Investigación sobre la aplicación de la tecnología de perforación direccional en la exploración de yacimientos profundos
La tecnología de perforación direccional controlada es una tecnología de perforación especial que puede extender la trayectoria del pozo en una dirección predeterminada. Es un tipo de perforación que utiliza herramientas de deflexión artificial para perforar el pozo hasta el objetivo predeterminado de acuerdo con el diseño. método de trayectoria. Esta tecnología de perforación puede perforar múltiples orificios secundarios en un orificio principal y se ha utilizado con éxito para la exploración de cuerpos minerales muy inclinados (muy verticales), cuerpos minerales profundos y áreas minerales con deflexión natural severa. Al mismo tiempo, también se ha utilizado ampliamente en operaciones como la corrección de curvaturas de pozos, la recuperación de núcleos de roca y la derivación de capas complejas de accidentes en pozos.
8.5.1 Diseño y propósito del pozo direccional
En esta etapa de exploración en la mina de hierro Makeng, se diseñaron y construyeron dos perforaciones direccionales controladas (Figura 8.4).
Figura 8.4 Mapa de trayectoria de perforación direccional
(a) Pozo ZK8321; (b) Pozo ZK7525
Las razones y propósitos del diseño son:
El pozo ramificado direccional ZK8321 está diseñado para verificar el espesor de la capa de mineral a una distancia de desplazamiento de 55-75 m desde el punto de observación del mineral del pozo ZK8321 en el área minera de Makeng y para evitar los efectos de complejas capas superiores. estratos, terreno empinado y dificultades para negociar la compensación por cultivos jóvenes. La profundidad del hoyo diseñado es de 900 m. Ver Figura 8.4a.
La profundidad diseñada del pozo ZK7525 (coordenadas del pozo: X=2767208; Y=39507742; H=595) es de 1050 m. El hoyo está ubicado en el borde del bosque ecológico, y la carretera Jitai pasa por el área del bosque ecológico. El departamento forestal no acepta realizar construcciones allí. Con el fin de completar el plan de trabajo anual lo antes posible y lograr el propósito de explorar los recursos de mineral de hierro 333, después de muchas coordinaciones con el departamento forestal y los aldeanos locales, que duraron más de cuatro meses, finalmente se seleccionó el pozo en una dirección de 15° y una distancia horizontal de 195 m desde el diseño original. La ubicación se utiliza como una nueva ubicación del hoyo (coordenadas del hoyo:
8.5.2 Método de diseño de la trayectoria del eje del orificio direccional
El diseño de la trayectoria del orificio direccional adopta el método de diseño del plano inclinado, es decir, el método de diseñar la trayectoria del orificio de la rama en cualquier plano inclinado. en el espacio, ver Figura 8.5. Se supone que la trayectoria de perforación de la sección de desviación tiene forma de arco y que el eje de perforación pasa a través del punto objetivo en línea recta después de la desviación. La trayectoria direccional del agujero diseñada según este método está en un plano inclinado determinado por la tangente del punto de bifurcación y el punto objetivo del agujero de bifurcación.
Figura 8.5 Diagrama de posición espacial del orificio principal AK y el orificio derivado KDB
El plano P es el plano inclinado del eje del orificio derivado; el plano H es el plano horizontal que pasa; a través del punto objetivo B; el plano V es el orificio del tronco principal Plano vertical
(1) Establecimiento del sistema de coordenadas de diseño
Establezca el sistema de coordenadas espaciales OXYZ: O es la coordenada del punto de apertura (0, 0, 0); el eje X es la dirección positiva αX; el eje Y es la dirección positiva αX 90°;
(2) Condiciones conocidas de diseño
1) La profundidad del orificio LK, el ángulo de vértice θK y el ángulo de azimut αK del punto de ramificación del orificio principal K son (XK, YK, ZK): Obtenido por inclinómetro y cálculo;
2) Coordenadas del punto objetivo B del orificio del ramal (XB, YB, ZB): dadas por el departamento de geología
3) Resistencia a la flexión i: Determinada; en función de si la herramienta de perforación de gran diámetro puede pasar suavemente a través de la sección del orificio de desviación, la seguridad de la sarta de perforación que trabaja en el orificio y la capacidad de desviación de la herramienta de desviación.
(3) Pasos y métodos de diseño para el plano inclinado del eje direccional del agujero
1) Encuentre las coordenadas del punto de intersección C (XC, YC, ZC):
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2) Determine el ángulo de flexión total γ de la sección de deflexión:
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En la fórmula: R es el radio de curvatura, m, R=; h es la longitud de los puntos C y K, h=; β es el ángulo entre las dos rectas KC y BK, β=arccos es la longitud de los dos puntos B y K, LBK=.
3) Longitud de la sección del pozo basculante L1:
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4) Longitud del pozo estabilizador sección L2 (al objetivo):
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5) Longitud total de los orificios de derivación L:
L=L1 L2 ( 8.5)
6) La dirección del plano inclinado es αt:
αt=αK ω (al aumentar el acimut y la inclinación) (8.6.1)
αt=αK- ω (al aumentar la inclinación del azimut) (8.6.2)
En la fórmula: ω=180°-SKC es la longitud de proyección horizontal de los dos; puntos K y C, SKC=; SBC es B y C La longitud de proyección horizontal de dos puntos, SBC= es la longitud de proyección horizontal de dos puntos B y K, SKB=.
Figura 8.6 La relación entre la tendencia del plano inclinado y la orientación del agujero principal
(a) Orientación creciente (αt se obtiene girando αt en el sentido de las agujas del reloj desde αK); b) Orientación decreciente (αt se obtiene mediante αK Obtenido después de la rotación en sentido antihorario)
7) El primer ángulo de instalación inclinable φ1 (el ángulo entre el plano P y el plano V en la Figura 8.5):
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8) Cálculo de las coordenadas de diseño del inclinado sección del agujero:
Configure la rama esclava Comenzando desde el punto K y perforando desde LZ hasta el punto F, tenemos:
(a) Ángulo de flexión completo γF:
γF=iLZ (8.8)
(b) Ángulo de vértice θF:
θF=arccos(cosθKcosγF-sinθKsinγFcosφ1) (8.9)
(c) Ángulo de azimut αF:
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αF=αK ?α (aumentar la acumulación de inclinación de azimut) (8.11.1)
αF=αK-?α (reducir el tiempo de acumulación de inclinación del azimut) (8.11.2)
(d) Coordenadas (XF, YF, ZF):
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Entre ellos:
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9) Cálculo de las coordenadas de diseño (XW, YW, ZW) de la sección del pozo inclinado estable:
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En el fórmula: XW, YW, ZW son las coordenadas de un cierto punto en la sección del orificio inclinado estable. LW es la longitud de perforación con inclinación estable a partir del punto final D de la deflexión θd y αd son respectivamente el ángulo superior y el ángulo de acimut; del pozo en el punto final de la deflexión.
(4) Escritura del programa de diseño
Basado en las fórmulas de cálculo relevantes y las condiciones conocidas del método de diseño del plano inclinado, combinado con la poderosa función de cálculo de la tabla Excel en la computadora, diseñe un programa simple, ingrese el Con base en la fuerza de inclinación, las coordenadas del punto de ramificación y las coordenadas del punto objetivo, podemos obtener la longitud de la sección del orificio de inclinación, la longitud de la sección del orificio de inclinación estable, el ángulo de instalación de inclinación y el vértice ángulo, ángulo de azimut y valores de coordenadas de cada posición del taladro.
8.5.3 Método de cálculo de las coordenadas de posición espacial del pozo
Las coordenadas de posición espacial del pozo se calculan según el método de distancia completa del ángulo medio. La fórmula de cálculo es:
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En la fórmula: X, Y, Z son los valores de las coordenadas del punto de medición inferior X0, Y0, Z0 son los; valores de coordenadas del punto de medición superior La longitud del segmento del agujero entre los puntos de medición inferiores, m θ y β son el ángulo de vértice promedio y el ángulo de acimut de los puntos de medición superior e inferior respectivamente; el eje X.
De acuerdo con la fórmula de cálculo del método del ángulo medio y la distancia completa de las coordenadas espaciales del pozo, utilice la tabla de Excel para preparar el programa de cálculo de acuerdo con los datos de inclinación del pozo medidos por el giroscopio de fibra óptica. , ingrese la profundidad del orificio, el ángulo del vértice y el ángulo de azimut de cada punto de medición, se pueden obtener las coordenadas de posición espacial relevantes.
8.5.4 Equipos de perforación direccional
(1) Equipos principales
Los equipos principales para perforación direccional se muestran en la Tabla 8.12.
Tabla 8.12 Equipo principal para perforación direccional
(2) Parámetros técnicos del taladro de tornillo
La estructura del taladro de tornillo se muestra en la Figura 8.7, 4 tipo LE65 -3 Los parámetros técnicos de los taladros de barrena se muestran en la Tabla 8.13.
Figura 8.7 Diagrama estructural de las herramientas para taladrar tornillos
Tabla 8.13 Parámetros técnicos del taladro para tornillos 4LZ-65-3
(3) Herramienta para taladrar tornillos y taladrar con desviación montaje
El conjunto de herramienta de perforación de tornillo utilizado para la inclinación es: herramienta de perforación de motor de tornillo de junta direccional de tubo de perforación con cable S75 (tubo exterior doblado 1°, preparado en fábrica), broca de perforación inclinable de sección corta de tubo central.
8.5.5 Instrumentos de inclinación y orientación y operaciones de orientación
(1) Instrumentos de medición de orientación
La construcción de orificios direccionales controlados utiliza un inclinómetro giroscópico de fibra óptica JTL-40GX. el instrumento (Figura 8.8) para orientarse. El giroscopio de fibra óptica (larga vida) es un giroscopio inclinómetro con búsqueda automática del norte. No necesita ser calibrado en el terreno cuando se usa. Puede buscar el norte de forma independiente. El valor de azimut resultante es el ángulo de azimut norte verdadero del pozo. inclinación Es muy cómodo de usar. La medición del ángulo superior del instrumento utiliza un sensor de aceleración de la gravedad.
El giroinclinómetro de fibra óptica JTL-40GX se puede utilizar en cualquier región (tanto en el hemisferio norte como en el hemisferio sur) y en cualquier situación (magnético, no magnético, pozos abiertos, pozos de revestimiento, tuberías de perforación, aunque). Es más caro, tiene muchas ventajas, como alta precisión, tamaño pequeño, peso ligero, pequeña desviación del cero en azimut, larga vida útil y fácil mantenimiento. Principales indicadores técnicos:
Rango de medición del ángulo de vértice: 0°~45°, precisión de medición: ± 0,1°, resolución: 0,01°;
rango de medición de azimut: 0°~360° , la precisión de la medición es ± 2° (cuando el ángulo del vértice es mayor que 1°);
Método de medición: medición puntual;
Tiempo de búsqueda del norte: ≤2min;
Profundidad de medición: 2000m.
El instrumento de fondo de pozo con giroscopio inclinómetro de fibra óptica JTL-40GX se puede utilizar para la orientación de la deflexión instalando la zapata guía de la herramienta de corrección. Al instalar la zapata de plomo, debe asegurarse de que la ranura de posicionamiento de la zapata de plomo y la línea de posicionamiento en la parte superior del instrumento estén en la misma línea de bus. Después de la instalación, baje el instrumento a la herramienta de orientación de la herramienta de perforación. de la herramienta de inclinación y orientación de la herramienta de perforación caerá en la ranura de posicionamiento, que se llama tecla Enter. Después de ingresar la clave, gire la herramienta de perforación y mida el ángulo de vértice, el ángulo de azimut de la herramienta de punto final y el ángulo vertical de la herramienta de punto final. Cuando el ángulo de azimut de la herramienta de punto final medido es el ángulo de acimut de la herramienta diseñado, se completa la orientación de deflexión. .
Figura 8.8 Giróscopo inclinómetro de fibra óptica JTL-40GX
(2) Determinación del ángulo azimutal de la herramienta del extremo del instrumento
Fórmula de cálculo del ángulo azimutal de la herramienta del extremo del instrumento α:
α=αt α2 α3 (8.15)
En la fórmula: αt es la tendencia de la superficie inclinada, calculada según el diseño α2 es la diferencia de combinación de las; herramienta de inclinación, que se toma al aumentar la inclinación del azimut Valor positivo, valor negativo al restar la deflexión del azimut, α2=h·, la diferencia de la combinación de herramientas de deflexión se puede medir a partir de la diferencia entre la barra colectora del tubo exterior doblado y la posición de la llave de posicionamiento, y se mide la longitud del arco h desde este punto hasta la posición clave de la junta direccional (mm), d es el diámetro exterior de la junta direccional (mm α3 es el ángulo antitorsión (la herramienta de perforación de tornillos); genera anti-torque cuando se trabaja en el fondo del pozo, lo que hace que la herramienta de perforación se tuerza y deforme, lo que resulta en un ángulo de torsión, que afecta la precisión de la orientación (debe controlarse y eliminarse), α3=57.3K·: MT es el par de salida de la herramienta de perforación de tornillo (N·m); L es la longitud de la sarta de tubería de perforación (m) es el módulo elástico de corte de la tubería de perforación (N/m2); momento de inercia de la sección de la sarta de tubería de perforación (la unidad es m4, donde d1 y d2 son los diámetros interior y exterior de la sarta de tubería de perforación K=0,4~0,8 coeficiente de corrección de experiencia);
(3) Puntos técnicos de operación direccional
1) Antes de usar el instrumento, realice la calibración del instrumento para garantizar que la ranura de posicionamiento de la zapata de plomo y la línea de posicionamiento en la parte superior de El instrumento está en la misma línea de autobús.
2) Conecte correctamente los cables entre los instrumentos de fondo de pozo, cables, paneles de operación, etc., verifique si cada anillo de sellado está intacto y aplique mantequilla para asegurar el sellado. Las roscas de cada conexión del instrumento deben estar. apretado.
3) Ensamble correctamente la herramienta de perforación de deflexión y el dispositivo de posicionamiento, mida con precisión la diferencia de combinación y elimínela mediante cálculo.
4) Se instala un fino cable de cobre en la zapata guía del giroscopio y se fija firmemente para determinar la orientación en su lugar ("incrustación").
5) Cuando el instrumento se baja al pozo, una persona dedicada debe operar el cabrestante para controlar la velocidad de descenso; cuando esté a una distancia de 3 a 5 m de la posición, la velocidad se puede acelerar adecuadamente para garantizar; que la clave se pueda introducir a una determinada velocidad. Para juzgar si se ingresó la clave, puede levantarla varias veces y medir el ángulo de azimut de la herramienta después de cada vez que esté en su lugar. Si la diferencia no es mayor a 3°, significa que se ha ingresado la clave. entró.
6) Conecte la junta de elevación direccional especial a la parte superior del tubo de perforación con cable, gire lentamente el tubo de perforación en el sentido de las agujas del reloj y mida el ángulo de acimut de la herramienta cada vez que alcance el valor requerido antes de levantar el instrumento. afuera. . Compruebe si el fino cable de cobre está roto; de lo contrario, deberá redirigirlo.
7) Al levantar el instrumento, haga que una persona especial vigile el orificio. Cuando el instrumento se acerque al orificio, deje de usar el cabrestante y utilice mano de obra para sacar el instrumento del orificio y evitar daños. al instrumento.
8.5.6 Tecnología de perforación por desviación del taladro de tornillo
1) El trabajo de preparación e inspección antes de perforar la herramienta de perforación por desviación es el siguiente:
(a) Antes Al construir la pendiente, limpie cuidadosamente el fondo del hoyo para asegurar "tres noes y un nivel" (sin núcleo residual, sin cortes, sin materias extrañas de metal, y el fondo del hoyo debe ser plano. El polvo de roca en el fondo). del agujero no debe exceder los 0,3 m.
(b) Limpie el sistema de circulación del fluido de descarga, levante el cabezal de ducha del tubo de succión de la bomba de agua a más de 0,3 m del fondo de la piscina y envuélvalo con una gasa para evitar que se aspire suciedad. en la tubería de alta presión.
(c) Compruebe cuidadosamente si la tubería de succión de la bomba de agua y la tubería de alta presión están conectadas de forma segura, si las juntas, válvulas móviles, asientos de válvulas móviles y prensaestopas de cada parte de la bomba de agua están apretados, si el drenaje de la bomba de agua es uniforme y si hay fugas de aire o agua, fugas de aceite y otros fenómenos. Al mismo tiempo, verifique si el manómetro de la bomba es sensible y confiable.
(d) Compruebe cuidadosamente si el conjunto de la herramienta de perforación de desviación es correcto y vuelva a probar la diferencia de instalación de las herramientas de perforación.
(e) Realizar una prueba de funcionamiento sin carga de la herramienta de perforación de tornillo en la superficie para verificar la presión de arranque de la bomba, la presión de funcionamiento normal de la bomba, el estado de funcionamiento estable y la apertura y cierre de la válvula de alivio de la herramienta de perforación de tornillo bajo diferentes volúmenes de bomba Espere la situación y mantenga registros. El taladro de tornillo se puede introducir en el agujero sólo después de haber sido probado en el suelo y de funcionar correctamente para garantizar un trabajo fiable en el agujero.
2) Después de bajar la herramienta de perforación a una posición determinada y completar la orientación, use los mandriles superior e inferior para sujetar la tubería de perforación activa, use un dispositivo de contratorque (Figura 8.9) para apretar el tubo guía del eje vertical para evitar la rotación y realice señales direccionales en los postes.
3) Baje lentamente la herramienta de perforación hasta el fondo del orificio, luego levante la herramienta de perforación a 0,3 ~ 0,5 m del fondo del orificio y luego inicie la herramienta de perforación con tornillo. Cuando la presión de la bomba aumente al valor normal, baje lentamente la herramienta de perforación hasta el fondo del pozo, aumente gradualmente la presión de perforación hasta el valor requerido y luego comience a perforar.
4) Durante la perforación por desviación, aplique peso sobre la broca de manera uniforme para reducir la vibración de la herramienta de perforación (ligera).
Figura 8.9 Dispositivo antitorsión sencillo casero
5) Mantener constantes los parámetros de perforación de deflexión. Contrate a una persona especial para que cuide la bomba de agua y observe los cambios en la presión de la bomba en cualquier momento para juzgar y analizar correctamente la situación en el pozo: si la presión de la bomba aumenta repentinamente, levante la herramienta de perforación inmediatamente para restaurar la bomba. presión a la normalidad, si se descubre que sostener la bomba y manipularla es ineficaz, es necesario apagar la bomba inmediatamente, aliviar la presión y levantar el taladro para su inspección.
6) Durante el proceso de perforación, siempre preste atención a la dirección de orientación marcada en la tubería de perforación activa. Si encuentra que la tubería de perforación activa está torcida, deje de perforar inmediatamente y reajústela.
7) Cuando utilice una culata con una mayor fuerza de deflexión, use una combinación de deflexión y estabilización, y controle razonablemente la longitud de la deflexión para garantizar que la fuerza de deflexión promedio dentro de la sección de deflexión no exceda 0,5 °/m.
8) Cada vez que se perfora la deflexión, el agujero se repara y expande, y el efecto de la deflexión se mide a tiempo para determinar los parámetros de deflexión para la siguiente ronda. Seleccionar las máquinas de reparación y ampliación y sus parámetros técnicos según las condiciones de formación. En términos generales, si la diferencia de diámetro del orificio ampliado es inferior a 5 mm, se puede utilizar una broca cónica para agrandar el orificio; de lo contrario, se puede utilizar una broca guiada para agrandar el orificio.
9) Durante la perforación de deflexión, el pequeño núcleo extraído de la broca de deflexión debe empaquetarse en una caja de núcleos especial. Escriba el tiempo anterior, la longitud de deflexión, la longitud del núcleo, la profundidad del orificio, etc., y. Colóquelo en el núcleo. Guárdelo en la caja correctamente.
8.5.7 Construcción del orificio de derivación direccional ZK8321
El orificio de derivación ZK8321 comenzó la perforación direccional controlada desde 560 m del orificio ZK8321 el 19 de junio de 2011, utilizando la avanzada tecnología doméstica JTL: la fibra óptica 40GX. Se utilizaron giroscopio inclinómetro y herramientas de perforación de tornillo para orientar la deflexión, medir y perforar. El pozo final se completó el 30 de marzo de 2012. La profundidad final del pozo fue de 863,93 m, logrando el propósito esperado.
(1) Condiciones estratigráficas
0~272 m, lutitas arenosas, limolitas, lutitas, areniscas finas, areniscas finas intercaladas con lutitas, etc.;
272 ~ 356,48m, diorita diabasa erosionada;
356,48~390,80m, pórfido de cuarzo triturado; 390,80~800m, caliza bandeada que contiene pedernal, capa de espesor medio Caliza de calidad, caliza arcillosa y cuevas
800~805m, yacimiento de mineral de hierro;
805~863,93m, arenisca de cuarzo de grano medio fino, limolita de lecho medio fino, conglomerado arenoso de cuarzo.
(2) Estructura de perforación del orificio principal ZK8321 (Tabla 8.14)
Tabla 8.14 Estructura de perforación del orificio principal ZK8321
Tabla continúa
( 3) Coordenadas de diseño geológico
Las condiciones dadas del diseño geológico son los valores de coordenadas del orificio, los puntos de ramificación y las posiciones del objetivo en relación con el "sistema de coordenadas de Beijing", consulte la Tabla 8.15.
Tabla 8.15 Puntos de coordenadas geológicos dados
(4) Diseño de trayectoria del orificio de rama ZK8321
Sistema de coordenadas: eje Z dirección positiva - hacia arriba, eje X dirección positiva es 0° (norte verdadero), la dirección positiva del eje Y es 90° y el punto de apertura es el origen de las coordenadas. En este sistema de coordenadas, de acuerdo con las coordenadas geológicas dadas y la profundidad del orificio, el ángulo del vértice y el ángulo de acimut del punto de bifurcación, la trayectoria del orificio de bifurcación se diseña de acuerdo con la resistencia de la pendiente i = 0,5°/m. Los resultados son los siguientes. :
1) La longitud del orificio de derivación (hasta el punto objetivo) es 251,620 m, de los cuales: la longitud de la sección del orificio inclinado L1 = 27,805 m, la longitud de la sección del orificio inclinado estable L2 =223.814m;
2) La dirección del plano inclinado αt= 150.796°;
3) El ángulo de flexión total de la deflexión es γ=13.902°. deflexión, el ángulo de instalación de la primera deflexión es φ1=42,398°;
4) Ángulo de par de reacción ψ=7,248°;
5) Ángulo de herramienta de giroscopio de fibra óptica β=αt ψ =158,024°.
La posición espacial de la trayectoria de diseño del orificio de rama ZK7321 se muestra en la Tabla 8.16.
Tabla 8.16 Tabla de posición del espacio de trayectoria del diseño del orificio de rama ZK7321
(5) Estado de construcción del orificio de rama
El orificio de rama ZK8321 se abrió en el orificio el 3 de mayo de 2012 La construcción de pozos direccionales se llevó a cabo a una profundidad de 560 m. Después de 5 desviaciones del taladro de tornillo, el taladro de tornillo perforó 14,92 m. Entre ellos, la tercera y cuarta desviaciones fueron causadas por la perforación en el grupo de cuevas (10). Se encontraron cuevas a 590~603,79 m, 604,77~660,44 m se encontraron 22 cuevas de diferentes tamaños), el efecto de construcción de pendiente no fue ideal y se cayeron bloques importantes de los agujeros. Después de verter cemento para proteger los agujeros, barra. los orificios de cemento del medio y descentrados, y luego pasar a través de la formación de cueva antes de construir la pendiente. En agosto de 2012, el orificio final se realizó el día 8. La profundidad final del orificio fue de 839,01 m y se encontraron las coordenadas reales del punto mineral. (-65.084, 81.480, -800.874), que verificó la profunda anomalía magnética.
Los principales parámetros técnicos y efectos de deflexión de la perforación por deflexión con broca roscada se muestran en la Tabla 8.17 y en la Tabla 8.18.
Tabla 8.17 Tabla de parámetros técnicos de perforación con tornillos
Tabla 8.18 Efecto de deflexión de la herramienta de perforación con tornillos
(6) Cálculo de la posición espacial real del orificio de la rama
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Los resultados del cálculo de la posición espacial de cada punto del pozo se muestran en la Tabla 8.19, utilizando el método de distancia angular media completa.
Tabla 8.19 Resultados del cálculo de la posición espacial
Tabla continua
(7) Finalización de los indicadores técnicos y económicos de perforación
Metraje del pozo de rama ZK8321 279,01 m, el número de meses de perforación es 3,10 meses de perforación, la eficiencia de perforación es de 90,08 m/mes de perforación es de 2,56 meses de perforación, la eficiencia de perforación es de 109,18 m/mes de plataforma; incluyendo: tiempo de perforación pura 404h, tiempo auxiliar 1036h, tiempo de parada de perforación y tiempo de accidente son 400h (175h para accidentes en el pozo, 15h para daños al equipo y 210h para otros).
8.5.8 Construcción del pozo direccional controlado ZK7525
La profundidad del pozo diseñado para el ZK7525 es de 950 m. El pozo se abrió el 26 de junio de 2013 y se completó el 31 de diciembre de 2013. La profundidad es de 972,49 m.
(1) Condiciones del estrato
0~31,98 m, capa de suelo flotante;
31,98~690,94 m, lutita arenosa, limolita, lutita, arenisca fina, arenisca fina intercalada con lutita, etc.;
690,94~904,43 m, caliza rayada que contiene pedernal, caliza estratificada de espesor medio, caliza arcillosa, pórfido de cuarzo;
904,43~938,26 m , yacimiento de mineral de hierro, diabasa; 938,26~972,49 m, pórfido de riolita, limolita de capa media fina, conglomerado arenoso de cuarzo.
(2) Estructura de perforación
La estructura de perforación ZK7525 se muestra en la Tabla 8.20.
Tabla 8.20 Estructura del pozo ZK7525
Continuación de tabla
(3) Coordenadas de diseño geológico
El diseño geológico se basa en el modelo "Beijing sistema de coordenadas" Proporcione los valores de las coordenadas del orificio y del objetivo; consulte la Tabla 8.21 para obtener más detalles.
Tabla 8.21 Puntos de coordenadas geológicos dados
(4) Bases de diseño de trayectoria de orificio direccional ZK7525
El diseño de trayectoria adopta el método de diseño de plano inclinado. Base de diseño:
1) Sistema de coordenadas: la dirección positiva del eje Z es hacia arriba, la dirección positiva del eje X es 0° (norte verdadero), la dirección positiva del eje Y es 90° y el punto de apertura es el origen de las coordenadas;
2) Fuerza de deflexión: i=0,5°/m;
3) Punto de deflexión K: profundidad del agujero 95,59 m, ángulo de vértice 1,02°, ángulo de acimut 83,2° , coordenadas (-0,27, 1,36, -95,58);
4) Las coordenadas del punto objetivo B (-189,776, -32,959, -893) las proporciona el departamento de geología.
(5) Situación de la construcción del pozo direccional
El pozo ZK7525 se construyó a una profundidad de 95,59 m el 28 de junio de 2013. Después de 21 inclinaciones direccionales, la excentricidad de la cuña fue se desvió direccionalmente 5 veces, con un metraje de 13.09m; el taladro de tornillo se desvió direccionalmente 16 veces, con un metraje de 43.33m, dos de ellas se rellenaron con cemento para redirigir la deflexión por posicionamiento incorrecto; 31 de diciembre de 2013. La profundidad es 972,49 my las coordenadas reales del mineral (-153,69, -7,33, -881,99) verifican la situación del yacimiento profundo y logran el propósito geológico.
Los principales parámetros técnicos y efectos de deflexión de la perforación por deflexión con broca roscada se muestran en la Tabla 8.22 y la Tabla 8.23. Las estadísticas muestran que la eficiencia del tiempo de perforación con tornillos y perforación en ángulo de este orificio es baja, con una eficiencia de tiempo promedio de 0,15 m/h.
Tabla 8.22 Tabla de parámetros técnicos de perforación por deflexión del tornillo
(6) Cálculo de la posición espacial real del orificio direccional
Resultados del cálculo de la posición espacial de Cada punto de perforación se muestra en la tabla 8.24, se utiliza el método del ángulo medio y la distancia total.
Tabla 8.23 Efecto de deflexión direccional
Tabla 8.24 Resultados del cálculo de posición espacial
Tabla con continuación
(7) Perforación técnica y económica indicadores completados Situación
El metraje del pozo direccional ZK7525 fue de 876,10 m, el número de meses de perforación fue de 6,50, la eficiencia de perforación fue de 134,78 m/mes de perforación fue de 6,22, la eficiencia mensual de la plataforma fue de 140,80 m/mes de estación; el tiempo acumulado de la plataforma por mes fue de 4480 h, de los cuales: el tiempo de perforación pura es 1093 h, el tiempo auxiliar es 1153 h, el tiempo de parada de perforación y el tiempo de accidente son 2234 h (los accidentes en el pozo son 1360 h, los daños al equipo son 54 h y otros son 820h).
(8) Problemas técnicos resueltos por los pozos direccionales ZK7525
1) Después de completar la deflexión direccional segmentada, cuando se perfora en un ángulo constante, la deflexión natural de la formación es grave y la orientación es pequeño. Solución: Mida la inclinación en el tiempo y seleccione estratos favorables para la corrección de la inclinación.
2) La profundidad del pozo es de 497~518 m. La formación colapsó cuando se expuso al agua y todas las fugas se perdieron en el pozo. El uso de lodo no puede mantener la estabilidad de la pared del pozo. El problema de protección de paredes se resolvió con éxito mediante 12 secciones de operaciones de protección de paredes lechadas de cemento con lechada rotativa de alta presión.
3) Dado que el cemento se ha vertido muchas veces, cómo barrer el cemento de forma segura y rápida se ha convertido en la clave. Después de muchas prácticas, se ha formado un método relativamente factible: dentro de 4 a 6 horas después de que se vierte el cemento, use una aleación Φ50 para lavar el cemento, dejando una columna de cemento de 15 a 20 metros 24 horas después de que se vierte el cemento; , use una sola tubería del mismo diámetro para barrer el cemento 5 m por encima de la sección del orificio requerida para la cementación. Después de 48 horas de cementación, use la herramienta de perforación del mismo diámetro para barrer el cemento;
8.5.9 Conocimiento y experiencia
Construcción de perforación direccional en la zona minera de Maceng con condiciones geológicas particularmente complejas debido a las limitaciones de las condiciones estratigráficas de la zona minera, la pendiente. El tramo es un estrato quebrado con muchas cuevas. Es el primero de su tipo en el país. Mediante la aplicación de herramientas de perforación de tornillo y nuevos giroscopios inclinómetros con orientación norte, se completó con éxito la construcción de la perforación direccional ZK8321 y ZK7525, se llevó a cabo sistemáticamente el diseño optimizado de la forma controlada del perfil de perforación direccional y la trayectoria del orificio, y se desarrolló el equipo de inclinación. Las discusiones sobre la selección de máquinas herramienta, métodos de inclinación y dirección, perforación con inclinación e inclinación estable y otros métodos técnicos y tecnológicos han acumulado una valiosa experiencia para el uso de la tecnología de perforación direccional para la exploración profunda de mineral de hierro. La práctica de aplicación de esta tecnología ha demostrado que el uso de tecnología de perforación direccional para la exploración mineral profunda tiene ventajas significativas:
1) Reduce la reubicación e instalación de equipos, ahorra terrenos aeroportuarios, cimientos planos y perforaciones por encima de los puntos de ramificación, acorta la carga de trabajo. período de construcción y ahorrar costos.
2) Los orificios de las ramas pueden evitar secciones complejas del orificio, como la capa superior suelta y rota y la formación de cuevas kársticas que son más dañinas, lo que es beneficioso para la seguridad de la construcción y puede mejorar en gran medida la eficiencia de la construcción.
3) Utilice orificios direccionales para explorar yacimientos en entornos ecológicos frágiles o áreas protegidas y proteger el entorno ecológico.
Creemos que el uso de tecnología de perforación direccional para la exploración minera profunda no solo es factible, sino también necesario y digno de promoción y aplicación.