руководством совхоза Николаевка полевой лагерь размещаем на его территории. На территории лагеря предусматриваем: полевую кухню, оборудованию пунктом для приёма пищи, камеральное помещение, здравпункт, баню, душевые, умывальные, туалет, сушилку для сушки спецодежды и спец обуви; склад ГСМ, автостоянку.

Каждый работник перед выездом в поле обеспечивается индивидуальной флягой для воды и должны быт сделаны противоницефалитные прививки. На буровой установке и в отряде будут иметься инструкции по оказанию первой помощи и аптечки.

Производственные освещение

Естественное освещение должно отвечать требованиям «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий СНиП 23-05-95 и СН 2 45-03. Очистка светильников и световых проемов должна проводиться в соответствии со сроками установленными для буровой установки. Очистка светильников производится 1раз в месяц; стёкол, световых проёмов 1раз в полугодие. Искусственное освещение производственных и вспомогательных помещений в зависимости от характера выполняемой работы должно соответствовать установленным нормам. Освещение буровых установок должно производиться в соответствии с нормами освещенности на буровой установке с вышиной высоты 18м. Так например освещенность рабочего места и бурового станка (ротора, лебедки) составляет 40 л.к. Устанавливаются светильники в этом случае сбону то механизмов на высоте 2-2,5м. Освещенность щитов контроль но - измерительных приборов – 50л.к; светильник устанавливается перед приборами, мощность 100Вт.



Микроклимат рабочих мест

Климатические условия района характеризуются данными наблюдений по метеостанции Капчагай. Климат района резко континентальный с холодной ветряной зимой и жарким сухим летом. Среднегодовая многолетняя температура положительная, 7-100С. Отрицательные температуры с ноября по март. Самым холодным месяцем в году является январь со средне месячной температурой –13,10С, самым жарким является июль со средне месячной температурой +24,30С.

В летнее время эффективны меры борьбы с избыточным теплом. Для этого создаётся искусственный микроклимат с использованием индивидуальных средств защиты. Во всех производственных помещениях должны быть предусмотрена вентиляция, отвечающая требованиям главы СНиП 2.04-05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирования воздуха».

В зимнее время незащищенным металл бурового оборудования и инструмента усугубляет опасность переохлаждении. Средства для обогревания располагаются на месте работы или в непосредственный близости от него. Необходимо создать укрытия от неблагоприятных условий (погоды) и помещение для обогревания работающих. К одежде предъявляются определённые требования: должна быть водонепроницаемой, лёгкой не стесняющей движений, не вызывающей при работе дополнительных затрат энергии, должна сохранять тепло и отводить избыточное тепло. Для зимних условий самой лучшей является одежда из меха, имеющая высокие паропроницаемые и ветрозащитные свойства. При защите от переохлаждения рук и ног особое внимание уделяется не допущению намокание рукавиц и обуви. В летнее время во избежания солнечного удара необходимо носить широкополые (соломенные, парусиновые) шляпы или другие головные уборы с длинными козырьками.


1   2   3   4   5   6   7   8   9


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница