Chương 3 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHOAN ĐỊNH HƯỚNG HỢP LÝ GIẾNG KHOAN UCG Ở BỂ THAN ĐBSH
3.5. Kỹ thuật c ng nghệ khoan cho các khoảng khoan
3.5.1. Khoảng khoan mở lỗ và khoan trong khoảng thẳng đứng
Dựa vào phương pháp khoan, tính chất chất cơ lý của đất đá, đặc tính kỹ thuật của các loại choòng khoan, ta có thể chọn choòng ba chóp xoay để khoan. Đặc tính của một số loại choòng ba chóp xoay:
- Choòng C: Dùng để khoan đất đá có độ cứng trung bình cấp V – VIII theo độ khoan. Khi các chóp xoay trƣợt trên đáy giếng khoan, các răng của choòng sẽ có tác dụng làm vỡ đất đá.
- Choòng K và OK: Dùng để khoan đất đá độ khoan cấp IX-X theo độ khoan. Sự làm việc của choòng là lăn thuần tuý của các chóp lên đáy lỗ khoan. Trên thân và mặt sau của chóp có gắn các răng hợp kim cứng dạng hình cầu, dạng c n và phẳng.
Dựa vào cột địa tầng dự kiến, tính chất cơ lí của đất đá sẽ khoan qua và các đặc tính kỹ thuật của choòng, ta chọn bộ dụng cụ khoan để thi c ng nhƣ sau:
- Từ 0 - 35m thành phần chủ yếu là cát và sét. Ta dùng choòng C để khoan.
- Từ 35 - 145m thành phần chủ yếu là cuội sỏi, cát trung đến th có độ cứng từ cấp VI – IX theo độ khoan, ta dùng choòng K để khoan.
3.5.1.2 Công nghệ khoan
* Các chế độ c ng nghệ khoan phá
Trước tiên ta dùng choòng có Φ190,5 để khoan phá mẫu toàn đáy:
- Từ 0 – 35m ta dùng choòng C có Φ190,5 để khoan:
+ Áp lực tác dụng lên đáy lỗ khoan đƣợc tính theo c ng thức sau:
P = p.D (3.7) Trong đó:
P - áp lực lên 1cm đường kính choòng, N/cm;
D - đường kính choòng khoan, cm.
Ta chọn:
p = 300 – 400 N/cm;
D = 19,05 cm.
Vậy: P = 300 ÷ 400 . 19,05 = 5715 ÷ 7620 N.
+ Số vòng quay của choòng:
D n v
. . 60
, v/ph (3.8) Trong đó:
v - vận tốc dài của răng choòng, m/s;
D - đường kính của choòng, m.
Ta chọn:
D = 0,1905 m v = 0,9 - 1,5 m/s
Vậy: 90 150
1905 , 0 . 14 , 3
) 5 , 1 9 , 0 .(
60
n , v/ph
Ta chọn n = 105 v/ph.
+ Lưu lượng nước rửa:
Lưu lượng nước rửa được tính theo c ng thức:
Q = 0,785.(D2 – d2).v, l/ph (3.9) Trong đó:
D - đường kính của choòng, m;
d - đường kính ngoài của cột cần khoan, m;
v - tốc độ chảy của dòng nước rửa, m/s.
Ta chọn:
D = 0,1905m; d = 0,114m; v = 20 ÷ 60 m/ph.
Vậy:
Q = 0,785.(0,19052 - 0,1142).(20÷60) = 366 ÷ 1098 l/ph.
- Từ 35 - 145m ta thay choòng K có Φ190,5 để khoan:
Khi khoan từ độ sâu 35 - 145m chủ yếu khoan qua tầng cuội sỏi cho nên trong quá trình khoan người kíp trưởng phải theo dõi và điều ch nh áp lực, lưu lượng nước rửa hợp lý. Khi đã đạt được chiều sâu khoan thiết kế
chuyển sang khoan doa nâng cấp đường kính giếng khoan tới đường kính thiết kế.
+ Áp lực tác dụng lên đáy:
P = p.D Trong đó:
p - áp lực lên 1cm đường kính choòng, N/cm;
D - đường kính choòng khoan, cm.
Ta chọn:
D = 19,05 cm;
p = 400 ÷ 700 N/cm.
Vậy: P = (400 ÷ 700).19,05 =
P = (400 ÷ 700).19,05 = 7620 ÷ 13335 N.
+ Số vòng quay của choòng:
D n v
. . 60
v/ph.
Trong đó:
D - đường kính của choòng, m;
v - vận tốc dài của răng choòng, m/s.
Ta chọn:
D = 0,1905 m;
v = 1,3 ÷ 2,1 m/s.
Vậy:
210 1905 130
, 0 . 14 , 3
) 1 , 2 3 , 1 .(
60
n v/ph.
Ta chọn n = 183 v/ph.
+ Lưu lượng nước rửa:
Lưu lượng nước rửa được xác định theo c ng thức:
Q = 0,785.(D2 – d2) Trong đó:
D - đường kính của choòng, m;
d - đường kính ngoài cột cần khoan, m;
v - tốc độ chảy của dòng nước rửa, m/s.
Ta chọn: D = 0,1905m; d = 0,114m; v = 20 ÷ 60 m/ph.
Vậy: Q = 0,785.(0,19052 - 0,1142).(20÷60) = 336 ÷ 1098 l/ph.
* Các chế độ c ng nghệ khoan doa: Quá trình khoan doa phải thật kỹ để quá trình chống ống đƣợc tốt.
- Lần thứ nhất doa bằng choòng có Φ 244,5mm + Đoạn từ 0 - 35m dùng choòng C có Φ 244,5mm Các th ng số chế độ khoan trong đoạn này là:
P = 5500 – 9000 N;
Q = 350 - 800 l/phút;
n = 70 - 117 v/ph.
+ Đoạn từ 35 - 145m: Dùng Choòng K có Φ244,5 để doa trong đoạn này. Các th ng số chế độ khoan trong đoạn này là
P = 6000 - 9500 N;
Q = 350 - 800 l/ph;
n = 100 - 164 v/ph.
- Lần thứ hai doa bằng choòng có Φ295,3:
+ Dùng choòng C có Φ295,3 để khoan doa từ đoạn 0 - 35m Các th ng số chế độ khoan trong đoạn này là:
P = 6000 - 9000 N;
Q = 350 - 800 l/ph;
n = 58 - 107 v/ph.
+ Dùng choòng K có Φ295,3 để khoan doa từ đoạn 35 - 145m
Các th ng số chế độ khoan trong đoạn này là:
P = 6500 - 9500 N;
Q = 350 - 800 l/ph;
n = 84 - 136v/ph.
- Lần thứ ba doa bằng choòng Φ393,7:
+ Dùng choòng C có Φ393,7 để khoan doa đoạn 0 - 35m Các th ng số chế độ khoan trong đoạn này là:
P = 6000 – 9500 KG;
Q = 400 – 850 l/ph;
n = 44 - 73 v/ph.
* Dung dịch khoan
Đối với độ sâu từ 0 - 35m là tầng đất đá mềm, bở rời chủ yếu là cát và sét pha rất dễ sập lở thành giếng khoan nên phải điều chế dung dịch khoan có chất lƣợng phù hợp.
Đối với độ sâu từ 35 - 145m là tầng cát th và cuội sỏi, do vậy khi khoan qua tầng này phải dùng dung dịch có chất lƣợng tốt hơn đối với tầng trên. Ta chọn th ng số dung dịnh khoan cho khoảng khoan mở lỗ và khoan thẳng đứng đƣợc nêu trong bảng 3.3.
Bảng 3.3. Th ng số dung dịch khoan mở lỗ và khoan thẳng đứng Các th ng số kỹ thuật của dung dịch
Độ sâu γ (G/cm3)
B (cm3/30ph)
T s
θ mG/cm2)
K (mm)
Π