Принцип бурения скважин на воду: Технология бурения скважин на воду: процесс, особенности, методика.

Содержание

Современная технология для бурения скважины на воду

Получение воды для бытовых нужд и питья с помощью бурения скважин является самым быстрым и распространенным способом. На протяжении веков он совершенствовался и сегодня технология отработана в совершенстве, если конечно выполнением таких работ занимаются профессионалы.
Виды скважин
Различают 2 вида скважин на воду:
Неглубокие фильтровые. До 50 м бурения. По принципу действия аналогичны колодцам и предназначены для сбора грунтовых вод. При бурении земля вымывается, а в скважину обязательно устанавливают фильтр грубой очистки от примесей. Самые простые и быстро выполнимые в течение нескольких дней скважины.
Глубокие (до 1 км) артезианские. Для получения чистой воды из водоносных слоев (горизонтов). Сложный для выполнения – время бурения зачастую измеряется в неделях, но надежный на протяжении многих лет источник водоснабжения.
Технология
Можно разделить на две группы: самодеятельные, кустарные методы по принципу «своими руками – дешево и быстро» и бурение скважин профессионалами с помощью современной техники – дороже, но качественно и надежно.

К первой можно отнести:
Упрощенный вариант без обсадной трубы, полевой армейский способ, имеющий множество названий: «игла», «абиссинская», «свисток». Это забивная скважина глубиной в 5, максимум 10 м, получаемая с помощью твердого наконечника. С ее помощью можно накачать 5–10 л в минуту. Вряд ли стоит рассматривать ее в качестве приемлемого источника водоснабжения для любых нужд, тем более что качество обычно очень низкое, не отличается от воды в ближайших колодцах.
Бурение скважины глубиной до 20 м вручную, имеющимися в продаже относительно недорогими установками.
Так как такой метод хоть и непрост, но дешев и имеет массу поклонников (по крайней мере, на словах), то стоит остановиться на нем подробнее:
Сначала для исключения осыпания рыхлого верхнего слоя почвы роется шурф размерами примерно 1,5х1,5х2 м, который обшивается досками.
Над ним устанавливается вышка буровой установки, собирается штанга для бурения.
С помощью подъемника ее опускают в шурф и минимум 2 человека начинают ее вращать.
По мере погружения штанги примерно на 0,5 м ее поднимают каждый раз для очистки от грунта.
Плавающий в скважине грунт, песок вычерпывают.
Бурение прекращают после прохождения водоносного слоя.
Окончательно очищают скважину, опускают фильтр из мелкой металлической сетки, для защиты насоса он попадания песка.
В скважину опускают погружной насос со шлангами или водоподъемные трубы при наружном размещении насоса.
К недостаткам такого подхода следует отнести небольшой срок эксплуатации скважины в результате неизбежного заиливания, большие трудозатраты, не лучшее качество воды с первого водоносного горизонта.
Ко второй технологической группе относят бурение скважин на воду с использованием специальной техники, промышленных методов и расходных бурильных инструментов в зависимости от твердости или плывучести пород, обсадных труб, опыта и навыков профессиональных искателей воды. Только им под силу пробурить артезианские скважины глубиной в сотни метров, в соответствии с картированием водяных горизонтов, проведением необходимой разведки пробурить и обустроить обычную фильтровую скважину, которая будет выдавать воду приемлемого качества для любых целей на протяжении многих лет.

В закладки: постоянная ссылка.

Принцип работы водозаборной скважины

Скважина на воду рассчитана на длительный срок эксплуатации, и может прослужить не менее 50 лет, но для этого необходимо соблюдать условия эксплуатации и не допускать нарушений условий строительства скважины, как гидрогеологического сооружения. Потому так важно понимать, как устроена скважина, и каков принцип её работы. Водозаборные скважины могу различаться по своему типу, но принцип работы практически одинаковый.

Для начала разберемся, из чего вообще состоит скважина?

Скважина на воду имеет следующую конструкцию:

  1. Ствол скважины обсаживается трубами, иногда пластиковыми, иногда металлическими, которые соединяются между собой. Эти трубы погружаются в скважину по мере бурения. Они необходимы для того, чтобы уберечь саму скважину и оборудование от засыпания и повреждения грунтом. Трубы могут соединяться между собой разными способами, но самый герметичный – резьбовое соединение.
  2. В скважинах на песок в самом низу скважины в водоносном песчаном слое в обсадной трубе имеются отверстия, обтянутые фильтровальной сеткой, которые защищают от попадания в скважину камней и грунта. Дно скважины при таком варианте заглушено. Артезианские скважины берут воду не из водонасыщенного песка. Потому никакие фильтры там не нужны.
  3. Верхняя часть скважины закрывается оголовком, который служит для герметизации, фиксации погружных частей и удобства вывода трубы с водой.
  4. В скважину, согласно параметрам производительности, погружается насос, который фиксируется тросом на оголовке. От насоса выходит проводка для подачи электроэнергии и водоподъемная напорная труба для подачи воды на поверхность.

Низкоквалифицированные специалисты очень часто допускаю ошибки при сооружении скважин, которые влияют на качество и сроки работы.

Некоторые «умельцы» используют вместо троса – веревку, что практически всегда приводит к выходу скважины из строя. Веревка со временем из-за сырости просто сгниет, либо она может оборваться на этапе погружения насоса в скважину, и тогда насос упадет на дно и уйдет масса усилий и времени, чтобы его оттуда достать. Вместо водонапорной трубки из пищевого пластика используют шланг, который рвется и часто падает в скважину вместе с насосом. Достать его очень сложно.

Не используют стяжки для сцепления водонапорной трубы, троса и кабеля, что часто приводит к застреванию насоса. Не ставят оголовки, заявляя, что это лишний и ненужный расход. В результате чего в скважину попадают сточные воды, мусор, и посторонние предметы. Это не только влияет на качество воды, но и может стать причиной серьезной поломки.

Принцип работы скважины на воду.

Насос на тросе опускается в воду, ниже динамического уровня воды. Причем необходимо подобрать оптимальную глубину расположения. Если насос будет близко к поверхности – уровень воды может опуститься – и тогда насос перестанет работать, либо вовсе сгорит. Если опустить слишком глубоко – вода в скважине будет застаиваться.

Насос работает от электричества, потому к нему обязательно должно быть проведено электропитание с помощью специального пищевого погружного кабеля. Через подключенную трубу насос подает воду на поверхность, где вода либо используется по назначению, либо, накапливается в резервуаре, либо смонтирована система автоматической подачи, либо сначала попадает в систему фильтрации для прохождения очистки, а уже потом распределяется по точкам выхода в доме. Некоторые скважины различаются по типу обсадки или обустройства, например – имеют одинарную, двойную, тройную обсадочную трубу, либо обустроены кессоном, адаптером или летним оголовком, но на принцип действия это не влияет.

Если у Вас остались вопросы или Вы хотите оставить заявку на бурение скважины на воду – обратитесь к нашим инженерам, и они обязательно Вам помогут.


Основы и принципы бурения | Delo1

Бурение основано на организации работ по проведению выемки некоторого количества грунта и получения скважины в определенной части земной коры. Для выполнения этих работ необходимо скомплектовать необходимое оборудование и подготовить рабочих.

 

В зависимости от того, для каких целей бурится скважина, проводится определенный набор инструментов и агрегатов, специализированно обучается персонал.

 

Для организации эффективного бурения необходимо провести разведывательные мероприятия, определиться с местом бурения скважины.

 

Существует несколько видов бурения — шнековый, роторный, вращательный и т.д.. В зависимости метода бурения скважины, принципиально будет отличаться и технологический процесс бурения.

 

Рассмотрим основы и принципы бурения скважин для добычи воды из глубины земной коры. Элементарно: построили дом и нужна вода для хозяйственно-бытовых нужд.

 

Первое что надо сделать, так это провести небольшую разведку на местности, определить визуально на каком уровне залегает вода у соседей. При отсутствии такой возможности придется вести разведывательное бурение.

 

Второе — определить место проведения буровых работ.

 

Третье — ознакомиться с тем, как далеко расположены водосбросы и другие загрязнители (птичники, коровники, сахарные заводы), могущие сливать отработанные отходы и предполагаемое направление слива.

 

Четвертое – определиться с тем, как будет проводиться бурение: вручную, легкой установкой, тяжелой буровой техникой. Метод бурения подбирается по составу почвы: песок, глина, гравий, гранит или его смеси. Вырыть скважину вручную или простым буром на сыпучих грунтах сложно, вырыть скважину вручную на твердых гранитовых породах вообще невозможно.

 

Итак, определились с местом, нет вблизи загрязнителей, почва и залегание воды позволяет бурить сравнительно неглубокую скважину, не более 50 метров. Из этого следует, что можно в данном месте применить гидробурение.

 

Гидробурение – бурение с применением водных смесей и полого бура. Бур не сплошной, а полый, внутри которого под давлением будет циркулировать смесь воды с каким-либо реагентом (например – глина). Давление воды и откачку разрыхленного буром грунта обеспечивают помпы. Расход воды небольшой, вода после отстоя, возвращается в установку. Установка позволяет проводить буровые работы в самых труднодоступных уголках любого приусадебного участка.

 

Бурение скважин является процессом сложным, а иногда и опасным. В чем опасность? Например, при проведении буровых работ может произойти обвал грунта. При проведении буровых работ необходимо соблюдать правила безопасных условий труда.

В чем заключается принцип работы скважин на воду

«… А потому что без воды и не туды и не сюды!» – давно уже всем знакомая строчка из старой песни. И эти слова на 100% справедливы. Без источника живительной влаги совершенно невозможно обойтись. В городских условиях эта проблема решается по средствам централизованного водопровода, который есть в каждом жилом, административном или любого другого рода строениях.

На приусадебных участках в садоводческом сообществе или же в домах, построенных в загородном коттеджном поселке дело обстоит немного иначе. Не всегда есть возможность протянуть водопроводную магистраль в удаленные от города уголки. В такой ситуации крайне необходимо извлекать воду из недр земли. Скважина на воду — великолепное решение в данной ситуации.

Разновидности скважин

По глубине бурения скважины делятся на два типа:

  • Водоносные скважины на песок.
  • Артезианские скважины.

Скважина на песок

Великолепный источник воды в тех местах, где централизованная магистраль недоступна. Подойдет как для приусадебных участков в дачном кооперативе, так и для загородного дома. Преимуществами этой скважины является простота и относительно небольшая стоимость работ. Время, которое уйдет на обустройство системы, составляет приблизительно 2-3 дня. Все будет зависеть от глубины залегания водоносного слоя.

Скважину такого типа можно выполнить двумя способами:

  • Ручной. Прохождение слоев грунта производится канатно-ударным способом.
  • С привлечением малых буровых установок. Для обеспечения выполнения работ на участок привозится небольшая станция, которая под контролем специалистов и выполняет процесс бурения.

Многие специалисты рекомендуют прибегать ко второму методу, так как он позволяет провести монтаж обсадной трубы с диаметром, необходимым для установки погружного насоса.

Однако, у этих скважин есть некоторые недостатки. Первый и основной в этом списке — перебои с подачей воды, связанные с сезонными перепадами уровня живительной влаги в водоносном слое. Второй и не менее важный фактор — необходимость периодического обслуживания скважины. Это по большей части касается владельцев дачных домиков, в которых вода необходимо только по сезону.

Все заключается в том, что фильтр, который устанавливается непосредственно в скважине подвергается заиливанию. Поэтому подъем воды должен быть постоянным. Ну и последний важный момент — срок службы. В зависимости от интенсивности использования ресурсов, он может составлять от пяти до пятнадцати лет.

Артезианская скважина

Более дорогостоящий и в тот же самый момент эффективный способ централизованной подачи воды. При обустройстве скважин такого типа применяется крупная техника, которая позволяет углубиться приблизительно на 200-300 метров. Качество извлекаемой на поверхность воды намного лучше, чем у той, которая выкачивается из песчаного слоя. Также практически не засоряется фильтр, который устанавливается в нижней части подающей трубы, диаметр которой может составлять 219 мм. Постоянство наличия живительной влаги может быть гарантирована на 99%, а срок службы достигает 50 лет.

Но даже и такие скважины имеют свои минусы:

  • В зависимости от глубины залегания водоносного слоя, вода может содержать в своем составе самые разные соединения железа, которые требуют установки дополнительной системы фильтрации.
  • Высокая стоимость проведения бурильных и монтажных работ.
  • Обязательное согласование проекта и получение разрешения на бурение артезианской скважины.

Принцип работы скважины

На фото принципе работы скважины

Для начала кратко о самой конструкции. В почве бурится отверстие, в которое потом опускается обсадная труба с установленным на конце фильтром. Его функция заключается в очистке воды от мелких частиц песка или иных нерастворимых составов. Далее, вода под естественным давлением грунта заполняет пустоту обсадной трубы на определенный уровень, который принято называть статическим.

Существует и второй показатель — динамический уровень. Он указывает отметку в стволе скважины, ниже которой при интенсивном использовании ресурса вода не опускается. В зависимости от насыщенности водоносного слоя и его толщины, она может быть разной и при бурении скважин на песок настоятельно рекомендуется устанавливать насосное оборудование с защитой от сухого хода.

После того как бурильные работы окончены и установлена обсадная труба, в ствол скважины опускается насосное оборудование, к которому заранее подсоединен обратный клапан, напорная труба и питающий электрический кабель. Как правило, это глубинный погружной насос, мощность которого необходимо рассчитать исходя из удаленности водоносного слоя от поверхности земли и расстояния от скважины до потребителя.

Стоит отметить, что в тех случаях, когда скважина бурится на песок, невзирая на фильтр, установленный внизу, необходимо приобретать насос, конструктивные особенности которого позволяют прокачивать воду с небольшим содержанием мелких песчаных фракций.

После того как напорный трубопровод выведен наверх, к нему подсоединяется автоматическая система контроля давления в магистралях потребителей и специальный гидроаккумулятор. Конечно, это немного повлияет на стоимость обустройства скважины, но впоследствии поможет избежать неприятностей, связанных с преждевременной остановкой насосного оборудования.

Несколько рекомендаций по выбору материалов

По принципу работы погружные насосы делятся на два вида: центробежные и вибрационные. Для того чтобы скважина работала долго и бесперебойно, необходим монтаж насоса центробежного принципа действия, так как вибрационные могут разрушить стенки обсадной трубы, что пагубно скажется на дальнейшей работе скважины.

При выполнении напорной магистрали необходимо использовать поливинилхлоридные трубы.

Для обсадной трубы есть несколько вариантов и выбор будущего ствола напрямую зависит от состава грунта и наличия плывунов (либо непластифицированный поливинилхлорид, либо сталь).

Роторное бурение скважин — АО Гидроинжстрой

Принцип бурения связан с передачей кругового движения на буровую колонну с использованием поверхностного ротора. Для осуществления процедуры применяют специальную решетчатую вышку. На ней крепится оборудование для подъема и другие необходимые для работы системы установки. Специалисты могут использовать двигатель внутреннего сгорания либо электродвигатель в зависимости от особенностей оборудования. Ротор преобразует вращение приводного вала во вращение так называемого стола ротора. Часть этого элемента является съемной и при необходимости может заменяться на новую деталь в зависимости от типов труб, с которыми производится работа. Поскольку установка имеет небольшие габариты, ее можно разместить недалеко от загородного коттеджа. Такой вариант также подходит для приусадебных участков и жилых домов. Процесс роторного бурения вымывает грунт, на место которого продвигается установка. При необходимости буровая колонна наращивается мастерами, чтобы достигнуть нужной глубины. По завершению работ разборка устройства осуществляется в несколько этапов. Чаще всего приходится использовать для этих целей вышку.

Роторное бурение скважин цена

На роторное бурение скважин цена складывается из нескольких параметров:
  • стоимости обсадных труб;
  • проведению работ по бурению скважины;
  • обсадки скважины трубами;
  • прокачки скважины до появления визуально чистой воды.
Важна глубина, на которую планируется проводить работы. Кроме того, в стоимость закладывается проезд техники до участка, где будут проводиться работы. Чтобы сэкономить на стоимости роторного бурения скважин, можно воспользоваться акцией, которые проводятся компанией. Речь идет о сезонном снижении цен или оформлении рассрочки. Кроме того, скидку можно получить при заказе услуги для нескольких участков одновременно. Если речь идет о проведении воды в загородном коттедже, можно скооперироваться с соседями. Окончательную стоимость на роторное бурение скважин можно узнать у специалиста «Гидроинжстрой» после проведения замеров на участке.

Роторное бурение скважин на воду

Роторное бурение скважин на воду позволяет обеспечить бесперебойную подачу чистой воды, что особенно важно при нынешней экологической обстановке. Среди преимуществ данного способа специалисты выделяют:
  • поступление воды в большем объеме. Производительности качественно сделанной скважины хватит на полноценное обеспечение водой загородного дома и приусадебного участка, а также на наполнение резервуаров;
  • долговечность. При правильном выборе качественных материалов скважина прослужит несколько десятилетий. При этом устройство требует минимального ухода;
  • подача стабильного объема воды. Возникновение экстренных ситуаций в данном случае исключено;
  • подача воды высокого качества, на которое не может повлиять расположение поблизости свалок, сточных вод, выгребных ям и других негативных факторов.
Выбор способа бурения скважины напрямую обуславливается местными гидрологическими условиями и глубиной залегания водоносного грунта. В регионах с глинистым грунтом целесообразнее всего использовать именно такой эффективный способ.

Роторное бурение скважин с прямой промывкой

Данная технология используется, когда необходимо освободить шахту от ненужной выработанной породы. Вода вымывает грунт, стекая по стенкам ствола и трубе. Подача жидкости осуществляется самотеком. В результате процедуры раствор с частицами выработанной породы откачивается вакуумным насосом через специальное отверстие в бурильной установке. Когда жидкость поднимается на поверхность, она фильтруется в специальной емкости. Использование воды для промывки также позволяет охладить инструмент. Среди преимуществ бурения с прямой промывкой выделяют:
  • отличное качество работ;
  • оперативность;
  • экономичность, в том числе на материалах.
Важно отметить, что работы с промывкой допускаются только на значительной глубине. Кроме того, они будут эффективны при бурении сыпучих пород. Обращаясь в «Гиброинжстрой», клиенты получают качественную услугу, оказанную в заранее оговоренные сроки. Перед началом проведения работ специалисты проведут замеры на участке, что позволит скорректировать план до начала бурения скважины при необходимости. Доверяя бурение скважин профессионалам, можно всегда быть уверенным в качестве подаваемой воды. Заказать услуги по роторному бурению скважин на воду можно в специализированной компании «Гидроинжстрой». Чтобы узнать об особенностях процедуры, достаточно связаться со специалистом, позвонив по телефону, отправив запрос по электронной почте или заполнив форму заявки на сайте. БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ

правила процесса бурения, как бурят скважину под воду

Содержание:

Главной сложностью при организации водоснабжения загородного дома является отсутствие централизованных магистралей. Чтобы решить эту задачу, применяют одну из технологий бурения скважин на воду.


Какой вариант бурения лучше

При выборе подходящей технологии в учет следует взять следующие факторы:

  1. Присутствует ли на участке водоносный слой. Чтобы это определить, стоит внимательно понаблюдать за окружающей природой. Существует несколько признаков, которые указывают на близость к поверхности земли воды. Кроме того, есть специальные приспособления, позволяющие найти воду на участке.
  2. Специфика состава грунта в данном районе. Подобную информацию могут предоставить местные гидрогеологические компании. Они также смогут подтвердить достоверность данных, полученных пользователем при исследовании участка на воду.
  3. Необходимо вооружиться информацией о глубине залегания различных водоносных слоев. Дело в том, что на одном участке на разной глубине может находиться верховодка, грунтовые воды, межпластовые и артезианские горизонты.

Вооружившись этими данными, намного легче определиться со способом бурения скважин под воду на приусадебной территории.

Типы бурения

Есть несколько технологий, как бурить скважину на воду. Каждая из них имеет свою специфику реализации и область применения.

Роторная технология бурения

Обычно эта технология используется при поиске залежей нефти. Из-за роста популярности буровых скважин на воду ее стали применять для бытовых нужд. Для ее реализации необходимы мощные энергозатратные механизмы, позволяющие успешно преодолевать тяжелые и особо тяжелые грунты со скальными включениями. Также это касается сплошных известняков.


Вращающийся ротор разрушает породу на мелкие фрагменты. Далее промывочная жидкость выносит их на поверхность. Учитывая наличие в этой жидкости цемента, есть реальная угроза засорения плодородных почв на участке. Кроме того, готовую скважину необходимо долго промывать чистой водой, чтобы очистить ее от цементных частиц. Перед тем, как прочистить скважину, определяют наиболее эффективный способ очистки. Как правило, на небольших загородных участках роторный способ бурения скважин не применяют.

Гидроразмыв

‘; } ?>

Это самая простая в реализации технология бурения скважин под воду. Она реализуется методом размывки почвы внутри обсадной трубы: ее погружение происходит самопроизвольно, под собственным весом. Усилия необходимо прикладывать в самом начале работы, когда обсадная колонна еще не набрала нужную массу. Для этого ее проворачивают специальным ключом.


В состав комплекса для реализации гидроразмыва входят следующие узлы:

  • Пара насосов. Один из них предназначен для подачи жидкости под давлением не менее 6 атм. С помощью второго устройства отработанную воду откачивают обратно в накопительный бак.
  • Бак. Его объем подбирается в зависимости от параметров скважины. Имеется в виду диаметр, вместительность и глубины скважины.
  • Гидромонитор. Речь идет о шланге, оснащенной металлической насадкой. Оптимальный диаметр выходного отверстия – 20 мм.

Для расчета объема бака используют формулу V = Rобс2(см) х 3,14 x H(см). Здесь V – объем бака, R – внутренний радиус обсадной трубы, 3,14 – число пи. К примеру, если скважина имеет диаметр 273 мм (максимальное значение для бурения скважин на воду по технологии процесса гидроразмыва), то оптимальный внутренний диаметр обсадки будет 260 мм (радиус 13 см). За глубину скважины можно взять 15000 см. Подставив эти значения в формулу, получают V= 132 х 3,14 х 1500 = 756000 см3 (или 756 литров).

Реализация этой технологии предусматривает постоянное присутствие воды в баке. Для приводимого выше случая достаточно будет емкости объемом 2 м3. На среднем дачном участке использование такого бака не повлияет на уровень комфорта: как правило, подобные емкости входят в состав полива огорода.

Порядок работы:

  1. Забуривание. Для этого используют обычный садовый бур. Важно, чтобы его диаметр превосходил сечение обсадной трубы на 30 – 40 мм. Для забуривания достаточно пройти вглубь на 1,5 метра.
  2. Монтаж первого модуля секции обсадной трубы. Его вставляют в забуренное углубление.
  3. Подключение гидромонитора. Его вводят внутрь обсадной трубы, что обеспечит оптимальный напор подаваемой воды. На начальной стадии размывки требуется проворачивание обсадной трубы по часовой стрелке, для чего используют специальный ключ.
  4. По ходу реализации процесса необходимо делать паузы для монтажа следующего модуля обсадки.
  5. По мере накопления воды ее откачивают в бак, используя один из двух насосов.

Слабая сторона этой технологии – возможность использования исключительно на песчаных и супесных почвах. Кроме того, методом гидроразмыва можно пробурить скважину не глубже 15 м. Максимальный зафиксированный результат – 20 м.

Ударный метод

Этот способ относится к сухому бурению скважин на воду. Впервые его применили в Китае.

Ударный способ реализуется таким образом:

  1. Выкапывают в грунте ствол глубиной примерно 1,5 метров. Оптимальные размеры – 1,5х1,5 м.
  2. Посредине выборки забуривают место под первый модуль обсадной трубы глубиной 2 м.
  3. Монтируют буровую вышку. Она имеет вид треноги высотой от 3-х м. На ее точные параметры влияет длина обсадных модулей (максимальное значение – 6 м).
  4. Вводят ударный модуль в отверстие обсадной трубы и отпускают в свободное падение. Взаимодействуя с породой, она начинает активно разрушать породу. Измельченный грунт оказывается внутри полости ударной части. Для большей эффективности конец ударника оснащают специальными зубьями.
  5. Внутри ударной трубы имеется клапан. Он пропускает измельченную породу внутрь, и не дает ей высыпаться во время очередного подъема. При работе на глинистых влажных грунтах насадной стакан обычно снимают, т.к. влажная глина начинает налипать на его стенки. Согласно правилам бурения скважин на воду, чистку ударника нужно проводить после прохождения каждого метра породы.

Профессиональные буровые бригады комплектуются несколькими моделями ударников. Это дает возможность работать без остановки на грунтах различного типа. Ограничения распространяются только на скальные породы. Изготовленные ударным методом скважины отличаются высоким качеством, что объясняет его повсеместную распространенность.

Шнековый способ бурения скважин на воду

Популярность этого способа бурения скважин под воду объясняется его высокой эффективностью и простоте реализации. Шнековая технология основывается на сверлении породы вращающимся приспособлением. Роль режущей кромки сводится к разрушению грунта по направлению движения. После этого он в измельченном состоянии выносится на поверхность спиральным шнеком. Следует сказать, что наверху оказывается только 40-50 % породы: остальная часть материала уходит на уплотнение стенок. Как результат, дополнительная обсадка стенок в этом случае не требуется. Обсадную колонну вводят внутрь шахты по окончанию процесса.


Недостатками шнекового метода является трудности с использованием его на песчаных и других сыпучих почвах. Кроме того, пробурить шахту глубже 50 м этим способом не получится. Для дальнейшего заглубления приходится время от времени поднимать инструмент на поверхность для очистки. Для бурения применяют целый ряд приспособлений.


Есть также интересный вариант с ручным изготовлением скважины на верховодку. Для этого в продаже имеется несколько моделей портативных буровых станков, позволяющих сооружать скважины глубиной до 50 м, при условии наличия на участке легких и средних грунтов (кроме песчаных). Данные приспособления очень популярны среди дачников и владельцев загородных домов. Для разового использования ручной станок можно арендовать. При этом важно понимать, что работы по бурению скважин на воду артезианского типа выполняются совсем другим оборудованием.

Перфоративный способ

Для изготовления скважины здесь используется специальное копье, которое забивается в землю посредством бабки или штанги. Чаще всего методом перфорации обустраиваются абиссинские колодцы, где откачка воды осуществляется ручным насосом. Благодаря небольшому диаметру шахты и высокой скорости достижения результата эту технологию часто выбирают для самостоятельной реализации.


Итоги

Для обустройства автономного водоснабжения в качестве источника воды нередко выбирают скважину. Существует несколько способов, как ее пробурить. На выбор конкретного варианта влияет тип почвы на участке и заглубление шахты.


Гидробурение (бурение с промывкой): мифы и реальность технологии.

Собственная скважина — это один из наиболее удобных способов организации водоснабжения в отсутствии централизованных инженерных сетей. При этом следует отметить, что для бурения скважины применяется несколько технологий, различающихся сроками работ, используемым инструментом и т.д. В последние годы все более востребованным становится метод гидробурения скважин на воду. Его популярность объясняется множеством преимуществ, к числу которых можно отнести:

  • отсутствие ограничений по типу грунта;
  • возможность выполнения работ на ограниченной площади;
  • высокую скорость бурения скважин с промывкой — до 100 метров в день;
  • безопасность для участка и ландшафтного дизайна;
  • оптимальную стоимость услуги.

Чтобы было понятнее, чем обуславливаются эти и другие преимущества методики, необходимо подробнее рассмотреть технологию бурения с промывкой.

Как выполняется гидробурение скважин?


При бурении скважин данным методом используются малогабаритные бурильные установки (МБУ), основными элементами которых является каркас, силовой агрегат, вертлюга и рабочий инструмент. В качестве последнего применяются бурильные штанги и головки. При этом важный момент состоит в использовании технической жидкости (чаще всего обычной воды). Жидкость самотеком стекает в скважину и одновременно решает две задачи — во-первых, размягчает и вымывает грунт, а во-вторых, охлаждает рабочие поверхности бурильного инструмента.

Если ознакомиться с видео, на котором заснят процесс гидробурения скважин, можно заменить, что во время работ происходит постоянный круговорот воды. Смесь воды и размытого грунта поднимается из скважины с помощью насоса, после этого жидкость поступает в приямок, где частицы грунта осаживаются. После этого вода снова поступает в скважину.

Кроме того, существует технология бурения скважины на воду с промывкой без приямка. Она более удобна. Во-первых, в этом случае нет необходимости копать приямок, а это экономит время. А во-вторых, по завершении работ на участке на остается никаких повреждений.

Бурение с промывкой: мифы и реальность


Технология гидробурения на воду завоевала популярность сравнительно недавно. И как все новое она стала причиной появления многих мифов. Рассмотрим подробнее некоторые из них.
  1. Миф №1 — гидробурение подходит только для неглубоких скважин. В реальности дело обстоит с точностью до наоборот. С помощью данного метода можно бурить бытовые скважины до 250 метров (а промышленные и еще более глубокие). Но как показывает практика, необходимости в этом нет — обычно глубина бытовой скважины составляет 20-100 метров.
  2. Миф №2 — цена гидробурения высока. На самом деле это не так. Данная технология, в отличие от других методов, не требует использования обсадной трубы во время бурения. Это положительно сказывается на итоговой стоимости работ. Дополнительно же стоит отметить, высокую скорость бурения, что тоже снижает цену услуги.
  3. Миф №3 — гидробурение не позволяет во время увидеть водоносный слой. Если специалисты буровой компании определяют водоносный слой только по виду извлеченного грунта, то они не специалисты, а дилетанты. При наличии гидрогеологической карты, профессиональных знаний и навыков, гидробурение показывает отличные результаты.

Можно еще очень долго говорить о преимуществах этой технологии, но лучше просто воспользоваться услугой и на практике оценить ее плюсы. После этого у вас не останется никаких сомнений в правильности сделанного выбора.

Скважина может быть у вас уже завтра, звоните по номеру: +7 (910)-732-35-25

Анализ типов и принципов работы установки для бурения скважин на воду

Я уже говорил о некоторых знаниях об использовании и обслуживании буровых установок. Теперь позвольте поставщику буровых установок DTH рассказать о том, на какие типы буровых установок подразделяются, из каких частей состоят и каковы преимущества каждой из них.

Прежде всего, первый тип ударной установки для бурения водяных скважин в основном основан на вертикальном возвратно-поступательном движении бурового инструмента, так что буровое долото ударяется о забой скважины и разрушает пласт породы.Его конструкция проста, отсутствует система промывки циркуляционных скважин, а вывоз шлама и буровые установки не могут выполняться одновременно, поэтому эффективность невысока. Глубина бурения обычно находится в пределах 250 метров, иногда до 500-600 метров. Существует 2 основных типа:

① Пробейте конус. Используйте вес бурового инструмента для удара по пласту. На нижнем конце дрели есть несколько захватывающих створок с острыми углами, которые можно открывать и закрывать. Когда буровая установка движется вниз под собственным весом, захватная заслонка открывается и врезается в пласт породы, а затем подъемная машина поднимает сверло через трос.При этом шлам попадает в конус, и предлагается выгрузить шлам на устье. Глубина бурения обычно составляет 40-50 метров, а самая глубокая — 100-150 метров.

② Установка для ударного бурения с тросом. Он состоит из мачты и подъемного шкива, троса, ударного механизма, бурового инструмента, двигателя и т. Д., Установленных сверху. Во время работы двигатель приводит в действие ударный механизм через передаточное устройство, приводя в движение стальной трос, заставляя буровой инструмент совершать возвратно-поступательное движение вверх и вниз.Когда он движется вниз, он врезается в пласт горной породы и разрушает его под весом бурового долота, а стальной трос тянет его вверх. Ход сверла составляет от 0,5 до 1 метра, а частота ударов — от 30 до 60 раз в минуту. Шлам очищается от земли насосным цилиндром песка, при этом бурение и удаление шлама выполняются одновременно.

Установки для бурения водяных скважин

Вторая — это вторая установка для бурения водяных скважин с вращательным движением, которая в основном полагается на вращательное движение бурового инструмента для разрушения горной породы с образованием отверстий.Существует пять основных типов:

(1) Горшок конусный. Используйте его горшковидное сверло, чтобы вращать и разрезать слой почвы. В зависимости от размера бурового инструмента они называются конусом большого горшка и конусом малого горшка соответственно, которые могут приводиться в движение рабочей силой или силой. Срезанная почва упала в горшок, поднялась на землю и разгрузилась. Конструкция проста и низкая эффективность, подходит для обычного слоя почвы или песчано-галечного слоя почвы. Глубина бурения составляет 80-100 метров для маленького конуса горшка и 30-40 метров для большого конуса горшка.

(2) Буровая установка для промывки скважин с циркуляционным буровым раствором. Он состоит из башен, подъемника, поворотной платформы, бурового инструмента, бурового насоса, крана и двигателя. Во время работы силовая машина приводит в движение поворотную платформу через передаточное устройство, а активная буровая штанга приводит в движение буровое долото, вращая его и разрушая пласт породы. Существуют положительные и отрицательные методы циркуляции. При работе буровой установки с принудительной циркуляцией забойный шлам выносится из устья скважины через кольцевой канал за пределами бурильной трубы.После того, как отстойник оседает, грязевые потоки возвращаются в грязевой бассейн для циркуляции. При работе буровой установки с обратной циркуляцией грязевые потоки с устья после отстаивания в отстойнике стекают на забой скважины. Буровой раствор, несущий шлам, перекачивается насосом из песчаника через сопло буровой головки через отверстие буровой штанги и опускается обратно в отстойник. Буровая установка формирует высокий восходящий поток в бурильной трубе и обладает высокой способностью выталкивать обломки и гальку.Скорость бурения высокая. Он подходит для грунта, песка и рыхлых пород с диаметром меньше внутреннего диаметра бурильной трубы. Глубина бурения обычно в пределах 150 метров.

(3) Установка дискового роторного промывания сжатым газом. На вращающейся дисковой буровой установке воздушный компрессор используется для замены бурового насоса, а сжатый воздух используется для замены бурового раствора для промывки скважины. Обычно используют обратную циркуляцию, также известную как обратная циркуляция газлифта. Подходит для засушливых территорий с большой-хорошей глубиной и недостатком воды, а также для мерзлых грунтов в холодной зоне.

(4) Буровая установка с гидравлическим приводом. Он приводится в движение гидравлическим двигателем через редуктор, а силовая головка, которая перемещается вверх и вниз по башне, заменяет поворотный стол и кран на роторной установке, приводя буровую штангу и долото во вращение для разрезания горной породы. Возможно бурение скважин на воду большого диаметра.

(5) Вибрационная буровая установка DTH. Бурение горных пород с помощью комбинации вибрации и вращательного движения. Буровой инструмент состоит из бурового долота, вибратора, амортизатора и направляющего цилиндра.Возбуждающая сила, создаваемая вибратором, заставляет весь буровой инструмент двигаться маятниковым движением конуса, разрушая пласт породы. Скважина промывается сжатым воздухом с обратной циркуляцией, так что шлам выходит из скважины через трубу и внутреннюю полость бурильной трубы. Глубина бурения может достигать 150 метров.

Существует два вида третьей составной буровой установки для бурения водяных скважин:

Первая представляет собой буровую установку для бурения водяных скважин, которая сочетает в себе удар и вращение, например, пневматическая буровая установка с погружным пневмоударником.Инструменты для ударного бурения состоят из гильз цилиндров и поршней. Воздух высокого давления, создаваемый воздушным компрессором, толкает поршень вверх и вниз, чтобы совершить возвратно-поступательное движение, ударяя по буровому долоту, повышая его способность пробуривать горную породу. При этом буровой инструмент вращается с меньшей скоростью 35-60 об / мин. Воздух, выходящий из верхней и нижней полостей поршня, поступает в буровое долото и выносит шлам на дне скважины из устья скважины. Пневматические ударные буровые установки могут использоваться для бурения глубоких скважин в твердых горных породах с высокими скоростями бурения и относительно прямыми стволами.

Другой — добавление ударного механизма на основе роторной буровой установки с роторным столом, в основном роторного бурения, и буровой установки двойного назначения, пробуренной ударным путем, когда она сталкивается со слоем гальки, имеет высокую приспособляемость к различным пластам.

Выше мы узнали о характеристиках различных установок для бурения скважин на воду , я считаю, что покупка установок для бурения скважин на воду может вам немного помочь. В будущем мы продолжим объяснять знания о таких установках для бурения скважин на воду для вашего ознакомления и обучения..

методов бурения скважин на воду — буровые компании в удаленной Австралии

Способы бурения варьируются от простого копания с использованием ручных инструментов
до высокоскоростного бурения с использованием сложного оборудования.
Наиболее часто используемые методы кратко описаны ниже
для общей информации читателей, не имеющих опыта в области бурения.

Информацию о методах сверления и их применении см. В таблице ниже.

СПОСОБЫ БУРЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Кабель инструментальный

Бурение с использованием тросового инструмента, также известное как ударное бурение, вероятно, является самым старым методом бурения.В основном это включает подъем и опускание бурового инструмента из прочной стали, подвешенного на тросе, до дна скважины. Этот процесс приводит в движение режущее долото, разрушая или измельчая пласт.

Измельченный материал образует суспензию при смешивании с водой, которая была добавлена ​​в отверстие или естественно присутствует в нем. Скорость удара колеблется от 40 до 60 ударов в минуту, и из-за характерной левой свивки троса сверло поворачивается и ударяет по разным участкам забоя при каждом ударе.

Когда долото больше не может свободно проваливаться через смесь воды и бурового шлама, буровые инструменты извлекаются из отверстия. Трубчатая желонка, которая перемещается по отдельному проволочному тросу меньшего размера, затем используется для сбора шлама и стружки и удаления их из скважины перед возобновлением бурения.

В кабельном инструменте или ударном бурении в основном выполняются три основных операции:

Бурение скважины долблением или дроблением породы, глины или другого материала ударом бурового долота

Удаление стружки желонкой по мере накопления стружки в яме

Забивание или продавливание обсадной трубы вниз в скважину во время бурения.

Из-за относительно низкой начальной стоимости и простоты используемого оборудования стоимость пробуренной единицы относительно невысока. Однако этот метод является медленным, и, если учесть повышенные затраты на рабочую силу, обычно мало преимуществ перед более быстрыми методами роторного бурения при сверлении новых отверстий.

Установки для сверления канатного инструмента широко используются для ремонта, так как они:

Обычно легче, чем роторная установка с эквивалентной глубиной

Легче установить над скважиной

Может также опускать и извлекать инструменты для более быстрого зондирования отверстия, чем с помощью роторной установки

Могут работать внутри обсадных колонн

Могут быстрее вставлять хвостовики обсадных труб из-за лучшего доступа к обсадным колоннам для завинчивания или сварки стыков.


Шнековое бурение

Сверла шнековые используются в основном для исследования почвы, а также для бурения в почвах и очень мягких породах. Механическая очистка отверстия устраняет необходимость в насосах или компрессорах. Типы шнеков включают:

Шнеки непрерывного действия, которые могут приводиться в движение любой роторной машиной с верхним приводом, при условии, что она имеет соответствующий крутящий момент и медленное вращение.

При использовании непрерывных шнеков в глубоких отверстиях малого диаметра шлам поддерживается отверстием и выносится на поверхность за счет вращения винтовых лопастей.

Полые шнеки, которые состоят из шнека непрерывного действия с полой центральной трубкой. Обычно они используются с пробкой долота, удерживаемой на месте вторичной внутренней колонной штанг, со шнеками, используемыми для бурения, как с обычным шнеком непрерывного действия, на требуемую глубину. В этот момент центральная пробка долота и колонна штанг извлекаются, что позволяет установить обсадную колонну до снятия лопастей шнека.

Короткоствольные и пластинчатые шнеки, в которые загружается стружка, а затем вынимаются из скважины.На поверхности шлам «откручивается» от шнека.

Ковшовые шнеки, в которых стружка собирается в ковш, поднимается на поверхность и выгружается через откидное дно ковша. Расширения добавляются по мере того, как дыра становится глубже.

Короткоствольные, пластинчатые и ковшовые шнеки используются для мелких скважин большого диаметра.


Техника вращательного бурения

Принцип, общий для всех роторных технологий, заключается в том, что буровое долото прикрепляется к концу полой бурильной трубы и вращается относительно дна скважины с гидроразрывом, копанием или соскабливанием, в зависимости от типа долота и природы. формации.

Методы роторного бурения сравниваются в таблице выше.


Роторное бурение

Метод вращающегося воздуха используется для бурения скважин в консолидированных или полутвердых формациях
, таких как песчаник или сланцы, которые являются самонесущими.

Шлам, образующийся в результате этого процесса, очищается циркулирующим воздухом, который поступает из компрессора и подается по бурильной трубе для выхода через долото. Рекомендуемая скорость в кольцевом пространстве должна поддерживаться для эффективного удаления шлама (см. Таблицу ниже).

Мощность компрессора, диаметр отверстия и размер бурильной трубы должны соответствовать
для обеспечения требуемых скоростей.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ (ОПТИМАЛЬНЫЕ) СКОРОСТИ ПОДЪЕМНИКА 9UHV) (СКОРОСТИ НАГРУЗКИ)

Отверстия можно просверлить, используя большой объем воздуха под высоким давлением.
Однако обычно используемое оборудование ограничивается глубиной ниже уровня воды.

Основным преимуществом метода вращательного воздушного бурения является то, что вода выдувается на поверхность, как только встречается водоносный пласт.Это позволяет бурильщику получать прогрессивную индикацию доступного водоснабжения и отслеживать любые изменения качества и количества воды по мере продвижения бурения.

Воздух используется в основном в консолидированных формациях. Вспенивающие добавки
иногда используются для увеличения пропускной способности возвратного воздуха наверху скважины.


Ударный забойный метод

В забойном ударном методе используется буровое долото с пневматическим приводом, которое эффективно сочетает ударное действие канатного инструмента и вращательное действие вращательного бурения.

Пневматическое буровое долото можно использовать на стандартной роторной установке с воздушным компрессором высокого давления достаточной мощности. Он используется для быстрого и экономичного бурения средне- и чрезвычайно твердых пород. Быстрое проникновение происходит в результате ударов, передаваемых воздушным поршнем непосредственно на долото. Непрерывная очистка ствола открывает для долота новый пласт
, и при повторном бурении старого шлама практически не тратится энергия.

Ударное бурение с забойным отверстием, как правило, является самым быстрым методом проникновения в твердые породы.Иногда для увеличения пропускной способности возвратного воздуха используются вспенивающие добавки. Забойные молотки используются для бурения твердых пород и позволяют пробивать скважины для воды
из трещиноватых водоносных горизонтов твердых пород.

Этот метод не эффективен для сверления рыхлых, рыхлых материалов.


Бурение с обратной циркуляцией — воздух (двухтрубный роторный воздушный и забойный молот)

Для этого метода бурения воздух подается через двойную поворотную головку на роторной установке с верхним приводом и закачивается в кольцевое пространство двойной бурильной трубы к используемому долоту или молотку.Шлам возвращается на поверхность через внутреннюю трубу.

Этот метод обычно используется для отбора проб минералов с целью получения пробы незагрязненных пластов. Это не распространенный метод для водяных скважин; однако номер
иногда используется для программ отбора проб воды.

Двухтрубные роторные воздушные буровые колонны большого диаметра позволяют вставлять обсадные трубы из непластифицированного ПВХ толщиной до 50 мм через внутреннюю трубу для создания контрольных отверстий.


Роторное бурение

При вращении бурового раствора в качестве циркуляционной среды используется буровой раствор (смеси воды, бентонитовых глин, полимеров и добавок).В системе вращающегося раствора буровой раствор или раствор закачивается вниз через бурильную трубу и выходит через сопла в долоте.

По мере того, как долото проникает в пласт, буровой раствор непрерывно циркулирует и удаляет шлам. Жидкость также служит для охлаждения и смазки долота. Затем буровой раствор течет вверх в кольцевом пространстве вокруг бурильной трубы к поверхности, унося с собой шлам во взвешенном состоянии.

На поверхности буровой раствор кондиционируется перед его рециркуляцией в скважину.Правильное кондиционирование бурового раствора помогает предотвратить проблемы в скважине.

Основной жидкостью, обычно используемой для роторного бурения, является вода, в которую могут быть добавлены специальные химические вещества и другие добавки для увеличения плотности или вязкости для улучшения поддержки ствола скважины. Жидкость также может быть взвешена для контроля артезианского давления.

Буровой раствор образует мембрану, которая препятствует прохождению потока через стенки скважины, а внутреннее давление бурового раствора обеспечивает структурную поддержку стенки скважины. Буровые растворы также используются для бурения глубоких отверстий, которые выходят за рамки возможностей воздушных компрессоров.

Техника полезна для буровых работ в мягких,
рыхлых породах, глубоких стволах и стволах под давлением.


Бурение с обратной циркуляцией — раствор

В методе бурения с обратной циркуляцией, вместо циркуляции бурового раствора через трубу и вверх по ней, процесс обратный. Жидкость подается вниз через пространство между стенкой ствола скважины и бурильной трубой, откуда она затем закачивается вместе с шламом через полую часть трубы, а затем выходит через напорную трубу.

Особое значение имеет возможное использование легкого (почти прозрачного) бурового раствора для скважин большого диаметра, а не вязкого и тяжелого бурового раствора (как используется в обычном вращающемся буровом растворе), который иногда имеет тенденцию изолировать водоносные слои. образования. Однако для поддержания открытого ствола должно присутствовать значительное количество жидкости.

Этот метод используется для быстрого бурения скважин большого диаметра
в мягких породах, где встречается гравий.

Гравий можно выносить на поверхность через пустотелую бурильную трубу из-за чрезвычайно высокой скорости жидкости при ее всасывании всасывающим насосом.Стенки отверстия удерживаются на месте давлением жидкости на его стороны.


Звуковое бурение

Звуковое бурение — это относительно новый метод, в котором высокочастотная вибрация сочетается с вращением для продвижения бурильной штанги. Керновой цилиндр извлекается, и образец вибрирует в пластиковую гильзу или поддоны для керна. Этот метод является относительно непрерывным, и ненарушенные геологические образцы получают без использования буровых растворов или других потенциальных загрязнителей.

Этот метод лучше всего подходит для бурения рыхлых пластов,
, но его возможности по глубине несколько ограничены существующими технологиями.


Выбор метода бурения

Каждый из распространенных методов бурения имеет свои преимущества и недостатки (см. Таблицу 4.1 для руководства). Выбор метода бурения должен основываться на ожидаемых геологических условиях
и типе ствола, который будет построен.

Получите обратный звонок


от одного из наших экспертов по бурению скважин на воду

О нет…Эта форма не существует. Вернитесь на страницу управления формами и выберите другую форму.

Информация о подземных водах и образовательные ресурсы

Устойчивое управление подземными водами

Мы предлагаем специальный краткий онлайн-курс весны 2021 года в мае / начале июня 2021 года: «Введение в планы устойчивого развития подземных вод, водосборов и подземных вод». Агентства по устойчивости подземных вод в более чем 120 бассейнах подземных вод Калифорнии разрабатывают планы устойчивого развития подземных вод в соответствии с Законом об устойчивом управлении подземными водами (SGMA).Узнайте больше о подземных водах в этом подкасте NPR. Или узнайте о наших исследованиях в Frontiers of Sustainable Ground Water Management.

Узнайте о реализации SGMA (веб-трансляция) и ее письменное описание в Maven’s Notebook. Узнайте, как подземные и поверхностные воды связаны с этим веб-семинаром.

Что происходит с нашими грунтовыми водами во время засухи? Многие уроки и истории засухи 2012–2016 годов имеют отношение к продолжающейся засухе (с 2020 года по настоящее время): посмотрите эту часовую презентацию о грунтовых водах, засухе и связанных с ними аспектах, записанную в Национальной академии наук.Или 30-минутный веб-семинар по грунтовым водам (или его резюме в записной книжке Maven), в котором содержится краткое и легкое введение в грунтовые воды Калифорнии, как они работают, как они используются, как засухи влияют на уровень грунтовых вод и как управляются грунтовые воды в Калифорнии. (подготовлено Институтом водных ресурсов Калифорнийского университета в рамках серии онлайн-семинаров «Вода и засуха»). Более интересные ссылки о засухе здесь.

Вспомните прошлые новости о засухе грунтовых вод в этом материале PBS Newshour или в выпуске CBS «60 минут»; в часовой радиопередаче NPR о грунтовых водах, засухе и глобальной нехватке воды (август 2014 г.) или в этой 6-минутной передаче NPR «Здесь и сейчас» (сентябрь 2014 г.).А когда закончится засуха для грунтовых вод (2017 г.)?

На пути к устойчивому развитию подземных вод в сельском хозяйстве

Международная конференция по подземным водам в сельском хозяйстве представляет собой всеобъемлющий современный мультимедийный ресурс по вопросам качества подземных вод и управления ресурсами подземных вод в сельском хозяйстве и на взаимодействии между сельским хозяйством, городским хозяйством и окружающей средой, , который включает обзоры многих вопросов, связанных с взаимодействием подземных вод и сельского хозяйства; анализ, оценки и справочная информация по всему спектру науки, технологий, разработок политики, программ регулирования и практических методов управления; вклады из США, Канады, Европы, Азии, Африки, Австралии и Латинской Америки:

«На пути к устойчивым грунтовым водам в сельском хозяйстве —
Объединение науки и политики»

На второй международной конференции было сделано более 200 презентаций. в июне 2016 года в Сан-Франциско, Калифорния; аннотации, презентации в PowerPoint и видео презентаций будут доступны в сентябре 2016 г .; Также доступны материалы и видео с более чем 130 презентаций на первой международной конференции 2010 года.

Что мы делаем

Наша программа исследования подземных вод, обучения и разъяснительной работы в основном работает с отраслью водных ресурсов (коммунальные предприятия водоснабжения, ирригационные районы, водные районы и т. Д.), Исследовательскими, плановыми и регулирующими органами на местном, окружном, государственном и федеральном уровнях. , консультанты по сельскому хозяйству в уездных кооперативах, в сельскохозяйственной отрасли, а также с НПО, работающими в сельскохозяйственных и сельских регионах. Компоненты программы:

  1. Комплексная программа фундаментальных и прикладных исследований, в которой особое внимание уделяется региональной гидрологии подземных вод и устойчивому планированию / моделированию / оценке управления подземными водами, качеству воды, их судьбе и переносу как в вадозной зоне, так и в грунтовых водах, а также методам отбора проб и мониторинга систем подземных вод; [Публикации]
  2. Программа распространения знаний, которая обеспечивает образовательную и техническую поддержку местным, государственным и федеральным агентствам, агентствам по устойчивости грунтовых вод, ирригационным и водным округам, советникам фермерских хозяйств графств, природоохранным округам и лицам, определяющим политику в сельскохозяйственном и городском секторах штата.Ознакомьтесь с нашими справочниками по подземным водам, информационными бюллетенями, видеоблогами и нашей книгой о подземных водах и водоразделах в разделе «Публикации».
  3. Координация программ и мероприятий, связанных с подземными водами, среди преподавателей в областях, связанных с гидрологией в Калифорнийском университете в Дэвисе, с другими специалистами по распространению знаний и консультантами по хозяйствам, с федеральными, государственными и местными агентствами, водными районами, ирригационными районами, природоохранными районами, НПО и другими группами, которые занимается и занимается устойчивым управлением подземными водами.

Мы предоставляем многосторонние исследования, технические консультации, информационно-разъяснительную и образовательную поддержку для реализации Закона Калифорнии об устойчивом управлении подземными водами и нормативных программ Калифорнии по качеству подземных вод, направленных на борьбу с нитратами, соленостью и другими возникающими неточечными источниками / диффузными загрязнителями.Наша программа предлагает поддержку по всей Калифорнии, уделяя особое внимание сельским и сельскохозяйственным регионам. Мы также взаимодействуем с национальными и международными партнерами для поддержки глобальных открытий, обучения и лучшей адаптации менеджмента в этой сфере. С 2007 года программа является неотъемлемой частью кафедры управления водными ресурсами и политики Роберта М. Хагана.

В 2007 году наша программа получила Премию Кевина Дж. Низа, присуждаемую Калифорнийской ассоциацией ресурсов подземных вод как лучший проект года в области подземных вод.Награда была присуждена в знак признания усилий нашей программы по лучшему пониманию вопросов качества подземных вод, связанных с молочной деятельностью, и нашего участия в улучшении практики управления на молочных предприятиях.

Миссия Программы расширения сотрудничества UC по подземным водам

«Миссия программы UCCE по гидрологии подземных вод — предоставить образовательную и научную / техническую поддержку по текущим и возникающим ресурсам подземных вод и вопросам качества подземных вод в сельских районах Калифорнии.»

8 пунктов по выбору буровой установки для бурения водяных скважин

Общие требования к установке для бурения водяных скважин: простая конфигурация, меньшее энергопотребление, простое управление, более подвижная, многофункциональная, компактные. В реальных условиях выбор буровой установки должен основываться на пласте, диаметре и глубине ствола скважины, а также на методе бурения

1. Цена

  • Цена машины является ключевым фактором для выбора подходящей буровой установки. это единовременное вложение.Цена на станок увеличивалась вместе с увеличением диаметра и глубины отверстия.
  • С точки зрения метода бурения, буровая установка DTH дороже, чем установка для бурения керна, а цена гидравлической буровой установки выше, чем буровая установка с вертикальным валом, которая является более механической буровой установкой
  • С точки зрения мобильности буровые установки на грузовике стоят дороже, чем буровые установки на гусеничном ходу.

2. Эксплуатационные расходы

  • Эксплуатационные расходы существенно влияют на прибыль, которую люди могут получить во время бурения.Чистая прибыль — это деньги, которые бурильщик получает от пользователя скважины от бурения скважин на воду за вычетом эксплуатационных расходов.
  • Эксплуатационные расходы включают заработную плату людей, стоимость обсадных труб, бурового раствора и топлива, а также стоимость обслуживания буровой установки.
  • С точки зрения типа бурового станка, буровая установка Down The Hole (DTH) имеет более высокие эксплуатационные расходы, чем установка для роторного бурения, работающая с буровым насосом. Потому что для буровой установки DTH необходим воздушный компрессор, а расход масла в ней намного выше.Вертикальная буровая установка (с механическим приводом) более экономична по сравнению с гидравлической буровой установкой.

3. Эффективность бурения

  • Эффективность бурения зависит от пласта, навыков / опыта оператора, типа бурового станка и метода бурения.
  • В горных породах наиболее эффективным способом является использование буровой установки, работающей в паре с воздушным компрессором.
  • Для почвы, глины и песка лучше всего использовать буровую установку с буровым насосом.
  • Для булыжника наиболее подходящим методом бурения является система с обратной циркуляцией. Просто нужно добавить набор буровых инструментов с обратной циркуляцией к существующему сверлильному станку.

4. Метод сверления

  • С точки зрения принципа работы сверлильного станка, в основном существует 3 метода сверления:
    • Вниз Метод сверления отверстий, который должен работать с воздушным компрессором. Это отличный метод для горных пород.
    • Роторное бурение с буровым насосом, это более экономичный способ бурения и очень хорошо подходит для грунта, песка и глинистого пласта, для горных пород скорость его бурения будет ниже по сравнению с бурением с погружным пневмоударником.
    • Шнековое бурение, не требует воздушного компрессора и бурового насоса во время бурения. Но это может только бурить почву, глину и песок.
  • С точки зрения процесса бурения у нас есть 2 метода бурения:
    • Бурение с прямой циркуляцией, при котором буровой раствор (воздух или раствор) проходит через буровую штангу и забирает шлам через пространство между внешней стороной буровой штанги и стенкой буровой штанги. отверстие.
    • Бурение с обратной циркуляцией, требуется бурильная труба с двойными стенками. Буровой раствор проходит через пространство между внутренней стенкой внешней трубы и внешней стенкой внутренней трубы.Для булыжника и песка, геологического строения почвы это наиболее эффективный метод бурения.

5. Послепродажное обслуживание

  • Дополнительное обслуживание — еще один ключевой момент при выборе буровой установки. Во время буровых работ на буровой установке будут возникать проблемы, такие как поломка компонентов, неправильная работа буровой установки. Все это требует своевременного и профессионального руководства от производителя буровой установки. В противном случае это повлияет на бизнес пользователя буровой установки

6.Наличие запасных частей

  • При покупке бурового станка необходимо учитывать наличие запасных частей. Это часть эксплуатационных расходов. Если запчасти получить нелегко, это означает, что вам придется заплатить больше, чтобы получить их, и это будет стоить больше времени. Все это определенно повлияет на прибыль бурового бизнеса.

7. Безопасность

  • Безопасность — это первое, что нужно при выборе буровой установки, включая безопасность оператора, обслуживающего персонала, а также людей вокруг буровой установки как во время бурения, так и в пути.
  • Следовательно, предохранитель, аварийный останов, пылесборник необходимы для защиты людей от смерти или травм.

8. Охрана окружающей среды

  • В настоящее время все страны поднимают охрану окружающей среды на более высокий уровень, поэтому при выборе буровой установки необходимо учитывать уровень выбросов двигателя и уровень шума.
  • Покупатель должен указать стандартный код страны или региона, в котором будет использоваться буровая установка.

Выше приведены лишь некоторые базовые знания при выборе буровой установки.Это может быть руководством для начинающих бизнес, когда они планируют купить буровую установку.

Еще статьи:

2019-06-06

Роторное бурение — обзор

5.2.2 Бурение с верхним приводом

Сверление с верхним приводом заменяет метод вращения Келли, используемый в обычном роторном бурении. Использование гидравлических или электрических двигателей, подвешенных над бурильной трубой, позволяет верхним приводам непрерывно вращаться и качать во время бурения или во время извлечения бурильной трубы из скважины.

Буровые системы с верхним приводом — один из самых значительных достижений в области морского бурения.До 1982 года бурильная колонна перемещалась и вращалась с помощью келли-шарнира и поворотного стола. Бурение и подключение к морским буровым установкам практически не изменились в течение многих лет. Затем разработка верхнего привода, который вращает бурильную трубу напрямую и направляется вниз по рельсам в буровой вышке, заменила необходимость в келли-сочленении для вращения бурильной колонны. Он выполняет обычные требования по подъему, такие как спуск и спуск обсадной колонны. Это также добавило возможности для бурения с тройным, циркуляционным и вращающимся во время спуско-подъема, а также для обратного развертывания и / или освобождения прихваченной трубы.

Сверление с верхним приводом обеспечивает более безопасную операцию сверления за счет снижения опасностей, связанных с ротационными ключами и вращающейся цепью. Кроме того, в устройствах для перемещения труб используются гидравлические рычаги для перемещения бурильных труб и утяжеленных бурильных труб к и от V-образной двери и защитной доски, тем самым уменьшая объем трудоемкой работы и повышая безопасность при обращении с трубами. Автоматические трубные элеваторы с приводом от бурильщика исключают аварии, вызванные ручным управлением буровыми бригадами при бурении с нарушением баланса. Возможность управления скважиной значительно улучшена благодаря возможности ввинчивания в колонну в любой точке буровой вышки для циркуляции бурового раствора.Келли-клапан с дистанционным управлением снижает утечку бурового раствора при обратном расширении или отламывании после циркуляции над полом буровой.

Самая важная особенность верхнего привода — способность непрерывно вращаться и перекачивать при расширении скважины или выходе из нее. Непрерывное вращение означает существенное снижение трения при извлечении колонны из наклонно-направленных или горизонтальных скважин или спуске обратно в них. Кроме того, уменьшается повреждение коллектора из-за меньшего использования и последующего попадания частиц геля / глины в продуктивный пласт.

Однако система верхнего привода предлагает множество других преимуществ, каждое из которых способствует повышению производительности буровой установки и повышению окупаемости инвестиций в скважину. Например, верхние приводы сокращают случаи прихвата трубы.

Исторически сложилось так, что время от времени заклинивание бурильной колонны в стволе скважины не считалось необычным, а вероятность заклинивания трубы возрастает с увеличением глубины ствола и конкретного пласта, через который проходит бурение. Независимо от глубины или типа пласта, бурение с использованием верхнего привода резко снижает вероятность прихвата трубы.Бурение с 30-метровой трубой за один раз дает больше времени для кондиционирования ствола скважины и вывода твердых частиц на поверхность. Кроме того, из-за меньшего количества подключений насосы останавливаются реже. Это приводит к меньшему времени циркуляции, необходимому для достижения равномерного распределения нагрузки кольцевого шлама. Все эти факторы помогают сверлу и струне свободно вращаться и предотвращают заедание.

Помимо прихвата трубы, который ранее мог произойти во время бурения, бурильные колонны могут также встречаться в узких местах при спуске в скважину или выходе из нее.Если во время поездки на обычной буровой установке встречается узкое место, серьезным усилием становится поднять ведущую лебедку и начать циркуляцию и вращение трубы через проблемную зону. Однако при спуске с буровой установки, оснащенной верхним приводом, вращение и циркуляция могут быть достигнуты в любой момент за считанные секунды. Бурильщику просто нужно установить клинья, опустить верхний привод, чтобы зацепить ведущую штангу, выполнить соединение с трубным манипулятором верхнего привода и начать циркуляцию. Эта функция дает бурильщику дополнительное преимущество, заключающееся в возможности при необходимости развернуть обратно на . целые секции ствола скважины могут быть развернуты на без значительного влияния на время спуско-подъема. В результате получается кондиционированная и чистая скважина, обеспечивающая успешный спуск обсадной колонны.

Возможность быстрого и простого подключения к бурильной колонне во время спусков обеспечивает преимущества, выходящие за рамки простого предотвращения прихвата трубы. Например, рассмотрим ситуацию, когда во время поездки встречается удар ногой. На келли-буровой установке у экипажа мало средств, и ей будет очень трудно сдерживать утечку жидкости из скважины без принятия решительных мер.В случае, когда верхний привод сталкивается с такой же ситуацией, можно установить клинья и сразу подключить верхний привод, таким образом сдерживая и контролируя скважину в течение нескольких секунд после обнаружения выброса. Такое быстрое реагирование на выброс скважины повысило безопасность пола буровой и помогло защитить буровой персонал от возможных травм.

Другие аспекты бурения с верхним приводом привели к повышению осведомленности о безопасности на всей площадке буровой. При бурении с помощью келли поворотный стол и втулка келли быстро вращаются на полу буровой, в то время как бригада находится в непосредственной близости.Поскольку верхние приводы устраняют необходимость в приводном механизме ведущей трубы, а поворотный стол не используется для вращения трубы, единственное, что вращается на буровой площадке, — это гладкая бурильная труба. Кроме того, поскольку верхний привод устраняет два из трех буровых соединений, буровая бригада меньше подвержена возможным травмам; меньшее воздействие возможных травм приводит к меньшему количеству травм.

Хотя улучшение времени бурения и безопасности бригады хорошо задокументировано, и эти особенности могут принести пользу любой буровой установке, некоторые аспекты бурения с верхним приводом позволили значительно улучшить добычу нефти и газа из пластов.Повышенная добыча сырой нефти и природного газа была достигнута за счет сочетания программ расширенного и горизонтального бурения. Скважины с увеличенным вылетом или сильно наклоненные скважины увеличивают горизонтальную площадь пласта, который может быть вскрыт из заданного места. Горизонтальное заканчивание позволяет значительно увеличить конечную добычу из данного коллектора. Обе эти ситуации предлагают огромный финансовый стимул с точки зрения оператора, и обе эти ситуации могут быть достигнуты только при использовании системы бурения с верхним приводом.

В случае, когда геологические, географические или экономические факторы ограничивают размещение мест бурения, может быть полезно отклонить пробуренные скважины от данного места, чтобы получить доступ к определенным участкам коллектора. Это достигается за счет сверления под углами от 70 ° до 90 ° от вертикали для увеличения измеренной глубины. При бурении с верхним приводом и с учетом других параметров, таких как состав бурового раствора, в настоящее время считается обычным делом увеличивать горизонтальный охват до нескольких миль.

Фактически, продуктивность обычной скважины пропорциональна произведению проницаемости и толщины. Низкая продуктивность является результатом низких значений проницаемости или толщины пласта (или того и другого). Это можно компенсировать в горизонтальных скважинах, где длина горизонтального участка не задана природой, а выбрана. Произведение проницаемости на длину в горизонтальных скважинах играет роль, аналогичную произведению проницаемости на толщину в обычных скважинах. Кроме того, для увеличения продуктивности было показано, что горизонтальные скважины увеличивают продуктивность, снижают тенденцию к образованию конуса и улучшают извлечение с помощью различных механизмов (Sherrard et al., 1987; Вилкерсон и др., 1988; Уилсон и Уиллис, 1986).

Длинные стволы скважин позволяют увеличить интервалы отработки и, следовательно, увеличить дебиты. В коллекторах, расположенных над водоносным горизонтом или расположенных под газовой шапкой, увеличенное расстояние от контактов с флюидами может улучшить дебиты без образования конуса. Кроме того, большая длина ствола скважины служит для уменьшения депрессии при заданном дебите и, таким образом, дополнительно снижает тенденцию к образованию конусов. Коллекторы с трещинами также могут выиграть от горизонтальных скважин.Длинные стволы скважин, вероятно, будут пересекать больше трещин и, следовательно, улучшат как дебит, так и конечный выход. Кроме того, применение горизонтальных скважин на ранней стадии проекта может позволить разработку с меньшим количеством скважин из-за большей площади дренирования каждой скважины. На некоторых месторождениях преимущества горизонтального бурения могут позволить разработку там, где традиционные методы были бы неэкономичными.

В настоящее время в большинстве морских буровых установок используются верхние приводы — гидравлические или электрические двигатели, подвешенные над бурильной колонной.В некоторых ситуациях долото можно повернуть с помощью забойного двигателя, гидравлического привода в стволе скважины, который устанавливается над долотом в нижней части бурильной колонны. Он получает энергию от потока бурового раствора. Этот метод часто используется для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин, которые важны для морских операций. Направленное бурение позволяет пробурить несколько скважин с одного места. Горизонтальные скважины могут проходить через длинный участок горной породы, обеспечивая лучший контакт с пластом.Это сокращает время, необходимое для извлечения сырой нефти или природного газа из пласта, и в некоторых случаях увеличивает общее количество продукта, которое может быть извлечено. По мере совершенствования технологий и методов бурения доступ скважин к продуктивным пластам продолжает увеличиваться.

Обзор технологий вертикального и наклонно-направленного бурения для разведки и разработки глубоких залежей нефти

Разработка методов направленного бурения

Первое поколение направленных методов

Первое поколение наклонно-направленных технологий является результатом начального наклонно-направленного бурения.Существует два вида метода направленности (Inglis 1987; Short 1993; Chen 2011; Han 2011):

  1. 1.

    Пассивно-направленное бурение: траектория скважины определяется законом естественного отклонения пластов, изгиб бурильной колонны и буровое долото также могут влиять на траекторию скважины, но траекторию скважины нельзя точно контролировать.

  2. 2.

    Активное наклонно-направленное бурение: для активного управления траекторией скважины по предполагаемой траектории используются специальные устройства, инструменты и технологические мероприятия, суть активного наклонно-направленного бурения — изменение отклонения оси инструмента от оси скважины искусственным способом. В течение этого периода для бурения наклонно-направленных скважин использовались обычная компоновка низа бурильной колонны (КНБК) и клин-отклонитель.

    1. (я)

      Обычная КНБК: обычная КНБК с мультистабилизатором может использоваться для управления углом отклонения ствола скважины на основе принципа рычага или маятникового эффекта, это начальный и активный метод направленности.В соответствии с функцией КНБК может быть классифицирована как КНБК с наклоном, понижением угла, удержанием угла или жесткой КНБК. Этот метод полезен для очистки ствола скважины, уменьшения сопротивления бурильной колонны, уменьшения угла излома и экономии затрат на бурение. Но нет возможности контролировать азимут скважины.

    2. (ii)

      Отклоняющий клин / отклоняющий клин: первым инструментом для отклонения скважины должен быть дефлектор, также называемый клином-отклонителем, это специализированный инструмент, который используется для отклонения бурового долота от оси скважины и направления в требуемом направлении.Таким образом, перед спуском в скважину выполняется направленный процесс. Для управления азимутом можно использовать клин-отклонитель, он преодолевает недостаток традиционной КНБК. Однако у этого метода много недостатков: многократные и повторяющиеся отключения, отказ от отклонения, потеря времени и средств, сложные операции и низкая точность управления. При изменении азимута скважины грань инструмента фиксируется, что также называется режимом фиксированной грани инструмента. Чтобы продолжить изменение азимута скважины, торцовая поверхность инструмента должна регулироваться прерывисто, это означает, что новое отверстие и исходное отверстие существуют в сужающейся плоскости, поэтому это можно назвать режимом настройки азимута на сужающейся плоскости.В некоторых специализированных ситуациях этот метод по-прежнему работает эффективно, например, зарезка бокового ствола, зарезка бокового ствола — это процедура отклонения исходного ствола в точке над дном и бурение нового ствола в другом направлении, это может быть выполнено как в открытом, так и в обсаженном стволе. Обычно используется для обхода рыбы или бурения к другому объекту, расположенному вдали от исходного ствола скважины. Кроме того, при бурении сверхглубокой скважины с высокой температурой, которая приводит к отказу ВЗД и не работает, этот метод может быть эффективным методом замены.

Второе поколение направленных методов

Второе поколение направленных методов является результатом изобретения и развития инструментов. В этот период типичной особенностью является изобретение забойного двигателя и метода контроля.

  1. 1.

    Забойный двигатель обычно включает поршневой двигатель (PDM), турбобур и электродрель (Short 1993; Chen 2011; Han 2011).ВДП и турбобур используют давление и объем циркулирующего бурового раствора для вращения долота, но электродрель использует электрическую энергию для вращения долота. Это в сочетании с другими инструментами (гибочная штанга, гибочное соединение, эксцентриковое соединение или аналогичные инструменты) обеспечивает эффективный метод изменения направления ствола скважины.

  2. 2.

    Метод мониторинга включает инклинометр с плавиковой кислотой и фотографический инклинометр (Short 1993; Chen 2011).Для достижения цели регулировки азимута ключом является фиксация всей бурильной колонны и позволяет забойному двигателю вращать долото, это означает, что поверхность инструмента фиксируется во время процесса регулировки, ее можно назвать фиксированной буровой головкой. струнный режим. Лицевую часть инструмента можно регулировать непрерывно, это означает, что новое отверстие и исходное отверстие существуют в плоскости сужения, поэтому этот режим также можно назвать режимом настройки азимута в плоскости сужения. Однако по сравнению с первым поколением траектория становится более плавной и точной.Между тем, буровые инструменты с ВЗД и турбо-бурильными инструментами также можно использовать как для скользящего, так и для вращательного бурения, вращательное бурение с ВЗД также называется композитным бурением, оно широко используется для повышения скорости проходки (ROP) как в направленном, так и в вертикальном направлении. колодцы.

Кроме того, в этот период появляется еще один вид направленного метода, который называется струйным или подталкиванием. Это процедура отклонения ствола скважины без использования обычных направляющих узлов.Он наиболее эффективен в более мягких породах и для создания углов при низкой скорости наращивания. Это умеренно эффективный метод наклонно-направленного бурения при благоприятных условиях, но не имеет широкого применения. Максимальное нарастание угла составляет около 0,5–1,5 ° / 100 футов в скважинах с малыми углами сноса. Это дает длинный, гладкий, изогнутый участок с полунормальным сверлением. Процедура используется для постепенного отделения группы лунок друг от друга. Он также используется для перемещения точки зарезки в направлении цели и уменьшения угла, необходимого при более позднем наклонно-направленном бурении.

Третье поколение направленных методов

Третье поколение направленных методов является результатом передовых методов или инструментов мониторинга. В течение этого периода типичной особенностью является появление измерений во время бурения (MWD), которые улучшают измеряемую и контролируемую точность, направленные операции могут выполняться во время бурения (Chen 2011; Han 2011). Кроме того, из-за того, что изначально инструмент ВЗД был прямым, для повышения эффективности направленного бурения инструменты ВЗМ были разработаны с изгибающимся корпусом, например, прямой ВЗД, ВЗД с одним изгибом, ВЗД с двойным изгибом и т. Д.Одной из популярных разновидностей двигателя является PDM с одним изгибом, изгиб которого расположен около нижнего конца. Этот метод относится к режиму фиксированной грани инструмента, грань инструмента можно регулировать непрерывно, это означает, что новое отверстие и исходное отверстие существуют в конической плоскости, поэтому этот режим также можно назвать режимом регулировки азимута на поверхности цилиндра. Благодаря усовершенствованию методов и инструментов мониторинга, работа с направлением значительно упростилась. До сих пор третье поколение по-прежнему является основным методом наклонно-направленного и горизонтального бурения.

Четвертое поколение направленных методов

Четвертое поколение направленных методов является результатом автоматизации бурения, типичной особенностью которых является изобретение роторной управляемой буровой системы (RSDS) (Chen 2011; Han 2011). Из-за того, что забой инструмента необходимо регулировать искусственно, бурильную колонну необходимо фиксировать при наклонно-направленном бурении, то есть так называемом скользящем бурении. Поскольку сопротивление бурильной колонны всегда противоположно направлению движения, что приводит к увеличению сопротивления бурильной колонны и плохо влияет на эффективность бурения, очистку ствола, качество ствола и т. Д.Таким образом, для повышения эффективности бурения и контролируемой точности, а также уменьшения сопротивления бурильной колонны, RSDS был впервые разработан компанией Schlumberger в 1999 году. RSDS позволяет нам планировать стволы скважин сложной геометрии, включая наклонно-направленные, горизонтальные и скважины с большим отходом от вертикали. Это позволяет непрерывно вращать бурильную колонну при управлении скважиной и устраняет проблемный режим скольжения обычных управляемых двигателей. В настоящее время отрасль классифицирует RSDS на две группы: более распространенные системы «контроля изгиба» и менее зрелые системы «контроля отклонений» (Даунтон и др.2000).

  1. 1.

    Системы «контроля отклонения» разработаны на основе традиционной КНБК, стабилизатор с переменным диаметром (DVS) используется для контроля отклонения скважины.

  2. 2.

    Системы «контроля изгиба» также являются обычным RSDS, в отрасли системы «контроля изгиба» подразделяются на два типа: наиболее распространенные системы «толкни бит», включая систему PowerDrive и систему AutoTrak, и менее зрелые « наведи бит », включая систему Geo-Pilot и систему CDAL.

Развитие и особенности направленных методов можно резюмировать в таблице 2. Ясно обнаружено, что точность определения направления и качество ствола скважины улучшаются с развитием направленных методов.

Таблица 2 Развитие направленных методов (по Хань 2011)

Инструмент для направленного бурения

Большая часть скважинного оборудования для наклонно-направленного и горизонтального бурения обычно совпадает с вертикальным бурением, например бурильная труба, тяжелая труба, компрессионная труба, утяжеленная бурильная труба, спиральная бурильная труба с канавками, заменяющий переводник, сверло с короткой пони воротник, стабилизаторы и тд.Очевидно, что без усовершенствованных инструментов для наклонно-направленного бурения может быть физически невозможно бурение данной скважины, скважина может быть пробурена в неоптимальном месте или может быть более дорогостоящим или рискованным. Развитие техники направленного действия обеспечивается передовыми инструментами направленного действия. Согласно истории развития методов направленного бурения, основные инструменты направленного действия можно резюмировать следующим образом: дефлектор, забойный двигатель, RSDS и система вертикального бурения.

Инструменты для отклонения

Инструменты для отклонения можно определить как клиновидный стальной инструмент, имеющий сужающуюся вогнутую канавку вниз с одной стороны для направления долота-отклонителя в стенку отверстия.Доступны два типа отклонителей (Inglis 1987; Short 1993; Chen 2011):

Съемный отклонитель

Съемный отклонитель может использоваться для инициирования отклонения в открытом стволе или выравнивания искривленных вертикальных скважин (Inglis 1987) . Как показано на рис. 4а, клин-отклонитель состоит из стального клина с долотом на дне для предотвращения движения после начала бурения. Коническая вогнутая часть имеет твердое покрытие для уменьшения износа. Вверху клина-отклонителя находится хомут, который используется для извлечения инструмента после пробуривания первой секции ствола скважины.К бурильной колонне клин-отклонитель крепится с помощью срезного пальца. Спустившись в скважину, бурильную колонну поворачивают до тех пор, пока режущая кромка клина-отклонителя не будет правильно установлена. Путем приложения веса с поверхности острие долота прочно устанавливается в пласт или цементную пробку. Стопорный штифт срезан, и можно начинать сверление. Пилотное отверстие малого диаметра пробурено на глубину примерно 15 футов ниже носка клина-отклонителя. После того, как это отверстие будет обследовано, долото и отклонитель отключаются.Затем запускают открывалку, чтобы развернуть отверстие до полного размера. После запуска отклоненного участка ствола скважины можно запустить роторную сборку здания для продолжения зарезки бокового ствола.

Рис. 4

Принципиальная схема съемного и постоянного отклонителя. a Съемный отклонитель (Inglis 1987) и b Постоянный отклонитель (короткий 1993)

Постоянный клин-отклонитель

Постоянный клин-отклонитель в основном используется в обсаженном стволе для зарезки бокового ствола вокруг рыбы или обхода обрушенной обсадной колонны (Inglis 1987).Как показано на рис. 4b, обсадная колонна с заглушкой устанавливается в точке зарезки, чтобы обеспечить основу для клина-отклонителя. На клин-отклонитель работает фреза, которая прорезает «окно» в обсадной колонне. После установки клина-отклонителя в нужном направлении и срезания стопорного штифта начинается операция фрезерования. После того, как окно вырезано, мельница вынимается из отверстия и запускается пилотное долото малого диаметра. Впоследствии пилотное отверстие расширяется до полного размера. Следующим шагом является запуск ротационной сборки здания для продолжения зарезки бокового ствола.

Забойный двигатель

Наиболее распространенный в настоящее время метод отклонения скважины включает запуск забойного двигателя, включая ВЗД и турбобур, для приведения в движение долота без вращения всей бурильной колонны. Отклонение обеспечивается специальным переводником, размещенным над двигателем для создания боковой силы на долоте.

Инструменты PDM

Инструменты PDM чаще используются при наклонно-направленном и горизонтальном бурении. В 1940-х годах компания Smith создала первый PDM-инструмент. В 1950-х годах начали появляться коммерческие инструменты PDM, которые применялись в наклонно-направленном бурении.Благодаря успешному применению в наклонно-направленном и горизонтальном бурении, инструмент ВЗД находит все более широкое применение. В 1970-х годах PDM могли производить различные компании, такие как Dyna Drill, Navi Drill, Baker Drill, Christensen and Smith.

PDM состоит из нескольких компонентов, как показано на рис. 5, включая клапан сброса давления, моторную секцию, универсальный шарнир и подшипниковый узел. Клапан сброса устанавливается на верхнем конце двигателя, карданный вал установлен на нижнем конце двигателя, а подшипниковый узел подсоединяется к нижнему концу карданного шарнира.Основная функция клапана сброса давления — предотвращение вращения двигателя во время забегания в отверстие или вытягивания из него. Секция двигателя состоит из статора и ротора: статор представляет собой формованную резиновую втулку, которая образует спиральный проход для размещения ротора, а резиновая втулка прикреплена к стальному корпусу двигателя; в то время как ротор представляет собой стальной вал, имеющий форму спирали или спирали (Inglis 1987). Когда ротор и статор собраны, геометрическая разница между ними образует серию полостей.Когда буровой раствор прокачивается через двигатель, он ищет путь между ротором и статором. При этом грязь смещает вал, заставляя его вращаться по часовой стрелке, пока грязь продолжает течь через проходы. Таким образом, функция моторной секции заключается в обеспечении мощности для вращения, а буровой раствор может быть либо газом, либо жидкостью. Универсальный шарнир соединен с ротором и вращается внутри подшипникового узла, который затем передается на долото. Подшипниковый узел, вероятно, является наиболее важным компонентом, поскольку срок службы PDM обычно определяется долговечностью подшипников.Подшипниковый узел выполняет две функции: передает осевые нагрузки на буровое долото и поддерживает центральное положение приводного вала для обеспечения плавного вращения (Inglis 1987; Short 1993).

Рис. 5

Принципиальная схема типичного инструмента PDM

В настоящее время инструменты PDM доступны в широком диапазоне диаметров около 2–11 дюймов, наиболее распространенный размер — 6–3 / 4 дюйма для ствола скважины 8–1 / 2 дюйма. Количество лепестков является очень важным аспектом двигателя, увеличение числа лепестков увеличивает скорость и снижает крутящий момент для данного размера, поэтому обычные двигатели используют один ротор и два лепестка для высокого крутящего момента.Инструменты PDM также имеют широкий диапазон скоростей около 100–800 об / мин, наиболее распространенные рабочие скорости варьируются в пределах 150–300 об / мин из-за наличия большого количества доступных сверл. Кроме того, материал статора также является критическим фактором для инструментов PDM, различные резиновые и эластомерные материалы были испытаны и испытаны. Но большинство эластомерных компонентов чувствительны к высоким температурам, и на них также влияют буровые растворы на масляной основе, которые вызывают набухание (Inglis 1987; Short 1993). Благодаря улучшенным эластомерным компаундам инструменты PDM могут выдерживать температуры примерно до 200 ° C.

Турбобур

Турбобур также может использоваться как для вертикальных, так и для наклонно-направленных скважин. В 1873 году в Чикаго был запатентован одноступенчатый турбобур, но фактического использования не было. Вплоть до 1920-х годов исследования и разработки турбобура снова возродились в США и Советском Союзе. В 1940-х годах в Советском Союзе были произведены дальнейшие разработки турбобура, и большинство нефтяных и газовых скважин в СССР было пробурено с использованием турбобуров.

Турбобур состоит из ряда роторов и статоров, как показано на рис.6, роторы представляют собой лопасти, которые установлены на вертикальном валу, а статоры прикреплены к корпусу турбобура (Inglis 1987 ; Short 1993). Каждая пара ротор – статор называется «ступенью». Падение давления бурового раствора на каждой ступени должно быть постоянным. Каждая ступень также может вносить равную долю от общего крутящего момента и общей мощности. Количество ступеней зависит от требований и может варьироваться от 1 до 250 ступеней.Турбобуры обычно работают с более высокими частотами вращения, чем ВЗД в диапазоне 2000 об / мин, что делает выбор долота более ограниченным, чем ВЗД. Пропитанные биты более распространены из-за высокой скорости вращения. Турбосверла также доступны в различных размерах, но минимальный размер составляет около 2–7 / 8 ″ в диаметре, а максимальный — около 9 ″, поэтому их нельзя использовать в отверстиях малого диаметра из-за их сложной конструкции.

Рис.6

Принципиальная схема типовой турбобура

Турбобура

также может работать с коническим долотом и долотом PDC для бурения вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных, скважин с увеличенным вылетом и разветвленных скважин.Для выполнения наклонно-направленного бурения турбобура должна работать с гнутым переводником или гнутым корпусом нового типа. К недостаткам относятся высокие скорости вращения, низкий крутящий момент, короткий срок службы подшипников, слишком много быстроизнашиваемых деталей и короткий срок службы долота. Чтобы преодолеть эти недостатки обычных турбо-сверл, было разработано множество специальных турбо-буров, таких как турбомотор с низкой скоростью и высоким крутящим моментом, турбо-бур с редуктором, турбо-бур со спиральным корпусом, и другие новые турбобуры.В настоящее время турбобур в основном применяется для бурения скважин с большим отходом от вертикали и повышения скорости проходки. Кроме того, из-за воздействия высокой температуры возникает дефект при геотермальном бурении с использованием инструментов PDM, полость с резиновым покрытием не может работать в условиях высоких температур. Возможно, для решения этой проблемы удастся использовать турбобур, ведь высокотемпературные рекорды турбобура достигли 260 ° C.

Ориентирующий переводник и изогнутый переводник

Ориентирующий переводник представляет собой короткую утяжеленную буровую трубу длиной 2 фута, мулесный башмак и ключ предназначены для помощи при исследовании ориентации изогнутого переводника.Изогнутый переводник также представляет собой короткую утяжеленную бурильную трубу длиной 2 фута, ось нижнего соединения немного отклонена от вертикали, угол смещения может варьироваться от 0,5 ° до 3 °. Изогнутый переводник заставляет долото и забойный двигатель бурить в заданном направлении, которое зависит от торца инструмента, в результате чего величина отклонения зависит от жесткости забойного двигателя, угла смещения изогнутого переводника и твердость образования.

Типичный отклоняющий узел показан на рис.7, изогнутый переводник устанавливается на верхнем конце забойного двигателя (PDM или турбобура), а ориентирующий переводник устанавливается на верхнем конце изогнутого переводника для измерения ориентации изогнутого переводника. Ключ «мулеш» переводника ориентации совмещен с линией разметки, так что, когда геодезический инструмент установлен, он будет определять направление торца инструмента (Inglis, 1987). После спуска КНБК до дна ориентацию изогнутого переводника можно измерить с помощью геодезических инструментов в немагнитной манжете, которая установлена ​​над изогнутым переводником.При наклонно-направленном бурении без вращения бурильной колонны буровой раствор прокачивается через бурильную колонну для приведения в действие приводного двигателя и привода долота, что заставляет долото бурить в заданном направлении.

Рис.7

Принципиальная схема изогнутого переводника и отклоняющего узла

Для некоторых особых причин, таких как отклонение через окно в обсадной колонне, улучшение управляемости, повышение эффективности работы и т. Д., Были разработаны забойные двигатели с изогнутым корпусом, что позволяет выполнять направленные операции без ориентации и изгиба. суб.Изогнутый корпус может быть установлен внутри самого двигателя, как показано на рис. 8. Изогнутый корпус — это специальное устройство, которое помещается между статором и подшипниковым узлом для обеспечения небольшого изгиба на 0–3 ° с примерно шестью приращениями по длине. отклонение на градус изгиба, а изогнутый корпус может быть установлен как на верхнем, так и на нижнем конце забойного двигателя. Обычно изогнутый корпус устанавливается на нижнем конце забойного двигателя для достижения высокой отклоняющей способности. В реальной разработке наклонно-направленного бурения как ВЗД с изогнутым переводником, так и корпусом все еще чаще используются при наклонно-направленном и горизонтальном бурении.Существует также много типов ВЗД, как показано на рис. 8.

Рис. 8

Принципиальная схема типов ВЗД с гнутым корпусом. a Обычная прямая PDM, b PDM с одним изогнутым корпусом, c PDM с регулируемой зарезкой (AKO), d PDM с двойной зарезкой (DKO), e с двойным наклоном универсальный (DTU) PDM и f сборка с фиксированным углом (FAB) PDM

Забойные двигатели также могут использоваться как при скользящем, так и при вращательном бурении, вращательное бурение с забойными двигателями также называется комбинированным бурением или вращательным бурением.Использование забойных двигателей во многом зависит от финансовой эффективности. При вертикальном бурении забойные двигатели могут использоваться исключительно для увеличения скорости проходки или для минимизации эрозии и износа бурильной колонны, поскольку бурильную колонну не нужно вращать с такой скоростью. Большинство забойных двигателей используются в наклонно-направленных, включая наклонно-направленные скважины, горизонтальные скважины, скважины с большим отходом от вертикали, скважины с разветвлением. Хотя для направления долота в желаемую целевую зону также могут использоваться другие методы, они требуют больше времени, что увеличивает стоимость строительства скважины.Во время направленной работы применяется скользящий режим бурения, чтобы направлять долото в желаемом направлении; в то время как режим композитного бурения или роторного бурения может быть использован для решения проблем бурения, таких как высокий риск прихвата трубы, высокое сопротивление, плохая очистка ствола, низкая скорость проходки, высокая стоимость и т. д.

Роторная управляемая буровая система (RSDS )

Использование RSDS может помочь в оптимизации наклонно-направленного бурения. Благодаря полному вращению бурильной колонны можно уменьшить сопротивление из-за скольжения бурильной колонны, повысить эффективность передачи нагрузки на долото (WOB), тем самым снизить риск прихвата, улучшить скорость проходки и достичь превосходной очистки ствола скважины, как показано на рис.9. Таким образом, RSDS позволяет использовать меньше времени для бурения до цели, улучшая управление траекторией в трех измерениях и пробурив более плавную траекторию скважины, что делает более сложные скважины также могут быть пробурены с использованием инструментов RSDS. Инструмент RSDS может быть установлен на поверхности и предварительно запрограммирован в соответствии с ожидаемой траекторией скважины. Когда команды необходимо изменить, последовательность импульсов в буровом растворе передает новые команды в забой скважины (Даунтон и др., 2000; Хелмс, 2008; Ву, 2012). Характеристики рулевого управления системы RSDS можно контролировать с помощью инструментов MWD, а также датчиков в блоке управления; эта информация передается на поверхность системой связи MWD (Даунтон и др.2000). Промышленность классифицирует RSDS на две группы: более распространенные системы «контроля изгиба» и менее зрелые системы «контроля отклонений». Мы представим три типичных типа RSDS, включая систему «push-the-bit», систему «point-the-bit» и гибридную систему.

Рис. 9

Преимущества ОСБД (по Даунтону и др. 2000 г.)

Система «толкни долото»

Система «толкни долото» использует принцип приложения боковой силы к долоту, прижимая его к стенке ствола скважины для достижения желаемой траектории (Mitchell 2006).Типичные системы «толкни бит» включают систему Schlumberger PowerDrive и систему Baker Hughes AutoTrak, система PowerDrive рассматривается как типичный пример, объясняющий принцип работы систем «толкни бит». Как показано на рис. 10, система PowerDrive механически несложна и компактна, она состоит из блока смещения и блока управления, который увеличивает длину КНБК всего на 12–1 / 2 футов (Даунтон и др., 2000). Узел смещения, расположенный непосредственно за долотом, прикладывает усилие к долоту в контролируемом направлении, в то время как вся бурильная колонна вращается.Блок управления, который находится за блоком смещения, содержит электронику с автономным питанием, датчики и механизм управления для обеспечения средней величины и направления боковых нагрузок долота, необходимых для достижения желаемой траектории (Wu 2012). Блок смещения имеет три внешних шарнирных опоры, которые активируются регулируемым потоком бурового раствора через клапан; клапан использует разницу в давлении бурового раствора между внутренней и внешней частью смещения (Al-Yami et al. 2008). Трехходовой поворотный дисковый клапан приводит в действие подушки, последовательно направляя грязь в поршневую камеру каждой подушки, когда она вращается для совмещения с желаемой точкой толкания — точкой, противоположной желаемой траектории — в скважине (Даунтон и др.2000).

Рис.10

Система Schlumberger PowerDrive

Система «наведи бит»

В системе «наведи бит» используется тот же принцип, что и в системах двигателей с гнутым корпусом. В системах с «наведением на долото» изогнутый корпус содержится внутри муфты, поэтому его можно ориентировать в желаемом направлении во время вращения бурильной колонны (Mitchell 2006). Типичные системы «наведи бит» включают систему Halliburton Sperry-sun Geo-Pilot и систему Gyrodata CDAL, система Geo-Pilot рассматривается как типичный пример, объясняющий принцип работы систем «наведи бит». .Как показано на рис. 11, система Geo-Pilot в основном состоит из невращающегося внешнего корпуса, внутреннего вращающегося вала, двойных эксцентриковых колец. Одно эксцентриковое кольцо установлено другое внутреннее, двойные эксцентриковые кольца представляют собой своего рода управляемый эксцентриковый блок, внутреннее кольцо может настраивать внутренний вращающийся вал для отклонения, и, следовательно, изгиб достигается с помощью механических средств, поэтому бит наклоняется относительно остальных. инструмента для достижения желаемой траектории (Wu 2012). Другими словами, системы «наведи на долото» изменяют траекторию скважины, изменяя угол забоя инструмента, траектория изменяется в направлении изгиба (Felczak et al.2011). Эта ориентация изгиба контролируется серводвигателем, который вращается с той же скоростью, что и бурильная колонна, но противодействует вращению бурильной колонны. Это позволяет ориентации торца инструмента оставаться геостационарной или невращающейся, в то время как муфта вращается (Al-Yami et al. 2008).

Рис.11

Система Halliburton Sperry-sun Geo-Pilot

Гибридная система «нажми и наведи бит»

PowerDrive Archer RSDS — это настоящая гибридная система «нажми и наведи бит», разработанная Schlumberger (Bryan et al.2009; Wu 2012). Таким образом, система PowerDrive Archer имеет черты системы «push-the-bit» и «point-the-bit». Как показано на рис. 12, в отличие от систем «толкни долото», система PowerDrive Archer не полагается на внешние движущиеся подушки, которые толкают пласт. Вместо этого четыре исполнительных поршня внутри утяжеленной бурильной трубы прижимаются к внутренней части шарнирно-сочлененной цилиндрической рулевой втулки, которая поворачивается на универсальном шарнире, чтобы направить долото в желаемом направлении (Felczak et al. 2011).Кроме того, четыре стабилизирующих лопасти на внешней втулке над универсальным шарниром обеспечивают боковую силу буровому долоту, когда они контактируют со стенкой ствола скважины, позволяя этому RSDS работать как система «толкни долото». В настоящее время максимальная скорость наращивания составляет приблизительно 17 ° / 100 футов для инструмента PowerDrive Archer RSDS размером 8–1 / 2 дюйма. Это означает, что точное и точное управление позволяет RSDS направлять траекторию скважины в зону наилучшего восприятия коллектора и расширять горизонтальную до общей глубины с более высокой скоростью наращивания, он начинает глубже и поддерживает вертикальность на больших глубинах (Felczak et al.2011).

Рис.12

Система Schlumberger PowerDrive Archer

Кроме того, поскольку RSDS управляется на основе электронной системы управления, необходимо контролировать тепловые повреждения для защиты электронных плат инструмента. В настоящее время система PowerDrive, система AutoTrak и система Geo-Pilot почти могут работать при высокой температуре 200 ° C. При геотермальном бурении нижняя температура всегда выше, чем максимальная мощность RSDS, поэтому нам необходимо контролировать параметры бурения и дополнительную циркуляцию вне забоя, чтобы защитить электронные платы инструмента от тепловых повреждений.

Таблица 3 Сравнение трех типов методов передачи
Система вертикального бурения (VDS)

VDS — это еще один тип направленного инструмента, который используется для предотвращения отклонения и быстрого вертикального бурения, что в результате увеличивает скорость проходки для глубоких и сверхглубоких скважин. Это также очень важная техника для глубокого и сверхглубокого сверления из-за того, что на правку часто тратится слишком много времени. Хотя традиционные методы, такие как сборка эксцентриковой оси, эксцентриковая жестко-гибкая сборка, управляемая сборка, противомаятниковая сборка, динамика предварительного изгиба и т. Д., также можно использовать для выпрямления, но для замены бурового инструмента эти методы должны часто отключаться и заходить. VDS позволяет избежать частой выпрямления и автоматически удерживать ствол скважины в вертикальном положении.

В 1988 году первоначальный инструмент VDS использовался для бурения континентальных научных скважин по программе KTB в Германии, а первоначальный инструмент VDS был разработан Baker Hughes Inteq (Zhang 2005). В программе KTB максимальный угол наклона ствола успешно контролировался в диапазоне от 0 ° до 1 °.С тех пор буровые подрядчики начали разрабатывать инструменты VDS. В настоящее время существует четыре типа типичных инструментов VDS, включая систему Baker Hughes Verti-Trak, систему Schlumberger Power-V, систему Halliburton Sperry-sun V-Pilot и систему Smart Drilling Gmbh ZBE (Zhang 2005). На рисунке 13 показана система Baker Hughes Verti-Trak, она может автоматически удерживать ствол скважины в вертикальном положении без ущерба для критических параметров бурения — дебита, нагрузки на долото или скорости долота. Также можно поддерживать высокую скорость проходки и избежать длительных корректировок.VDS может свести к минимуму вероятность появления ключевых посадочных мест на кривой и уменьшить трение и износ на более поздних участках ствола скважины; Полученное в результате значительное улучшение качества ствола скважины и достигнутая точная траектория ствола скважины могут позволить использовать «профили тощей обсадной колонны», что снижает количество стали, цемента, бурового раствора и шлама (Reich et al. 2003). Последующие операции в скважине упрощаются и более эффективны. Срок службы заканчивания увеличивается, а стоимость капитального ремонта снижается. Системы VDS также полезны для уменьшения расстояния между устьями скважин на поверхности.Системы VDS доступны для отверстий размером от 8–1 / 2 ″ до 9–7 / 8 ″ (инструмент 6–3 / 4 ″) и от 12–1 / 4 ″ до 28 ″ (9–1 / 2 ″. орудие труда).

Рис.13

Система VDS Baker Hughes Verti-Trak

Метод направленной съемки

Метод направленной съемки, ключевой аспект управления траекторией, измеряет наклон и направление на различных глубинах. Измерение торца инструмента требуется для определения направления отклонителя, изогнутого переводника или изогнутого корпуса.Таким образом, метод исследования также является ключом к наклонно-направленному бурению, которое подразделяется на две группы: более распространенные инструменты измерения во время бурения (MWD) и менее зрелые инструменты измерения после бурения (Short 1993; Chen 2011; Han 2011; Wu 2012). Магнитные однозарядные инструменты, магнитные многозарядные инструменты, электронные одноразовые инструменты и электронные многозарядные инструменты обычно используются для измерения траектории ствола скважины после бурения, но это неудобно и неэффективно для наклонно-направленного бурения.Для решения этой проблемы были разработаны инструменты MWD для измерения траектории ствола скважины во время бурения. Ключевые методы MWD включают в себя метод обследования и метод передачи. Инструменты MWD применялись почти во всех наклонно-направленных скважинах по всему миру. Но в одно- и многозарядных приборах применяются вертикальные скважины. Мы сосредоточимся на методах MWD:

Методика измерений

Есть три вида скважинной информации, информация о направлении, информация о бурении и информация о пласте, которые необходимо измерять во время бурения (Wu 2012; Ma and Chen 2014; Ma et al.2015b). Информация о направлении может быть измерена с помощью обычных инструментов MWD. Измерение бурения было разработано на основе обычного метода MWD, в то время как измерение информации о пласте было разработано на основе традиционного метода каротажа и в основном использовалось для геонавигационного бурения для корректировки геологической цели в режиме реального времени.

Информация о направлении

Инструменты MWD, как правило, позволяют выполнять направленные исследования в реальном времени. Акселерометры и магнитометры используются для измерения наклона и азимута, а информация о наклоне и азимуте передается от места измерения на поверхность.Траекторию и местоположение ствола скважины можно рассчитать, используя данные разведки. Между тем, инструменты MWD также, как правило, способны обеспечивать измерения торца инструмента во время паузы в бурении, что позволяет использовать его при наклонно-направленном бурении с использованием отклонителя, забойного двигателя + изогнутого переводника, забойного двигателя с гнутым корпусом или инструмента RSDS. . Информация о направленности может помочь оператору наклонно-направленного бурения узнать, куда идет скважина и каковы последствия его усилий по рулевому управлению (Mitchell 2006; Chen 2011).

Инженерная информация по бурению

Для предотвращения аварий в стволе скважины и повышения эффективности бурения инструменты MWD также были разработаны для измерения инженерной информации по бурению, такой как забойное давление, нагрузка на долото, крутящий момент на долоте (TOB) , скорость вращения, вибрация, удар, температура, объем потока бурового раствора и т. д. (Ma and Chen 2015). Обычно техническая информация измеряется с помощью специального отдельного суб / инструмента и загружается с помощью инструментов MWD. На основе этой информации в режиме реального времени могут быть определены условия в забое скважины и рабочее состояние буровых инструментов, что делает операции бурения более эффективными, безопасными и экономичными.Кроме того, эта информация также важна для геологов, ответственных за скважинную информацию о пробуренной формации (Mitchell 2006).

Информация о пласте

Традиционные инструменты MWD, как сами по себе, так и в сочетании с отдельными переводниками / инструментами, обычно способны выполнять измерения свойств пласта в реальном времени, это так называемый каротаж во время бурения (LWD), который получил развитие от традиционных методов каротажа. Обычно доступна следующая информация о пласте, такая как естественное гамма-излучение, плотность, пористость, удельное сопротивление, акустический кавернометр, магнитный резонанс, пластовое давление и т. Д.Из-за влияния длины, включая забойные двигатели, вспомогательные инструменты и инструменты LWD, точка измерения информации о направлении должна перемещаться вверх, что снижает точность управления траекторией скважины. Таким образом, был разработан инструмент для измерения наклона около долота для измерения информации о направлении на буровом долоте. Измерения вблизи долота, такие как гамма-лучи, угол наклона и азимут, позволяют оператору внимательно следить за ходом бурения (Felczak et al. 2011). Обычный инструмент MWD позволяет передавать и оценивать эти измерения в реальном времени, что позволяет реализовать геоуправление.Геологическая цель также может быть скорректирована в соответствии с эволюцией свойств пласта, это так называемое георегулирующее бурение (Wu 2012). Измерения вблизи долота, такие как гамма-излучение, угол наклона и азимут, позволяют оператору внимательно следить за ходом бурения.

Метод передачи

В зависимости от среды передачи методы передачи скважинных данных можно разделить на три типа: гидроимпульсная телеметрия, электромагнитная телеметрия и проводная бурильная труба, их основные характеристики можно отсортировать в таблице 3.

Телеметрия с гидроимпульсом

Телеметрия с гидроимпульсом — это метод передачи скважинных данных (включая данные LWD и MWD) на поверхность с использованием импульсов давления бурового раствора внутри бурильной колонны (Chen 2011; Wu 2012 ). Для достижения цели передачи скважинных данных используется скважинный клапан для ограничения потока бурового раствора, который создает колебания давления и распространяется в буровом растворе к поверхности, где они поступают из стояка. датчики давления.Другими словами, информация представлена ​​сигналами давления, которые поступают от датчиков давления в стояке. Полученные сигналы давления импортируются в компьютерную систему обработки и декодируются в измерения. Как правило, измерения кодируются в виде амплитудной или частотной модуляции импульсов бурового раствора (Chen 2011; Wu 2012). Телеметрия с гидроимпульсным сигналом является наиболее распространенным методом передачи данных, используемым инструментами MWD. В настоящее время гидроимпульсная телеметрия доступна в трех группах, включая положительный импульс, отрицательный импульс и непрерывную волну.

  1. а)

    Инструменты MWD с положительным импульсом: как показано на рис. 14a, клапан на короткое время закрывается и открывается для создания импульсов давления. Когда клапан закрывается, давление в стояке увеличивается. Таким образом, этот метод называется положительно-импульсным. Это также наиболее распространенный метод, используемый инструментами MWD.

    Рис. 14

    Три метода гидроимпульсной телеметрии. a положительный импульс, b отрицательный импульс и c непрерывный импульс

  2. (б)

    Инструменты MWD с отрицательным импульсом: как показано на рис.14b клапан ненадолго открывается и закрывается для создания импульсов давления. Как только клапан открывается, давление в напорной трубе снижается. Таким образом, этот метод называется отрицательно-импульсным.

  3. (c)

    Инструменты MWD с непрерывной волной: как показано на рис. 14b, значение упорядоченно закрывается и открывается для генерации синусоидальных импульсов давления во время вращения.Любая схема цифровой модуляции с непрерывной фазой может использоваться для наложения информации на сигнал несущей. Наиболее широко используются схемы модуляции с непрерывной фазовой модуляцией (Wu 2012).

Современные инструменты MWD с гидроимпульсным управлением в основном представляют собой положительные и отрицательные импульсы, хотя скорость передачи (0,5–3,0 бит / с) ниже, чем у инструментов MWD с непрерывной волной, их стабильность намного лучше, а затраты также ниже. .Инструмент непрерывной волны MWD предлагает полосу пропускания до 18 бит / с. Скорость передачи падает с увеличением длины ствола скважины и обычно составляет 1,5–3,0 бит / с на глубине 10 000 м. Кроме того, при использовании аэрированного бурения на депрессии или аэрации бурового раствора сжимаемость бурового раствора увеличивается, что также снижает пропускную способность бурового раствора. В этом случае рекомендуется электромагнитная телеметрия MWD или проводная телеметрия бурильных труб.

Электромагнитная телеметрия

Электромагнитная телеметрия также называется EM-MWD.Для передачи скважинной информации инструменты EM-MWD включают излучающую субантенну в бурильную колонну, а другая принимаемая антенна устанавливается на поверхности, как показано на рис. 15. Инструмент EM-MWD генерирует электромагнитные волны с помощью излучающая субантенну, электромагнитные волны передают скважинную информацию через пласт на поверхность. На поверхности они принимаются наземной антенной, затем передаются в центр обработки поверхности и декодируются в измерения.Другими словами, инструмент EM-MWD передает электромагнитные волны через пласт вместо импульсов давления через столб жидкости. Таким образом, преимущества включают экономию времени за счет передачи данных разведки во время соединения, высокие скорости передачи данных и возможность работы в условиях, в которых не может работать гидроимпульсная телеметрия, таких как бурение с аэрацией на депрессии и бурение с использованием воздуха. Инструмент EM-MWD предлагает полосу пропускания до 400 бит / с. Однако при бурении исключительно глубоких скважин он обычно не работает, и сигнал может быстро терять силу при ослаблении пластов, эти зоны делают использование инструментов EM-MWD непрактичным.Чтобы преодолеть эту проблему, были изобретены некоторые усовершенствованные методы определения мощности и обнаружения сигнала EM-MWD, такие как повторители бурильной колонны, повторители обсадных труб, повторители проводов и т. Д. Эти методы обычно используются при бурении на депрессии и при аэрированном бурении на депрессии. воздушное бурение.

Рис.15

Принципиальная схема электромагнитной телеметрии

Бурильная труба с проводом

Бурильная труба с проводом также называется электрической бурильной колонной или интеллектуальной бурильной колонной.Бурильная труба с проводкой была впервые изобретена в 1997 году при финансовой поддержке компании Новатэк и Министерства энергетики США. В 2001 году Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL) начала предоставлять финансирование для проекта бурильных труб и дополнительного проекта передачи данных по буровым трубам (Hernandez and Long 2010), результаты исследований включают сеть IntelliServ и Intellipipe. В 2006 году первая коммерческая бурильная труба с проводкой (продукт IntelliServ) была использована в Мьянме (Эдвардс и др.2013). В настоящее время IntelliServ, широкополосная сетевая система бурильной колонны, является продуктом National Oilwell Varco (NOV), который используется для передачи скважинной информации на поверхность во время бурения. Компоненты сети IntelliServ встроены в компоненты бурильной колонны (рис. 16), известные как IntelliPipe, которые передают геологические данные со скоростью 57 000 бит в секунду (Edwards et al. 2013). Кабельная бурильная труба обеспечивает высокоскоростной телеметрический канал от забоя к поверхности, а также позволяет передавать информацию на скважинные инструменты для управления с обратной связью.Кроме того, измерительные узлы также могут располагаться по всей длине бурильной колонны, что позволяет операторам собирать данные вдоль ствола скважины (рис. 16). Измерения могут включать в себя всю скважинную информацию, такую ​​как информация о направлении, инженерная информация о бурении и информация о формации. На передачу данных больше не влияют свойства бурового раствора, свойства пласта и глубина. Однако бурильные трубы с проводкой по-прежнему слишком дороги, надежность все еще требует повышения из-за схемы тандемного соединения, бурильные трубы с проводкой не могут работать, даже если отсутствует только одно соединение.

Рис. 16

Принципиальная схема бурильной трубы с проводкой (по Эдвардсу и др., 2013 г.)

Кроме того, из-за измерений инструментов MWD, основанных на электронных технологиях, необходимо контролировать повреждения, связанные с нагревом, для защиты электронных плат инструмента. В настоящее время большинство инструментов MWD могут работать при температуре 150 ° C, некоторые инструменты MWD могут работать при высоких температурах до 200 ° C. При геотермальном бурении нижняя температура всегда выше, чем максимальная производительность инструментов MWD, что делает инструменты MWD / LWD нестабильными, поэтому нам необходимо контролировать параметры бурения и дополнительную циркуляцию вне забоя, чтобы защитить электронные платы инструмента от тепловых повреждений.

Буровые долота

В нефтегазовой промышленности буровое долото — это инструмент, предназначенный для создания обычно цилиндрической скважины (ствола скважины) в земной коре методом вращательного бурения. Размер ствола скважины, вызванный буровыми долотами, очень мал, от 3–1 / 2 ″ до 30 ″ (Centala et al. 2011; Bruton et al. 2014; Azar et al. 2015). Глубокие пласты разрушаются механически режущими элементами (называемыми зубами или резцами) долота путем соскабливания, шлифования или локализованного сжатия трещин (Chen 2011).На основании режущего механизма промышленность классифицирует сверла на две группы: шарошечные долота, долота с фиксированным резцом и гибридные долота.

Долота с роликовыми конусами

В долотах с роликовыми конусами обычно используются три конуса для удерживания зубьев, как показано на рис. 17, хотя иногда можно увидеть конструкции с одним, двумя или четырьмя конусами. Долото с роликовым конусом состоит из корпуса, стойки, конуса, подшипника, уплотнения, зуба и сопла. Он бурит в основном за счет разрыва или дробления породы «зубцами» на конусах, которые катятся по поверхности ствола скважины при вращении долота.Роликовые конические коронки также можно разделить на два класса в зависимости от изготовления зубьев, например, фрезерованные зубчатые коронки и коронки из карбида вольфрама (TCI).

Рис.17

Типичные шарошечные долота

  1. 1.

    Долота с фрезерованными зубьями, также называемые долотами со стальными зубьями, имеют конусы с клиновидными зубьями, фрезерованными непосредственно в самой конической стали (Centala et al.2011).

  2. 2.

    Биты TCI имеют формованные зубья из спеченного карбида вольфрама, запрессованные в просверленные отверстия в конусах, карбид вольфрама нанесен на поверхности зубьев для повышения долговечности из-за его чрезвычайной твердости. Зуб TCI также применялся в некоторых типах фрезерованных коронок. Чтобы еще больше повысить долговечность буровых коронок, также должны быть разработаны некоторые современные материалы, такие как альвеолятный алмазный материал и карбид вольфрама с двойным цементированием.Конусы вращаются на подшипниках, которые обычно герметизированы вращающимся уплотнительным кольцом или металлическим торцевым уплотнением для защиты от среды бурового раствора в забое скважины. Долота с шарошечным конусом могут адаптироваться к инструментам с низкой, высокой, высокой температурой, высокой нагрузкой на долото и ВЗД; Области применения шарошечных долот включают высокоабразивные образования, мягкие абразивные образования, твердые образования. Для глубокого или геотермального бурения высокотемпературное шарошечное долото может быть специально разработано для работы в высокотемпературных условиях бурения, таких как геотермальные скважины, в течение продолжительных периодов времени.Долота с шарошечным конусом TCI, используемые для бурения твердых и абразивных пластов с целью доступа к пару или горячей породе в подземных пластах, подвергаются воздействию температур, превышающих 260 ° C.

Долота с фиксированными резцами

Долота с фиксированными резцами были первым типом буровых коронок, которые использовались при вращательном бурении, их режущие механизмы намного проще, чем у долот с шарошечным конусом, поскольку режущие элементы не перемещаются относительно долота.Долота с фиксированными режущими кромками можно разделить на четыре класса в зависимости от изготовления зубьев, такие как долота с поликристаллическим алмазом (PDC), долота из природного алмаза и долота с пропиткой (рис. 18).

Рис.18

Типичные фиксированные фрезы

  1. 1.

    Буровая коронка была первым типом бурового долота, который использовался при вращательном бурении, но его можно использовать только в мягких породах, поэтому в настоящее время оно редко используется в нефтяном бурении.

  2. 2.

    Долото из PDC является наиболее распространенным буровым долотом, используемым сегодня, благодаря преимуществам высокой скорости проходки, долгому сроку службы и продолжительности бурения. Долото PDC состоит из корпуса, фрезы и насадки. Резец PDC (зуб) представляет собой цилиндр из спеченного карбида вольфрама с одной плоской поверхностью, покрытой синтетическим алмазным материалом. Резцы расположены на лопастях долота в шахматном порядке, при этом поверхность резца с алмазным покрытием обращена в направлении вращения долота, чтобы обеспечить полное покрытие забоя скважины (Bruton et al.2014; Азар и др. 2015). Долота PDC могут адаптироваться к низкой нагрузке на долото, высокой частоте вращения, высокой температуре, PDM, турбо-буровым станкам и даже RSDS; Применение долот PDC включает однородные пласты, пласты мягкой и средней твердости, но бурение твердых и абразивных межслоевых интервалов было непрактичным для долот PDC.

  3. 3.

    Насадка из натурального алмаза и коронка с пропиткой похожи, самая большая разница — фрезы.В сверле из натурального алмаза используются алмазные резцы из природного промышленного алмаза для врезания в матрицу корпуса долота, в то время как в импрегнированном долоте используются термостойкие поликристаллические (TSP) алмазные фрезы. Благодаря этому алмаз отличается наибольшей твердостью и высокой прочностью, что позволяет ему адаптироваться к твердым абразивным образованиям. Эти долота доступны в различных стилях как для моторного, так и для роторного бурения в твердых или абразивных породах. Хотя алмазы дороги, долговечность долот также достаточно высока, что делает их конкурентоспособными при бурении нефтяных скважин.Долота с природным алмазом получили широкое распространение в бурении RSDS, бурении турбобурами и колонковом бурении.

Кроме того, фрезы обычных фиксированных долот закреплены на корпусе долота, они легко изнашиваются и снижают срок службы долота. Чтобы решить эту проблему, СМИТ разработал режущий плоттер PDC, названный ONYX 360 (Bruton et al. 2014). Вращающийся резец PDC ONYX 360 существенно увеличивает долговечность долота PDC за счет поворота на 360 °, как показано на рис.19. Вся алмазная кромка PDC-резца ONYX 360, расположенного в зонах сильного износа режущей конструкции, используется для резки пласта. Вращающееся действие фрезы позволяет алмазной кромке фрезы оставаться острее дольше, продлевая срок службы фрезы ONYX 360 по сравнению с фиксированными фрезами премиум-класса. На основе данных, полученных при использовании 13-миллиметрового резака ONYX 360, был разработан резак 16 мм, обеспечивающий повышенную прочность и долговечность. По сравнению с долотами с фиксированными фрезами долота PDC, в состав которых входили вальцовые фрезы ONYX 360, показали увеличение длины пробега до 57%, что привело к меньшему количеству спусков долота и снижению затрат на бурение.

Рис.19

Сравнение фиксированного резака PDC и резца ONYX 360

Гибридные долота

С популяризацией и применением долот PDC и технологии резцов PDC для улучшения стационарных резцов буровые долота PDC в различных пластах постепенно заменяют конические долота. Но в твердых абразивных породах и при сложных операциях направленного бурения из-за производительности буровое долото PDC не может заменить конусное долото. Для решения этой проблемы в настоящее время также доступен гибридный тип долота, в котором сочетаются как накатная фреза, так и фиксированные режущие элементы (Pessier and Damschen 2011), как показано на рис.20. Существует две конструкции: одна представляет собой малоразмерное двухстворчатое долото с двойным конусом, а другая — немного большее по размеру крыло Mito, трехконусное долото, основанное на этих сверлах с четырьмя ножами и шестью лопастями бурового долота PDC, лопасти тисков и короткие позиции были заменены на конус. Таким образом, центральное положение ствола скважины располагается на хирургическом крыле резца PDC для полного разрушения породы, а периферийная часть бурения скважины завершается резцами и лопастями, эффект разрушения породы зависит от конусов, лопастей и их сопряжения.Это гибридное сверло предназначено для сокращения времени бурения в самых сложных условиях. Благодаря прочности на раздавливание и стабильности конусов валков, а также превосходному резанию и непрерывному режущему действию алмазных коронок, эта технология позволяет выживать в сильно переслаивающихся пластах с стабильной производительностью и отличным контролем торца инструмента. В приложениях размером 12–1 / 4 дюйма в США операторы достигают увеличения скорости бурения до 62%; длина одиночного долота увеличивается более чем на 200%, сокращая количество выходных дней по сравнению со стандартным временем работы буровой установки.В Бразилии оператор пробурил на 90% быстрее и на 20% дальше, чем выносы. По сравнению с долотами с роликовым конусом вы можете увеличить скорость проходки и снизить нагрузку на долото с меньшим отскоком долота. По сравнению с PDC, наблюдается значительно повышенная долговечность в переслаивающихся пластах, меньшее прерывистое скольжение, более низкий и более стабильный крутящий момент при бурении, а также лучшая стабильность и управление направлением.

Фиг.20

Кроме того, некоторые типы специальных долот разработаны с учетом требований к наклонно-направленному бурению, бурению с управляемым ротором, бурению с управляемым двигателем, воздушному бурению, тонкому стволу, колонковому бурению, бурению боковых стволов, пилотному бурению, расширению бурения, бурению на обсадных трубах и т. Д.Таким образом, мы можем выбрать подходящие долота для проведения соответствующего бурения.

Буровые растворы

Термин «буровой раствор» (или раствор) охватывает все составы, используемые для добычи и удаления выбуренной породы из скважины в земле (Дарли и Грей, 1988). Буровой раствор закачивается из буровых ям с помощью буровых насосов, прокачивается через наземный трубопровод, стояк, буровую вертлюг, бурильную колонну и разбрызгивается из сопел на буровое долото, затем очищается от обломков породы (или выбуренной породы) и охлаждается буровая установка. инструменты.Таким образом, шлам выносится на поверхность через раствор в затрубном пространстве. На поверхности шлам отфильтровывается с помощью сланцевого шейкера, а отфильтрованный ил возвращается в ямы. В этом процессе основные функции бурового раствора можно резюмировать следующим образом (Дарли и Грей, 1988; Канн и др., 2011; Чен, 2011): вынос шлама на поверхность, охлаждение и смазка долота и буровых инструментов, очистка под долотом, уравновешивать пластовое давление, герметизировать проницаемые пласты, передавать гидравлическую энергию на скважинные инструменты и долото, поддерживать стабильность ствола скважины, контролировать коррозию инструментов и контролировать повреждение пласта.Существует много типов бурового раствора или бурового раствора, которые используются при бурении нефтяных скважин, они классифицируются в зависимости от их основы: буровой раствор на газовой основе (GBDF), буровой раствор на водной основе (WBM), буровой раствор на нефтяной основе (OBM).

  1. 1.

    Буровой раствор на газовой основе (GBDF): GBDF означает, что непрерывная фаза бурового раствора представляет собой газ, включает воздух, азот, выхлоп дизельного двигателя, природный газ, буровой раствор в виде тумана и пену для бурового раствора (Chen 2011).Воздух, азот, выхлопные газы дизельных двигателей и природный газ в основном используются при газовом бурении или бурении на депрессии, шлам удаляется с помощью высокоскоростного воздушного потока. Однако из-за накопления воды при глубоком бурении шлам не может быть вынесен из забоя. Поэтому буровые растворы в виде тумана или пены обычно используются для решения проблем с добычей воды, возникающих при глубоком бурении. Иногда жидкий буровой раствор также используется для решения некоторых серьезных проблем с добычей воды. Кроме того, GBDF не может адаптировать все типы формаций, ее можно использовать только в стабильных формациях.Из-за давления колонны ГБДФ недостаточно для поддержания устойчивости ствола скважины.

  2. 2.

    Буровой раствор на водной основе (WBM): вода является непрерывной фазой бурового раствора. Самым простым буровым раствором на водной основе может быть вода, что означает, что в раствор не добавлены какие-либо лечебные агенты или добавки. Однако вода не может приспособиться к подавляющему большинству глубоких пластов.Поэтому инженеры добавляют некоторые добавки, чтобы отрегулировать производительность в соответствии с требованиями глубокого бурения. WBM может содержать несколько растворенных веществ. К ним относятся щелочи, соли и поверхностно-активные вещества; органические полимеры в коллоидном растворе; капельки эмульгированного масла; и различные нерастворимые вещества (такие как барит, глина и стружка) в суспензии (Дарли и Грей, 1988). К наиболее распространенным нерастворимым веществам, используемым в WBM, относятся глина и барит. Глина используется для создания однородной смеси, что делает ее жидкой суспензией, в то время как барит обычно используется для регулировки плотности WBM.В процессе бурения из-за перемешивания бурового шлама, солей и поровой жидкости в WBM характеристики WBM не могут оставаться неизменными, щелочи, соли, поверхностно-активные вещества и полимеры, таким образом, добавляются в WBM. В общем, реологические свойства и характеристики строительства стены обезвоживания WBM являются ключевыми, и их трудно регулировать. Между тем, ингибирующая способность WBM также очень важна для бурения сланцевых пластов из-за влияния физико-химического эффекта между сланцами и буровым раствором.Таким образом, химические добавки обычно добавляют в систему WBM для достижения различных эффектов, включая контроль реологических свойств, удаление загрязнений, стабильность глинистого сланца, повышение скорости проходки при бурении, охлаждение и смазку оборудования. Для глубокого или геотермического бурения, из-за влияния глубины, высокой солености, высокого давления и высокой температуры, плотность бурового раствора должна быть улучшена с использованием барита и порошка железной руды, реологические свойства и характеристики строительства стены обезвоживания больше трудно контролировать, как показывает реология низких и высоких температур, трудно учесть, потери воды в HPHP большие и глинистая корка толстая.Максимальная рабочая температура WBM составляет около 200 ° C. Итак, ключевая проблема заключается в том, как улучшить термостойкость WBM.

  3. 3.

    Буровой раствор на масляной основе (OBM): буровой раствор на масляной основе — это буровой раствор, в котором базовой жидкостью является нефтепродукт, такой как дизельное топливо. Технология РУО продвинулась от использования только сырой нефти как средства повышения продуктивности до использования многофункциональных композиций, которые сыграли свою роль в многочисленных рекордных скважинах (Дарли и Грей, 1988).РУО используется по многим причинам, таким как повышенная смазывающая способность, улучшенное ингибирование сланца и улучшенные очищающие свойства при меньшей вязкости. Кроме того, OBM также может выдерживать более высокие температуры, не ломаясь. Применения применялись в условиях экстремальных температур, высокого давления, водочувствительных сланцев, агрессивных газов и водорастворимых солей (Дарли и Грей, 1988; Каенн и др., 2011). Проблемы прихвата трубы, чрезмерного крутящего момента и сопротивления в наклонно-направленных стволах, а также унос газа в буровой раствор были сведены к минимуму.Однако использование РУО имеет особые соображения, включая стоимость, экологические соображения, такие как размещение выбуренной породы в подходящем месте, и исследовательские недостатки использования бурового раствора на нефтяной основе. Следовательно, РУО может быть хорошим выбором для решения связанных проблем, вызванных высокой плотностью, соленостью, высоким давлением и высокой температурой. Максимальная рабочая температура OBM зафиксирована выше 220 ° C.

При вертикальном бурении глубоких скважин высокое давление / высокая температура (HP / HT) могут быть основными факторами, влияющими на свойства буровых растворов.При горизонтальном бурении и бурении с большим отходом от вертикали главными факторами могут быть смазывающие свойства и несущая способность резания. Однако при геотермальном бурении из-за чрезвычайно высокого давления / высокой температуры (HP / HT), сложной системы давления в стволе скважины и множества источников загрязнения буровым раствором плотность, реологические свойства и характеристики обезвоживающей стенки бурового раствора являются более сложными. поддерживать. В настоящее время OBM и WBM обычно используются при бурении глубоких скважин во всем мире, а максимальная рабочая температура бурового раствора близка к 220 ° C, максимальная плотность бурового раствора составляет около 2.4–2,7 г / см 3 .

Анализ принципа роторной установки для бурения водяных скважин | by Jade Chung

Анализ типов и принципов буровых установок для бурения водяных скважин, предоставленный поставщиком буровых установок для бурения скважин на воду .

Мы говорили о некоторых знаниях о буровой установке для бурения скважин на воду в эксплуатации и техническом обслуживании. Теперь поговорим о том, на какие виды подразделяются установки для бурения скважин на воду, из каких частей состоят соответственно и какие преимущества они имеют.

Прежде всего, первый тип — это установка для вращательного водяного бурения, которая в основном зависит от вращательного движения бурового инструмента для разрушения горных пород в скважины. Существует пять основных типов:

(1) конус горшка. Его конический буровой инструмент используется для вращения режущего слоя почвы. В зависимости от размера бурильной трубы она называется конусом большого горшка и конусом малого горшка, который может приводиться в движение с помощью рабочей силы или энергии. Черенки попадают в поддон, поднимают на землю и выгружают. Его простая структура, низкая эффективность, подходит для общего слоя почвы или песчано-галечного слоя почвы.Глубина бурения составляет 80 ~ 100 метров для маленького конуса горшка и 30 ~ 40 метров для большого конуса горшка.

JKS300B Универсальная буровая установка на гусеничном ходу

(2) роторная буровая установка с циркулирующим раствором для промывки скважины. Он состоит из башни, подъемника, поворотного стола, бурового инструмента, бурового насоса, крана и электродвигателя. Во время работы силовая машина приводит в движение поворотный стол через передаточное устройство и приводит в движение буровое долото для вращения разрушенного пласта породы с помощью активной бурильной трубы.Есть положительные и отрицательные циклы. При работе бурового станка с принудительной циркуляцией шлам переносной буровой установки для бурения водяных скважин на забое скважины выводится из устья скважины через кольцевой канал за пределами бурильной трубы. После осаждения в отстойнике грязь возвращается в резервуар для повторного использования. Когда работает буровая установка с обратной циркуляцией, после осаждения в отстойнике буровой раствор поступает в забой скважины из устья скважины, а шлам, несущий буровой раствор, перекачивается вверх из скважины через внутреннюю полость бурильной трубы с помощью песчаного насоса через скважину. долото, а затем снова погружается в отстойник.Буровая установка формирует очень высокий восходящий поток в бурильной трубе, обладает высокой способностью сбрасывать шлам и гальку и имеет высокую скорость бурения. Он подходит для слоя почвы, слоя песка и рыхлого слоя, где диаметр гальки меньше внутреннего диаметра бурильной трубы. Глубина бурения обычно в пределах 150 метров.

(3) станок роторного бурения с промывкой скважин сжатым воздухом. Используйте воздушный компрессор вместо бурового насоса на роторной буровой установке и используйте сжатый воздух вместо бурового раствора для промывки скважины.Обычно используют обратную циркуляцию, также известную как обратная циркуляция газлифта. Подходит для глубокого колодца и сухого участка, а также для слоя наледи в холодной зоне.

(4) станок сверлильный с гидравлической головкой. Гидравлические двигатели проходят через редуктор, а силовые головки перемещаются вверх и вниз по пилонам вместо поворотных столов и кранов на роторных дрелях для приведения в движение бурильной трубы и бурового долота для вращения режущей породы. Он может бурить скважины с большим диаметром ствола.

(5) Станок вибрационный роторно-буровой с забойным отверстием.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.