18_130504_b

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Санкт-Петербургский государственный горный институт
имени Г.В. Плеханова
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
________________проф. М.А. Иванов
«____» ____________ 2009 г.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
«ОПЫТ БУРЕНИЯ ГЛУБОКИХ СКВАЖИН В АНТАРКТИДЕ»
(18 час.)
Санкт-Петербург
2009
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ СЕМИНАРА
Цель семинара – интенсификация работ по внедрению новых отечественных
технологий, предназначенных для бурения и исследования глубоких скважин в сплошных
льдах
Задачи семинара:
- ознакомление специалистов с новыми разработками кафедры бурения скважин
СПГГИ (ТУ) в области бурения глубоких скважин во льдах;
- анализ полученных научных и практических результатов и выработка
направлений их дальнейшего совершенствования.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате проведения семинара специалист должен приобрести знания о роли
промывочных и тампонажных растворов при бурении и заканчивании скважины, о
составах, характерных свойствах, областях применения различных видов буровых
растворов, о способах регулирования их свойств в нужном направлении, о принципах
выбора составов для конкретных горно-геологических условий бурения. Кроме того,
специалист должен приобрести навыки пользования приборами и аппаратурой для
определения физико-механических и реологических свойств буровых растворов, уметь
оценивать на основе действующих нормативных актов потребность в материалах для
бурения скважины применительно к конкретным геологическим условиям.
3. ОБЪЕМ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид учебной работы
Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины
18
Аудиторные занятия
18
Лекции
18
Лабораторные работы (ЛР)
-
Вид итогового контроля
-
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
пп.
1
2
3
4
5
6
7
Раздел дисциплины
Назначение и особенности буровых работ в полярных областях.
Технические средства для глубокого бурения льда
Теоретические основы технологии глубокого бурения
колонковыми снарядами на грузонесущем кабеле
Закономерности процесса бурения-плавления скважин с
отбором керна
Особенности процесса разрушения льда при бурении
механическим способом.
Обеспечение устойчивости стенок скважины.
Конструктивные особенности снарядов для бурения скважин во
льду механическим способом.
Результаты бурения глубоких скважин на станции Восток в
Лекции,
час.
2
4
2
2
2
2
2
ЛР,
час.
№
пп.
8
Раздел дисциплины
Антарктиде.
Технология проникновения в подледниковое озеро Восток.
Перспективы дальнейших исследований
Лекции,
час.
ЛР,
час.
2
4.2. Содержание разделов дисциплины
РАЗДЕЛ 1. Назначение и особенности буровых работ в полярных областях
Актуальность исследования ледовых толщ в полярных областях. Климатические условия
проведения буровых работ. Технические средства для глубокого бурения льда. Наземное
буровое оборудование. Термобуровые снаряды. Электромеханические буровые снаряды.
РАЗДЕЛ 2. Теоретические основы технологии глубокого бурения колонковыми
снарядами на грузонесущем кабеле
Оптимизация процесса бурения снарядами на грузонесущем кабеле. Выбор критерия
оптимизации. Уравнение баланса времени при бурении скважин во льду. Особенности
проведения спуско-подъемных операций при бурении скважин снарядами на
грузонесущем кабеле. Уравнение движения бурового снаряда.
РАЗДЕЛ 3. Закономерности процесса бурения-плавления скважин с отбором керна
Теоретические основы процесса бурения-плавления льда. Выбор оптимальных параметров
процесса бурения. Минимизация потерь энергии в грузонесущем кабеле при глубоком
бурении.
РАЗДЕЛ 4. Особенности процесса разрушения льда при бурении механическим
способом
Физико-механические свойства льда. Существующие методики оценки механизма
разрушения льда при механическом бурении. Методика стендовых экспериментальных
исследований процесса бурения скважин во льду. Исследование влияния геометрических
характеристик коронки на процесс разрушения льда.
РАЗДЕЛ 5. Обеспечение устойчивости стенок скважины
Особенности обеспечения устойчивости стенок скважины при бурении льда.
Требования к низкотемпературным заливочным жидкостям и их классификация. Свойства
нефтепродуктов,
используемых
для
приготовления
заливочных жидкостей. Свойства утяжелителей углеводородных жидкостей. Свойства
смесей углеводородных жидкостей с утяжелителями. Промывочные жидкости на основе
спиртов и эфиров. Оценка влияния буровых работ на окружающую среду. Рецептур
экологически безопасных заливочных жидкостей.
РАЗДЕЛ 6. Конструктивные особенности снарядов для бурения скважин во льду
механическим способом
Конструкция колонкового электромеханического бурового снаряда КЭМС-135 и его
отдельных узлов и система контроля и управления процессом бурения. Результаты
испытаний бурового снаряда на ледниках архипелага Северная Земля.
РАЗДЕЛ 7. Результаты бурения глубоких скважин на станции Восток в
Антарктиде
Результаты бурения скважин тепловым способом «сухих» скважин и с применением
заливочной жидкостей. Бурение глубоких скважин на станции Восток в Антарктиде
механическим буровым снарядом. Анализ результатов бурения и аварий в пробуренных
скважинах.
РАЗДЕЛ 8. Технология проникновения в подледниковое озеро Восток.
Перспективы дальнейших исследований
Подледниковые водоемы в Антарктиде. Характеристика озера Восток. Цели и задачи
исследования озера Восток. Технология проникновения в озеро и экологические риски
ведения буровых работ.
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Рекомендуемая литература
Основная
1. Васильев Н.И. Глубокое бурение антарктического ледникового покрова как метод
исследования палеоклимата // Проблемы исследования Арктики и Антарктики. Л.:
ААНИИ, 2007, № 76, С. 78 – 88.
2. Литвиненко В.С., Талалай П.Г., Чистяков В.К. Промывочные жидкости для бурения
скважин в криолитозоне и льдах. – СПб.: СПГГИ, 1996. – 73 с.
3. Кудряшов Б.Б. Бурение скважин в условиях изменения агрегатного состояния горных
пород / Кудряшов Б.Б., Чистяков В.К., Литвиненко В.С. - Л.: Недра. 1991. C.295.
Дополнительная
4. Бобин Н.Е. Механическое бурение скважин во льду. Учебное пособие / Кудряшов
Б.Б., Васильев Н.И., Чистяков В.К., Степанов Г.К., Талалай П.Г. - Л.: Изд. ЛГИ, 1988.
90с.
5. Кудряшов Б.Б. Бурение скважин в мерзлых породах / Кудряшов Б.Б., Яковлев А.М. М.: Недра, 1983. 286 с.
6. Чистякова В.К. Промывочные среды для бурения скважин в мерзлых породах /
Чистякова В.К., Талалай П.Г., Яковлева А.А. - М. 1999. С.78.
Программу составил,
профессор
Васильев Н.И.
Зав. Кафедрой бурения скважин,
профессор
Васильев Н.И.
Декан нефтегазового факультета,
профессор
Рогачёв М.К.