Ротором в технике называют подвижную часть механизма, передающую энергию вращения на рабочий инструмент. Процесс, при котором круговое оборачивание снаряда совмещается с осевым давлением на поверхность массива, называется роторное бурение. Таким способом проходят выработки различного назначения, включая скважины на воду.

Оборудование для роторного бурения скважин

Ротор является основным механизмом станка для одноименного метода бурения. Вращатели различают по мощности, статической нагрузке, диаметру отверстия под колонну из труб. По конструкции роторы бывают неподвижными или перемещающимися в вертикальной плоскости. Они рассчитаны на бурение скважин глубиной 100-1500 м, выдерживают нагрузку 10-500 т.

Кроме основного предназначения (вращения инструмента), ротор служит удерживающим устройством бурильных и обсадных труб при выполнении спуско-подъемных операций. Еще ряд механизмов и устройств обеспечивают продвижение породоразрушающего снаряда в горный массив.

В состав роторной буровой установки входят:


  1. Вышка — на ней размещаются и подвешиваются бурильные трубы. Сооружение устраивается в виде мачты на 1-2 опорах или каркаса башенного типа на 4 опорных точках.
  2. Буровой насос поршневой — служит для закачки в скважину промывки. Работает в составе комплекса оборудования для приготовления раствора и его очистки.
  3. Вертлюг — через него промывочный раствор от насоса попадает в буровую колонну. Устройство крепится на крюке в верхней части вышки.
  4. Талевая система с лебедкой и блоками — обеспечивает спуск и подъем колонны.
  5. Элеватор — с его помощью производятся захват и удержание труб.

В состав оборудования входят долота шарошечные и алмазные, стропы для присоединения элеватора к талевому блоку, переходники различных типов, грязевые насосы для откачки пульпы. Промывка при роторном бурении — прямая или обратная с применением глинистого раствора, воды.

Роторное бурение скважин: плюсы и минусы

Вращательный способ проходки выработок бывает не только роторным, эта технология может сочетаться с ударным воздействием, с продувкой сжатым воздухом, удалением грунтового бурового шлама через шнек.

Преимущества проходки скважин с применением ротора:


  1. Скорость выше, чем при ударном разрушении. Способ обратной промывки выработки водой в рыхлых породах ускоряет проходку в 1,5-2 раза по сравнению с бурением с прямой подачей раствора в скважину.
  2. Универсальность — сменные долота способны разрушать мягкие грунты и твердые горные породы. Роторная проходка скважины позволяет достичь водоносного пласта на любой глубине.
  3. Возможность бурения водозаборных выработок Ø1200-1500 мм. Для этого применяется обратная промывка ствола.
  4. Габариты и металлоемкость станка невелики по сравнению с ударно-канатными буровыми машинами.
  5. Мобильность — оборудование размещается на передвижной платформе.

Роторный метод для водозаборных скважин является предпочтительным, поскольку он объединяет достоинства всех вращательных способов бурения.

Недостатки этого способа заключаются в том, что применение глинистого раствора снижает дебит скважины, требует мероприятий по восстановлению водоотдачи.

Стоимость работ выше, чем при других способах бурения, вследствие необходимости подвоза чистой воды, глины и реагентов для приготовления раствора. Проблемы обостряются зимой, когда требуется защита от низких температур.

Принцип осуществления роторного бурения скважин

Проходка выработки для водозабора непрерывным вращением бурового снаряда заключается в разрушении горных пород на забое скважины долотом, присоединенным к колонне, вращающейся вокруг оси ствола ротором. Удаление шлама и охлаждение режущего инструмента осуществляются жидкостью или сжатым воздухом.

Порядок работы оборудования:


  1. Вращатель приводится в действие двигателем электрическим или внутреннего сгорания.
  2. Усилие от вала принимают ведущие вкладыши, расположенные по контуру верхней рабочей трубы, они же передают крутящий момент на колонну.
  3. Давление разрушающего инструмента на забой передается по звеньям сборки. За счет массы конструкции создается нагрузка, достаточная для резания породы.
  4. Буровой шлам удаляется из скважины промывочной жидкостью, которая одновременно охлаждает дробящий инструмент. Раствор после очистки используется вновь.

По мере износа долота его заменяют новым, для этого колонна по секциям извлекается из выработки. Длина свечи, вытаскиваемой за один прием, зависит от высоты подвески кронблока и составляет 25-50 м.

Обсадные трубы

Пересекаемые скважиной породы частично укрепляются за счет применения глинистого раствора, но полноценное предотвращение осыпания стенок выработки достигается их обсадкой стальными трубами. Закончив бурение в заданном интервале, проходку скважины приостанавливают для монтажа обсадной колонны. Ближайшая к поверхности часть конструкции называется кондуктором.

При укреплении стенок выработки придерживаются следующих правил:


  • диаметр обсадной трубы должен быть меньше сечения выработки: колонна опускается в скважину свободно;
  • глубина, начиная с которой делают перерыв в бурении для установки обсадной крепи, находится в пределах 30-600 м;
  • стенки водозаборных выработок обсаживают цельнотянутыми трубами длиной 6-13 м, для изготовления кондуктора используют сварные стояки Ø426-478 мм;
  • затрубное пространство заполняется цементной тампонажной смесью.

В сложных геологических условиях устанавливают несколько обсадных колонн разного диаметра. Трубы меньшего размера располагаются в глубоких горизонтах.

Особенность нижнего звена конструкции заключается в том, что эта труба является эксплуатационной и перфорируется для проникновения воды внутрь колонны.

Промывочная жидкость в буровых роторных работах

Жидкие среды, используемые для бурения, укрепляют стенки выработки в рыхлых породах, удерживают буровой шлам во взвеси, не давая ему осаждаться, и выносят его на поверхность, не загрязняют подземную воду. Трение колонны о стенки скважины и охлаждение долота, способствование разрушению породы на забое — это тоже функции промывки.

В качестве буровых растворов применяются следующие жидкости:


  1. Вода техническая. Применяется при строительстве водозабора в устойчивых породах и песках, где статический уровень жидкости ≥3 м. Диаметр скважин <200 мм.
  2. Глинистый раствор. Для его приготовления используют каолиновые и бентонитовые глины. При смешивании с водой частицы породы слипаются между собой и образуют гелеобразную жидкость, в которой влага находится внутри пространственной структуры ячеек.
  3. Раствор аэрированный. Применяется в интервалах с поглощением промывки и при входе в слабонапорные водоносные пласты. Представляет собой обогащенную воздухом техническую воду или глинистый раствор. Аэрация осуществляется 2 способами: реагентным (добавлением в жидкость поверхностно активных веществ) и подачей сжатого воздуха от компрессора. Обогащение промывки воздухом способствует снижению загрязненности водоносного горизонта элементами промывочной жидкости.
  4. Нестабильный раствор технического крахмала. Перемешивается 1 час в глиномешалке с добавлением к 1 м³ воды 40-50 г сухого порошка. Смесь распадается через 3-4 дня. Используется при бурении низконапорных пластов, включающих мелкозернистые пески, что позволяет не проводить разглинизацию скважины, как в случае применения раствора глины.
  5. Водные растворы гипана — гидролизованного полиакрилонитрила. Его использование в песчаных горизонтах снижает водоотдачу пласта из-за образования эластичной корки на стенках скважины.

Роторная буровая установка

Для строительства водозаборных выработок применяют самоходные и передвижные буровые установки. Станки с прямой промывкой рекомендуются при бурении скважин на воду глубиной 200-800 м, а с обратной — глубиной 150-500 м. Характеристики некоторых комплексов приведены в таблице.


Показатели УРБ-2,5А УБВ-600 FA10 1БА15К
Способ промывки Прямой Прямой Обратный Обратный
Грузоподъемность, т 1,5-2 32-50 6,3-10 12,5-20
Глубина бурения рекомендуемая, м 150 600 150/150 250/500
Диаметр скважины, мм 1016/600 1270/394
-начальный 151 490
-конечный 132-151 214
Масса, т 9,8 24,1 10,6 14,7

Существует класс легких малогабаритных буровых установок, их применяют при обустройстве водозаборов на дачных участках. Для бурения скважин глубиной до 20 м в мягких породах можно изготовить самодельные приспособления.

Промышленность выпускает переносные разборные станки, позволяющие бурить выработки глубиной 50-70 м. Например, установка МБУ-70 при использовании алмазного долота обеспечивает проходку выработок <70 м в крепких породах.


Источник: scvazina.ru

Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования.

Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное:

Ударно-канатное бурение

Вращательное бурение

Вращательное бурение имеет несколько основных направлений: шнековое, колонковое, бурение с прямой и обратной промывкой, бурение с продувкой.

Технология.

При вращательном способе бурения крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.

Шнековое бурение.

Бурение кольцевым или сплошным забоем.

Алмазное бурение:

Наиболее эффективный способ проходки разведочных скважин. Алмаз является наиболее твердым минералом, поэтому его используют при бурении пород средней твердости и крепких различной абразивности. Для армирования алмазных коронок применяют технические алмазы небольших размеров и разнообразной формы. При бурении твердых, хрупких пород разрушение будет происходить за счет их скалывания, смятия и раздавливания, в пластичных породах – преобладают процессы резания.


Твердосплавное бурение:

При твердосплавном бурении резец буровой коронки под действием осевой нагрузки совершает поступательное движение вниз на некоторую глубину и приложении крутящего момента перемещается по кругу, производя скалывание или резание горной породы. Скорость бурения зависит от осевой нагрузки на коронку, скорости ее вращения. Коронка состоит из металлического цилиндрического корпуса, на одном конце которого выполнена наружная резьба для соединения с колонковой трубой, а на другом конце в пазах установлены твердосплавные пластины – резцы. Резцы могут располагаться вертикально или с наклоном.

Породоразрушающий инструмент:

Очистка забоя от шлама:

Промывка скважины раствором:

Из общего объема бурения скважин большинство выполняют вращательным способом с промывкой технической водой или глинистым раствором. При бурении вращательным способом используются два вида промывки: прямая и обратная. При прямой промывке промывочная жидкость подается к породоразрушающему инструменту по бурильным трубам и по кольцевому зазору между бурильными трубами и стенками скважины поднимается на поверхность вынося с собой кусочки разрушенной породы (шлама). При обратной промывке промывочная жидкость поступает в скважину через герметически закрытое устье по стволу скважины и поднимается по бурильным трубам на поверхность.


Продувка скважины воздухом:

При бурении с прямой продувкой процессы в общих чертах такие же как и при бурении с прямой промывкой. Только вместо раствора через сальник-вертлюг подается сжатый воздух. И разрушенная порода (шлам) выдувается на поверхность.

Бурение с продувкой забоя сжатым воздухом целесообразно при бурении в льдистых мерзлых породах, которые при промывке скважин могут оттаивать, при бурении в породах, которые впитывают воду и набухают, в устойчивых породах, где отсутствуют водопритоки или они незначительны.

Бурение может осуществляется погружными пневмоударниками, а так же шарошечными долотами или колонковыми снарядами с алмазными либо твердосплавными коронками. Подача воздуха производится от передвижного компрессора.

Бурильные трубы:

Бурильные трубы предназначены для передачи крутящего момента и осевой нагрузки от вращателя (ротора) на породоразрушающий инструмент. Также бурильные трубы предназначены для подачи бурового раствора на забой для охлаждения долота (коронки). Показатели качества бурильных труб характеризуются частотой вращения бурового снаряда, величиной осевой нагрузки, расходом промывочной жидкости. В зависимости от области применения существуют различные конструкции бурильных труб:

  • ЛБТ – легкосплавные бурильные трубы применяются при алмазном бурении;
  • УБТ – утяжеленные бурильные трубы применяются для создания дополнительной осевой нагрузки на долото;
  • Ведущие бурильные трубы служат для передачи вращения от бурового станка колонне бурильных труб.

В последнее время широкое распространения получили бурильные стальные универсальные (ТБСУ) с приварными концами.

Буровой станок:

Технологической установкой, реализующей процесс бурения является буровой агрегат, состоящий из бурового станка, бурового промывочного насоса и привода. Установки, использующие для очистки забоя от шлама воздух оснащаются компрессором. Установки для бурения картировочных и геологосъемочных скважин представляют собой переносные и самоходные станки. Легкие передвижные установки монтируются на шасси легковых автомобилей. Самоходные и передвижные установки для бурения гидрогеологических скважин представляют собой особый ряд технологических комплексов, позволяющие бурить скважины диаметром до 900 мм в породах любых категорий как вращательным способом с промывкой или продувкой, так и без промывки – шнеками или ударно-забивным способом.

Буровой станок состоит из основных механизмов:

  • Двигатель – машина для выработки механической энергии;
  • Трансмиссия – обеспечивает трансформацию, регулировку, параметров и распределение механической энергии;
  • Вращатель – передает вращение на бурильную колонну. В зависимости от области применения буровой комплекс может оснащаться роторным, шпиндельным или подвижным вращателем.
  • Лебедка – служит в составе талевой оснастки, предназначена для выполнения спуско-подъемных операций.
  • Гидравлическая система — в составе с маслонасосами, маслобаком и распределителями позволяет управлять исполнительными механизмами буровой установки.

Буровой насос:

Является одним и основных элементов буровой установки. Предназначен для нагнетания промывочной жидкости для очистки забоя скважин от шлама, охлаждения породоразрушающего инструмента. Иногда применяется в роли гидропривода забойных гидравлических машин. Расход промывочного насоса определяется необходимостью обеспечения рабочей скорости прямого и восходящего потока промывочной жидкости в бурильной колонне и затрубном пространстве. В большинстве случаев осуществляет перекачку водопесчаноглинистых смесей с абразивным действием. Принципиальное отличие – поршневой или плунжерный рабочих орган. Комплектуется всасывающим рукавом, приемным клапаном, напорной линией с манометром и сбросным клапаном, трехходовым краном и расширительным баком для компенсации скачков давления.

Аварии и осложнения:

Аварией в бурении называют отклонение от нормального процесса бурения, которое вызывает прекращение углубки скважины.

Основные аварии, которые могут происходить при бурении скважины

  • обрыв труб или породоразрушающего инструмента;
  • развинчивание резьбовых соединений труб или породоразрушающего инструмента;
  • прихваты;
  • падение бурового снаряда, труб или посторонних предметов в скважину.

Предупреждение аварий могут быть организационными и техническими мероприятиями, направленными на профилактику и поддержание в нормальном состоянии буровой техники и бурового оборудования.

    • поглощение промывочной жидкости;
    • нарушение устойчивости скважины;
    • непредусмотренное искривление скважины;
    • водо-, газо, нефтепроявления.

    Предупреждение осложнений направлено на постоянный контроль за параметрами промывочной жидкости, поддержание свойств раствора в требуемом состоянии.

    Ликвидационный тампонаж скважины:

    После окончания бурения скважин проводят ликвидационный тампонаж, цель которого – устранить возможное проникновение поверхностных или грунтовых вод, предотвратить загрязнение водоносных горизонтов. Заключается в заполнении всего объема скважины тампонажной смесью.

    Обращайтесь за консультациями по телефону (495) 587-90-67.

    Источник: www.mozbt.com

    Роторное бурение

    Вращательное бурение скважинРоторное бурение — распространённый способ создания скважин, при котором усилие на рабочую колонну подаётся с роторного вращателя. Буровые установки данной разновидности могут быть как стационарными, так и мобильными. В обоих случаях агрегатированные комплексы комплектуются вращателями роторного типа, что исключает передачу осевой нагрузки на буровой снаряд.

    История возникновения метода

    Метод бурения, при котором используется роторный вращатель, впервые был испытан в Соединённых Штатах в 80-х годах XIX века. Проходка осуществлялась лопастными долотами с постоянной подачей промывочной жидкости. Немногим позже подобную технологию применили на Кавказе: первая скважина, сделанная роторным буровым оборудованием, появилась там в 1902 году.

    Стационарное и мобильное буровое оборудование

    Используя полноразмерную стационарную буровую установку, можно получать скважины глубиной до 10 км, достигающие 70 см в диаметре. Чаще всего стационарное буровое оборудование такого рода применяется для проходки эксплуатационных скважин, однако в отдельных случаях может использоваться и для разведки глубоко залегающих месторождений.

    Мини буровая установка на самоходной платформе ориентирована по большей части на разведку, так как ей не под силу преодолеть полуторакилометровый предел глубины. А вот что касается диаметра скважины, то он лишь немногим уступает стационарным установкам.

    Комплект бурового оборудования

    Оборудование для бурения скважин с применением роторного вращателя включает в себя буровую вышку и буровой снаряд.

    Вращательное бурение скважинБуровая вышка включает в себя:

    • двигатель;
    • вращатель роторного типа;
    • насосы поршневого типа;
    • вертлюг для подачи промывочного раствора;
    • талевая система;
    • очистное оборудование для промывочной жидкости.

    Талевая система состоит из кронблока и крюка. Очистная система — из приёмного бака, гидроциклона (вращающийся элемент для разделения жидких субстанций), вибросита и желобов.

    При стационарном размещении буровое оборудование может располагаться на площадке произвольно, главное соблюсти технический регламент. В случае с мобильными установками все элементы, кроме очистной системы, располагаются на передвижной платформе — прицепе или раме грузового авто.

    Буровой снаряд включает в себя:

    • долото буровое;
    • ведущая штанга;
    • трубы с износостойкими муфтовыми соединениями на концах;
    • муфты и переходники;
    • вертлюг.

    В зависимости от типа разбуриваемой породы и глубины проходки могут применяться стандартные или утяжелённые бурильные трубы.

    Технологический процесс

    Сердцем буровой установки является роторный вращатель, так как именно он приводит в движение бурильную колонну, а через неё опосредованно и породорарзрушающий инструмент. Сам же ротор приводится в действие ДВС или электромотором. Передача вращающего усилия осуществляется через вал. Таким образом передаваемое от двигателя усилие преобразуется во вращение ротора.

    Погружаемая в грунт колонна состоит из множества труб, соединённых при помощи муфт. Их массы обычно хватает для подачи достаточной вертикальной нагрузки на породоразрушающий инструмент. Если буровое долото проворачивается вхолостую, в ход идут УБТ — утяжелённые бурильные трубы.

    Вращаясь, долото дробит породу, выделяя при этом большое количество тепла. С повышением температуры данного инструмента уменьшается его износостойкость, поэтому долото необходимо постоянно охлаждать. Для этих целей используется промывочная жидкость. Она же освобождает скважину от раздробленной и измельчённой породы, вытесняя её через так называемое кольцевое пространство — пустую полость между внешней поверхностью бурильной колонны и внутренними стенками скважины. После прохождения сквозь очистную систему данная жидкость снова отправляется в забой.

    По достижении определённой глубины скважину укрепляют обсадной колонной. Если этого не сделать, скважина будет подвержена просачиванию грунтовых вод и обрушению стенок. Кольцевое пространство заполняется цементом. Когда раствор затвердевает, проходку продолжают, но уже с долотом меньшего диаметра.

    Смена породоразрушающего инструмента

    Вращательное бурение скважинНесмотря на тщательно просчитанную геометрию лопастей и армирование твёрдыми сплавами, долото буровое всегда будет самым изнашиваемым инструментом роторной буровой установки. Его регулярная замена — неотъемлемая составляющая рабочего процесса. Для этих целей используются так называемые «свечи» — блоки из нескольких труб. В зависимости от высоты буровой вышки и глубины скважины, длина свечи может варьироваться от 20 до 50 м. С целью упростить свинчивание, трубы оснащают замками с конической резьбой.

    Области применения роторного бурения

    Описанное в статье буровое оборудование может быть использовано для проходки скважин любых назначений как с отбором керна, так и без него. Оптимальным выбором для серийного бурения разведывательных скважин являются мини буровые установки, смонтированные на прицеп или в кузов грузового авто.

    За последние 10 лет сфера применения роторных буровых установок существенно расширилась. Тому есть две причины: разработка и внедрение струйных шарошечных долот; появление мощных компрессоров и использование сжатого воздуха для очистки скважин от шлама. Но на этом развитие роторного бурения не останавливается: разработки в данной области ведутся постоянно.

    Источник: www.anker-pk.ru

    Роторный способ бурения нефтяных скважин

    Вращательное бурение скважинРоторное бурение скважин представляет собой один из видов вращательного бурения. Суть заключается в том, что породоразрушающий инструмент, расположенный внутри скважины, приводится в действие за счет электродвигателя или газотурбинного оборудования.

    Роторное бурение наиболее распространенный метод, так как достаточно эффективен и прост в применении. Чаще всего он используется для бурения разведочных и эксплуатационных нефтяных скважин, однако, за счет компактности, применяется и для создания скважин с водой на частных участках

    Технология роторного бурения впервые была применена в США в начале 1880-х годов, и с тех пор претерпевала незначительные изменения, положительно сказавшихся на её эффективности. В частности, совершенствовались породоразрушающие инструменты, изобретались новые промывочные жидкости, повышалась прочность отдельных элементов. Кроме того, совершенствовалась и сама технология бурения, за счет чего данный метод и является сейчас одним из основных способов создания забоя и почти полностью заменил стандартный ударный метод. Обо всем, что нужно знать о роторном способе бурения – далее в статье.

    Оборудование для роторного бурения скважин

    Несмотря на кажущуюся простоту, нефтяная, газовая или любая другая скважина требует довольно внушительного списка оборудования. Без любой из этих частей работа установки невозможна. В перечень элементов, необходимых для осуществления роторного бурения, входит:

    • вышка;
    • буровая установка;
    • ротор;
    • буровые поршневые насосы;
    • вертлюг;
    • талевая система;
    • система очистки жидкостью.

    Вертлюг – это элемент, через который промывочная жидкость попадает в колонну. Он подвешен на один крюк талевой системы. Кроме этого, в неё входит кроноблок и блок.

    Система очистки промывочной жидкостью также состоит из ряда элементов:

    Роторный способ бурения скважин часто требует мобильности конструкции, поэтому её часто размещают на специальных платформах.

    Роторное бурение скважин: плюсы и минусы

    Бурение скважин роторным методом очень распространенно. Он имеет огромное количество преимуществ перед стандартным ударным способом:

    1. Скорость. Бурение роторным способом производится значительно быстрее ударного.
    2. Универсальность. Спектр применения метода гораздо шире, так как за счет применения различных долот можно работать с разными видами грунтов.
    3. Размер. Вся установка занимает относительно немного места в отличие от конструкций для ударного метода.
    4. Мобильность. За счет малых габаритов, установку можно разместить на подвижной платформе.

    Вращательное роторное бурение скважин, тем не менее, имеет и некоторые ограничения.

    Так, в зависимости от грунта и пород, следует подбирать соответствующие долота.

    Наличие очень твердых объектов на пути пролегания скважины может стать помехой, если не использовать специальное породоразрушающее оборудование.

    Кроме этого, проблему представляет:

    1. Глинистый раствор. Он нередко вызывает проблемы при исследовании пластов, а также не всегда является рентабельным в некоторых случаях.
    2. Невозможность работы в зимнее время. Промерзлый грунт является серьезным препятствием для бурения роторным способом.
    3. Мощность установки. Она напрямую зависит от ротора, который является уязвимым элементом системы.

    В условиях промерзлых почв, предпочтительным вариантом является ударная методика. Разумеется, нефтяная или любая другая скважина будет буриться дольше, однако в итоге желаемый результат будет получен.

    Принцип осуществления роторного бурения скважин

    Вращательное бурение скважинНесмотря на кажущуюся простоту технологии, принцип работы роторного оборудования довольно сложен. Сам ротор приводится в действие за счет приводного вала, который передает вращение от электродвигателя. Иногда используется двигатель внутреннего сгорания.

    Само вращение принимают ведущие вкладыши ведущих вкладышей. Их сечение полностью аналогично сечению верхней рабочей трубы, которое по своей форме может быть абсолютно разным.

    Основой для бурильной колонны являются специальные трубы. Именно между ними и породоразрушающим инструментом монтируются УБТ – утяжелённые бурильные трубы. За счет их огромного веса на долото оказывается достаточная для эффективной работы нагрузка.

    Верхняя часть рабочей трубы подсоединяется к вертлюгу. По этой системе подается промывочная жидкость, которая попадает на забой через насадки долота – она нужна для поддержания работоспособности всей роторной бурильной установки.

    Подъем или спуск обеспечивают свечи – несколько бурильных труб с длиной от 25 до 50 метров. Под действием нагрузки, которую обеспечивают утяжеленные бурильные трубы, долото и разрушает породу. За счет регулярно поступающей жидкости инструмент охлаждается, а параллельно с этим забой прочищается от шлама. Жидкость используют повторно после её очистки.

    Обсадные трубы

    Разумеется, нельзя просто пробурить скважину и оставить её без малейших укрепляющих конструкций. Грунт – довольно неустойчивая субстанция, способная менять свое положение. Именно поэтому риск обрушения забоя довольно велик.

    Чтобы этого не произошло, на некотором расстоянии от поверхности в бурении делается перерыв, во время которого устанавливается обсадная колонна. За счет неё исключается осыпание стенок или же завала пробуренного пути, а также препятствует проникновению воды. Самая первая колонна часто называется кондуктором и она позволяет осуществить перекрытие неустойчивых пород, тем самым придавая надежности пробуренной скважины.

    Как правило, такую колону ставят не ранее отметки 30 м, и не позже отметки 600 м. Если скважина нефтяная, то обсадные конструкции устанавливаются с как можно меньшим расстоянием до поверхности.

    Роторный способ бурения применяется для многих типов грунта, потому, при установке колон приходится ориентироваться на текущие геологические условия. Так, иногда возникает необходимость использовать сразу нескольких обсадных колон для повышения надежности забоя. Чем меньше диаметр трубы, тем глубже она опускается. Очевидно, что самая небольшая по диаметру будет находиться глубже всех остальных.

    Наиболее глубокая колонна – эксплуатационная, перфорируется снизу. Через эти отверстия нефтяная, газовая или водяная масса в неё и поступает.

    Промывочная жидкость в буровых роторных работах

    Бурение скважин вращательным роторным способом можно сделать эффективнее, если использовать подходящий метод промывки. На данный момент в качестве жидкости применяются:

    • полимерные растворы;
    • аэрированные растворы;
    • нефтяные эмульсии;
    • вода.

    Также применяется продувка воздухом. В случае, если работы планируются на участках с низким пластовым давлением, используется специальный газ.

    С помощью промывки забой не только избавляется от лишних примесей, осыпавшихся пород и крупных предметов.

    Роторное бурение скважин – это довольно трудоемкий процесс, требующий учета многих факторов. Тем не менее, он является одним из самых эффективных методов и широко применяется в самых разных условиях.

    Роторная буровая установка

    Источник: snkoil.com

    Роторный способ бурения скважин

    Роторный способ бурения скважин представляет собой один из самых популярных методов обустройства скважин для эксплуатационных и разведывательных целей, в любой среде. Главная особенность данного вида бурения является использование оборудования вращательного типа. В результате поступательно-вращательных движений, оборудование постепенно заглубляется, а почва из забоя выводится наружу.

    Бурение скважин роторным способом не предусматривает наличие осевого усилия, которое подается от привода и характеризуется промывкой забоя. В данном случае используется вода, но можно применять и специальные вещества, предназначенные для этих целей. Таким методом для обустройства скважинного колодца пользуются уже более ста лет.

    Из чего состоит установка

    На сегодняшний день роторное бурение скважин на воду предусматривает использование нескольких типов установок. Можно использовать стационарные или же переделанные с самоходных транспортных средств. Независимо от конструкций, любой тип установки имеет общие составляющие.

    Как работает

    Основная особенность работы таких буровых установок заключается в том, что необходимо использование рамной или же решетчатой вышки. Она нужна для закрепления подъемного оборудования, а также других комплектующих оборудования. С её помощью можно опускать и поднимать в шахту скважины детали бурильной колонны.

    Установка может иметь двигатель, работающий на электричестве или внутреннего сгорания. Отлично может подойти двигатель ДВС, на котором обустроено оборудование. Для того чтобы передавать вращательные движения от двигателя к ротору, устанавливается привод. Также он может выполнять задачу по изменению диапазона оборотов.

    Ведущая труба, которая воспринимает крутящий момент от ротора, характеризуется тем, что сохраняет функцию перемещаться беспрепятственно по направлению оси. На оси стола предусмотрено наличие отверстия, может демонтироваться. Её также можно заменить на трубы различного типа. Такая деталь получила название рабочего вкладыша.

    Отдельные трубы составляют бурильную колонну. Они соединяются с ведущей трубой. Также предусмотрено соединение их между собой с помощью разъемных муфт. Вращательные движения по трубам передаются на долото. Затем долото вращательными движениями с помощью рабочих кромок воздействует на грунт, разрушая его. Характерно, что долото может иметь несколько типов рабочих установок. На него можно устанавливать алмазные, изготовленные из твердых сплавов, а также композитных материалов. Также существует несколько типов, различных по форме кромок – с шарошками или режущая. Это требуется для максимально удобной работы в условиях различных пород грунтов.

    Осевое усилие от ротора не воспринимается буровой колонной. Чтобы не допустить появление изгиба труб, из которых делается колонна, её нужно держать в растянутом положении. Необходимо, чтобы было давление на зону забоя от рабочих органов. Над долотом создается усилие, которое достигается благодаря высокой массе труб, используемых специально для увеличения массы. Сила тяжести распределяется неравномерно. Большая часть приходится на долото, а остальная – на растягивание буровой колонны, которая находится в подвешенном состоянии.

    Приводной вал, который располагается сверху, подвешивают к талевой системе с использованием вертлюга. Он также используется, чтобы добиться свободного вращения груза. По вертлюгу и полые трубы, расположенные в буровой колонне к соплам долота, нужно подавать жидкость для промывки.

    Жидкость, которая подается под напором, размывает породу под долотом. Участвует в процессе вывода на поверхность грунта по зазору, который располагается между бурильными трубами и стволом.

    Когда жидкость попадает на поверхность, она переходит к процессу очистки. Из нее удаляются буровые продукты. Это осуществляется при использовании фильтров различного типа.

    После того как насосы пройдут очистку, сюда нужно снова закачать жидкость. Достаточно часто используются ступенчатые поршневые насосы. Роторное бурение скважин в условиях различных типов пород, а также на разных ресурсах, нужно использовать разные виды жидкостей для промывки. Если делаем отверстие в скалистой почве, можно использовать обычную воду. Но в условиях рыхлых, требуется сделать раствор воды и глины. Иногда можно продуть, используя воздух.

    Особенности технологии роторного бурения

    Технология роторного бурения скважин предусматривает вымывание из отверстия породы, а также опускание вниз колонны. Когда забой будет углубляться, нужно по мере необходимости наращивать буровую колонну, используя новые трубы. Периодически нужно поднимать трубы, это делается с помощью талевой системы, которая размещается наверху вышки. Разбирать буровую колонную нужно по очереди, каждую трубу отдельно.

    Есть возможность осуществлять роторное бурение в несколько ступеней. После того как сделали проход в верхних слоях, как правило, рыхлых, нужно поднять колонну, а затем опустить в забой трубу. Для заполнения кольцевого забора используется цемент. После его застывания, можно опускать в скважину долото с меньшим диаметром и продвигать его дальше. Можно делать такую работу в несколько этапов. На завершающем этапе нужно опустить вниз эксплуатационную трубу, на конце которой есть перфорация.

    Вращения, скорость закачивания жидкости, а также количество и вес труб для утяжеления, какое нужно использовать долото зависят от того, насколько глубоко нужно делать отверстие, а также какой состав и характеристики имеет порода.

    Лучше всего бурить в легких грунтах. Тогда достигается высокая скорость и оперативность подачи промывочной жидкости. Если работать в условиях скалистых породах, тогда скорость будет значительно ниже, а также сокращается количество используемой промывочной жидкости, которая используется для выброса грунта на поверхность.

    Такой метод бурения позволяет делать скважины на очень большую глубину. Главные преимущества заключаются в высокой скорости работы, возможность работать практически в любом типе почвы, за исключением грунта с большими валунами, поскольку в данном случае есть угроза заклинивания долота, а также в тех грунтах, которые сильно впитывают жидкость для промывки.

    Сложно бурить таким методом в холодное время года, поскольку промывочная жидкость замерзает. Очень сложно работать в тех местностях, где есть дефицит воды и глины. Если в работе используется глинистый раствор – это может привести к закупориванию водоносной жилы, поэтому потребуется делать промывку водой. Если породы рыхлые или нужно делать скважину большого диаметра, используется метод обратной промывки. В данном случае вода, которая подается по стволу, впитывается у основания колонны. Чтобы очищать жидкость, нужно сделать отстойники.

    Источник: zen.yandex.ru

    Скважина на воду способом роторного бурения: особенности технологии, принцип осуществления работ

    Вращательное бурение скважин

    Ротором в технике называют подвижную часть механизма, передающую энергию вращения на рабочий инструмент. Процесс, при котором круговое оборачивание снаряда совмещается с осевым давлением на поверхность массива, называется роторное бурение. Таким способом проходят выработки различного назначения, включая скважины на воду.

    Вращательное бурение скважин

    Роторное бурение скважины на воду.

    Оборудование для роторного бурения скважин

    Ротор является основным механизмом станка для одноименного метода бурения. Вращатели различают по мощности, статической нагрузке, диаметру отверстия под колонну из труб. По конструкции роторы бывают неподвижными или перемещающимися в вертикальной плоскости. Они рассчитаны на бурение скважин глубиной 100-1500 м, выдерживают нагрузку 10-500 т.

    Кроме основного предназначения (вращения инструмента), ротор служит удерживающим устройством бурильных и обсадных труб при выполнении спуско-подъемных операций. Еще ряд механизмов и устройств обеспечивают продвижение породоразрушающего снаряда в горный массив.

    В состав роторной буровой установки входят:

    1. Вышка — на ней размещаются и подвешиваются бурильные трубы. Сооружение устраивается в виде мачты на 1-2 опорах или каркаса башенного типа на 4 опорных точках.
    2. Буровой насос поршневой — служит для закачки в скважину промывки. Работает в составе комплекса оборудования для приготовления раствора и его очистки.
    3. Вертлюг — через него промывочный раствор от насоса попадает в буровую колонну. Устройство крепится на крюке в верхней части вышки.
    4. Талевая система с лебедкой и блоками — обеспечивает спуск и подъем колонны.
    5. Элеватор — с его помощью производятся захват и удержание труб.

    В состав оборудования входят долота шарошечные и алмазные, стропы для присоединения элеватора к талевому блоку, переходники различных типов, грязевые насосы для откачки пульпы. Промывка при роторном бурении — прямая или обратная с применением глинистого раствора, воды.

    Роторное бурение скважин: плюсы и минусы

    Вращательный способ проходки выработок бывает не только роторным, эта технология может сочетаться с ударным воздействием, с продувкой сжатым воздухом, удалением грунтового бурового шлама через шнек.

    Преимущества проходки скважин с применением ротора:

    1. Скорость выше, чем при ударном разрушении. Способ обратной промывки выработки водой в рыхлых породах ускоряет проходку в 1,5-2 раза по сравнению с бурением с прямой подачей раствора в скважину.
    2. Универсальность — сменные долота способны разрушать мягкие грунты и твердые горные породы. Роторная проходка скважины позволяет достичь водоносного пласта на любой глубине.
    3. Возможность бурения водозаборных выработок Ø1200-1500 мм. Для этого применяется обратная промывка ствола.
    4. Габариты и металлоемкость станка невелики по сравнению с ударно-канатными буровыми машинами.
    5. Мобильность — оборудование размещается на передвижной платформе.

    Вращательное бурение скважин

    Роторное бурение скважины на воду.

    Роторный метод для водозаборных скважин является предпочтительным, поскольку он объединяет достоинства всех вращательных способов бурения.

    Недостатки этого способа заключаются в том, что применение глинистого раствора снижает дебит скважины, требует мероприятий по восстановлению водоотдачи.

    Стоимость работ выше, чем при других способах бурения, вследствие необходимости подвоза чистой воды, глины и реагентов для приготовления раствора. Проблемы обостряются зимой, когда требуется защита от низких температур.

    Принцип осуществления роторного бурения скважин

    Проходка выработки для водозабора непрерывным вращением бурового снаряда заключается в разрушении горных пород на забое скважины долотом, присоединенным к колонне, вращающейся вокруг оси ствола ротором. Удаление шлама и охлаждение режущего инструмента осуществляются жидкостью или сжатым воздухом.

    Порядок работы оборудования:

    1. Вращатель приводится в действие двигателем электрическим или внутреннего сгорания.
    2. Усилие от вала принимают ведущие вкладыши, расположенные по контуру верхней рабочей трубы, они же передают крутящий момент на колонну.
    3. Давление разрушающего инструмента на забой передается по звеньям сборки. За счет массы конструкции создается нагрузка, достаточная для резания породы.
    4. Буровой шлам удаляется из скважины промывочной жидкостью, которая одновременно охлаждает дробящий инструмент. Раствор после очистки используется вновь.

    По мере износа долота его заменяют новым, для этого колонна по секциям извлекается из выработки. Длина свечи, вытаскиваемой за один прием, зависит от высоты подвески кронблока и составляет 25-50 м.

    Вращательное бурение скважин

    Схема роторного бурение скважины.

    Обсадные трубы

    Пересекаемые скважиной породы частично укрепляются за счет применения глинистого раствора, но полноценное предотвращение осыпания стенок выработки достигается их обсадкой стальными трубами. Закончив бурение в заданном интервале, проходку скважины приостанавливают для монтажа обсадной колонны. Ближайшая к поверхности часть конструкции называется кондуктором.

    При укреплении стенок выработки придерживаются следующих правил:

    • диаметр обсадной трубы должен быть меньше сечения выработки: колонна опускается в скважину свободно;
    • глубина, начиная с которой делают перерыв в бурении для установки обсадной крепи, находится в пределах 30-600 м;
    • стенки водозаборных выработок обсаживают цельнотянутыми трубами длиной 6-13 м, для изготовления кондуктора используют сварные стояки Ø426-478 мм;
    • затрубное пространство заполняется цементной тампонажной смесью.

    В сложных геологических условиях устанавливают несколько обсадных колонн разного диаметра. Трубы меньшего размера располагаются в глубоких горизонтах.

    Особенность нижнего звена конструкции заключается в том, что эта труба является эксплуатационной и перфорируется для проникновения воды внутрь колонны.

    Вращательное бурение скважин

    Промывочная жидкость в буровых роторных работах

    Жидкие среды, используемые для бурения, укрепляют стенки выработки в рыхлых породах, удерживают буровой шлам во взвеси, не давая ему осаждаться, и выносят его на поверхность, не загрязняют подземную воду. Трение колонны о стенки скважины и охлаждение долота, способствование разрушению породы на забое — это тоже функции промывки.

    В качестве буровых растворов применяются следующие жидкости:

      Вода техническая. Применяется при строительстве водозабора в устойчивых породах и песках, где статический уровень жидкости ≥3 м. Диаметр скважин

    Источник: scvazina.ru

    Технология роторного бурения скважины

    Развитие технологии бурения скважин в последнее время сильно набирает обороты. Большим спросом пользуется именно роторное бурение как наиболее надежный, эффективный, безопасный способ, который дает возможность проделать отверстие в земле до 100 м за пару дней.

    Преимуществом работы роторных буровых установок является отсутствие осевого давления на бурильный механизм, что снижает себестоимость процесса, повышает эффективность работы, увеличивает долговечность инструмента. Промывка в процессе работы происходит за счет воды или специальной жидкости. Предлагаем подробнее рассмотреть способ бурения, узнать его тонкости, преимущества и недостатки.

    Отличительные особенности

    Что касается особенностей, то современные роторные установки представляют собой грузовой автомобиль, на котором располагается бур. Это не только добавляет маневренности, но и позволяет обслуживать самые отдаленные участки, дачные и частные комплексы. Бурение вращательным роторным способом является самым эффективным на сегодняшний день, что позволяет пробивать самые плотные слои грунта.

    Но нельзя сказать, что бурение можно произвести за считанные часы. Это сложная и тяжелая работа, требующая непрерывной подачи воды, что позволяет исключить заклинивание керна.

    Возможность роторного бурения на большую глубину определяется наборной длиной бура. При помощи таких установок можно бурить скважины на известняк, которые являются самыми экологически чистыми и не требующими дополнительной фильтрации в некоторых случаях. Такие скважины располагаются на глубине от 80 м. Некоторые из них приравниваются к артезианским (больше информации о глубине залегания вод для скважины найдете в специальной статье).

    Оборудование для роторного бурения скважин

    Говоря об оборудовании для роторных бурильных установок, следует выделить саму вышку. Вышка обязательно имеет привод. Если мы берем в расчет мобильные установки, то в качестве двигателя выступает автомобильный мотор. Кроме прочего, в конструкцию входит напорная магистраль, предназначенная для непосредственного бурения, подъемное оборудование, система промывающей жидкости вертлюг, насосы и прочее узлы.

    Преимущества и недостатки

    Что касается преимуществ технологии роторного бурения, то здесь выделяю следующее:

    1. Вращательное бурение скважинВысокая скорость работы. Скважина до 100 метров может быть пробурена за 2-3 дня. Лучше бурить неплотный грунт, поскольку он меньше изнашивает инструмент, позволяет повысить эффективность работы и снизить сроки сдачи объекта.
    2. Универсальность. Здесь снова затрагивается возможность бурить разные породы грунта. Это позволяет создавать скважины, предназначенные для забора технической воды, например, неглубокие, а также артезианские, когда приходится бурить “на известняк”. Помощью для работы роторной установки может стать глинистый раствор. Он используется в вопросах промывки скважин.
    3. Размер. Благодаря тому, что установка помещается на грузовой автомобиль, ее можно доставлять в самые разные уголки, даже по непроходимым дорогам. Есть возможность подъезда в труднодоступные места, что актуально при бурении на территории частных участков. Все это добавляет мобильности, позволяя быстро раскладываться на новом объекте и сразу приступать к выполнению задачи.

    Среди недостатков можно выделить необходимость тщательной подготовки к каждому роторному бурению. То есть, нужна геологоразведка, поскольку в зависимости от породы грунта необходимо подбирать специальное оборудование, которое применяется для породоразрушения, иначе долото может выйти из строя.

    Вращательное бурение скважинСреди прочих недостатков нужно выделить сложность бурения в зимний период времени.

    Бурильная установка может быть разрушена под действием замерзшего грунта (рекомендации о том, в какое время года лучше всего бурить скважину, а также преимущества и недостатки каждого сезона для начала бурительных работ, найдете в нашем специальном материале).

    Что касается мощности, то здесь все зависит от роторной части.

    Принцип осуществления роторного бурения скважин

    В основе технологии роторного бурения скважин лежит грузовой автомобиль, на котором установлен подъемник, а также вышка. Это позволяет поднимать/опускать ствол подъемного механизма бурильной колонны. Всем этим движет электрический привод либо мотор внутреннего сгорания автомобиля. Благодаря открытию заслонки подачи топлива, есть возможность регулировать количество оборотов вращающегося механизма.

    Энергия двигателя передается ротору, который преобразует ее в энергию вращения бура. Труба ротора использует ведущий момент и начинает вращаться в заданном направлении. Основная часть ведущей трубы является разъемной, что позволяет увеличивать ее длину, постепенно углубляясь в скважину. Соединение осуществляется за счет муфт.

    Вращение передается на керн, который работает по принципу раздробления горной породы. Режущая коронка может быть изготовлена из алмазных сплавов, композитных материалов и других твердосплавных веществ. Конструкция кромок тоже может отличаться.

    Вращательное бурение скважинБлагодаря распределенному весу утяжеляющей трубы, усилие создается непосредственно на долото, что является особенностью роторной установки. В связи с этим распределенная сила тяжести растягивает подвешенную буровую колонну, не позволяя ей разрушаться под нагрузкой. Через вертлюг (систему очистки жидкостью) подается промывочная жидкость. Она попадает на режущие элементы долота.

    Продукты бурения удаляются при помощи решетчатых, вибрационных и инерционных фильтров, что зависит от конструкции установки.

    Подача воды должна идти практически непрерывно, поскольку иначе буровая установка быстро выйдет из строя.

    Есть разновидности, которые способны очищаться посредством подачи сжатого воздуха.

    Как происходит роторное бурение:

    Обсадные трубы

    Роторный способ бурения скважин предполагает установку обсадных колонн. Это процесс предполагает монтаж емкостей в виде труб, толщина стенок которых защищает грунт от движения. Именно это спасает скважину от обрушения, позволяя пользоваться долгие годы водой на собственном участке. Глубина залегания обсадной части трубы индивидуальна и зачастую зависит от предварительной геологоразведки.

    В среднем, для центральной части России, глубина установки металлической обсадной трубы фиксирована значением от 15 до 30 м включительно.

    Предпочтительно использовать сразу несколько обсадных труб. В случае с водой, сначала устанавливается металлическая труба большего диаметра, которая защищает движения земной коры на глубине до 30 м, и только потом сквозь нее, с учетом уменьшения общего диаметра скважины, устанавливается пластиковая труба, составные части которой скручиваются по резьбе.

    Чем больше глубина скважины, тем меньше диаметр самой последней установленной трубы.

    В то же время, диаметр обсадной части рассчитывается индивидуально с учетом установки насоса для колодцев. Рекомендуют, чтобы насос в скважине располагался ровно по вертикали, чтобы вокруг него было свободное пространство по 2-3 см.

    Как происходит спуск и обстановка обсадной трубы при роторном бурении скважины:

    Промывочная жидкость в буровых роторных работах

    Роторное бурение скважин на воду предполагает использование жидкости для промывки.

    Вращательное бурение скважинЗа счет промывки грунта специальным бурильным раствором увеличивается срок службы бурильного механизма, поскольку он охлаждается в процессе работы. Кроме того, бурильная промывочная жидкость вымывает опавший грунт, посторонние включения.

    В процессе работы могут быть использованы растворы на полимерной основе, нефтяные эмульсии, вода, аэрированный раствор.

    Поэтому, говоря о работе роторной установки по бурению скважин на воду, имеют в виду совокупность 2 узлов. Первое транспортное средство выполняет непосредственное бурение, второе доставляет воду и применяется в вопросах обустройства очистки скважин.

    Роторная буровая установка

    Буровая установка и привод представляет собой вышку величиной от 12 до 15 м. Эта вышка, в случае с мобильной установкой, монтируется на грузовой автомобиль. Зачастую это ЗИЛ или Камаз, что добавляет проходимости.

    В роли привода используется мотор ТС. Чем мощнее двигатель, тем эффективнее и быстрее работа.

    На вышке располагается бурильная труба, которая вращается в конкретном направлении. Окончанием трубы является долото, состоящее из двух, трех или четырех режущих механизмов. При вращении трубы долото вращается и прорезает грунт.

    В конструкции имеется лебедка, что позволяет по окончанию бурения поднимать буровой механизм на поверхность. Эта же лебедка поддерживает буровую трубу, давая возможность специалистам из бригады наращивать глубину во время работы. Труба имеет полую структуру, что позволяет поднимать остатки отработанного грунта на поверхность. Либо же через трубу подается вода или другая промывочная жидкость, которая охлаждает бурильное долото, а также позволяет вымывать и размягчать грунт.

    Из чего состоит и как работает роторная буровая установка:

    Профессиональная промывка скважин осуществляется использованием специального раствора, это – раствор глины в воде. Ее закачивают с помощью рабочей трубы и присоединяют к вертлюг, здесь раствор выполняет работу, после чего выкачивают, где раствор отстаивают и используют вновь. Особенностью такого раствора является возможность не только вымывать отработанный грунт, но и укреплять стенки скважины после высыхания. При небольших глубинах и несильной загрязненности для выкачивания могут использоваться фекальные насосы.

    Источник: provodoprovod.ru

    Источник: otoplenie-doma54.ru

    Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования.

    Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное:

    Ударно-канатное бурение

    Вращательное бурение

    Вращательное бурение имеет несколько основных направлений: шнековое, колонковое, бурение с прямой и обратной промывкой, бурение с продувкой.

    Технология.

    При вращательном способе бурения крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.

    Шнековое бурение.

    Бурение кольцевым или сплошным забоем.

    Алмазное бурение:

    Наиболее эффективный способ проходки разведочных скважин. Алмаз является наиболее твердым минералом, поэтому его используют при бурении пород средней твердости и крепких различной абразивности. Для армирования алмазных коронок применяют технические алмазы небольших размеров и разнообразной формы. При бурении твердых, хрупких пород разрушение будет происходить за счет их скалывания, смятия и раздавливания, в пластичных породах – преобладают процессы резания.

    Твердосплавное бурение:

    При твердосплавном бурении резец буровой коронки под действием осевой нагрузки совершает поступательное движение вниз на некоторую глубину и приложении крутящего момента перемещается по кругу, производя скалывание или резание горной породы. Скорость бурения зависит от осевой нагрузки на коронку, скорости ее вращения. Коронка состоит из металлического цилиндрического корпуса, на одном конце которого выполнена наружная резьба для соединения с колонковой трубой, а на другом конце в пазах установлены твердосплавные пластины – резцы. Резцы могут располагаться вертикально или с наклоном.

    Породоразрушающий инструмент:

    Очистка забоя от шлама:

    Промывка скважины раствором:

    Из общего объема бурения скважин большинство выполняют вращательным способом с промывкой технической водой или глинистым раствором. При бурении вращательным способом используются два вида промывки: прямая и обратная. При прямой промывке промывочная жидкость подается к породоразрушающему инструменту по бурильным трубам и по кольцевому зазору между бурильными трубами и стенками скважины поднимается на поверхность вынося с собой кусочки разрушенной породы (шлама). При обратной промывке промывочная жидкость поступает в скважину через герметически закрытое устье по стволу скважины и поднимается по бурильным трубам на поверхность.

    Продувка скважины воздухом:

    При бурении с прямой продувкой процессы в общих чертах такие же как и при бурении с прямой промывкой. Только вместо раствора через сальник-вертлюг подается сжатый воздух. И разрушенная порода (шлам) выдувается на поверхность.

    Бурение с продувкой забоя сжатым воздухом целесообразно при бурении в льдистых мерзлых породах, которые при промывке скважин могут оттаивать, при бурении в породах, которые впитывают воду и набухают, в устойчивых породах, где отсутствуют водопритоки или они незначительны.

    Бурение может осуществляется погружными пневмоударниками, а так же шарошечными долотами или колонковыми снарядами с алмазными либо твердосплавными коронками. Подача воздуха производится от передвижного компрессора.

    Бурильные трубы:

    Бурильные трубы предназначены для передачи крутящего момента и осевой нагрузки от вращателя (ротора) на породоразрушающий инструмент. Также бурильные трубы предназначены для подачи бурового раствора на забой для охлаждения долота (коронки). Показатели качества бурильных труб характеризуются частотой вращения бурового снаряда, величиной осевой нагрузки, расходом промывочной жидкости. В зависимости от области применения существуют различные конструкции бурильных труб:

    • ЛБТ – легкосплавные бурильные трубы применяются при алмазном бурении;
    • УБТ – утяжеленные бурильные трубы применяются для создания дополнительной осевой нагрузки на долото;
    • Ведущие бурильные трубы служат для передачи вращения от бурового станка колонне бурильных труб.

    В последнее время широкое распространения получили бурильные стальные универсальные (ТБСУ) с приварными концами.

    Буровой станок:

    Технологической установкой, реализующей процесс бурения является буровой агрегат, состоящий из бурового станка, бурового промывочного насоса и привода. Установки, использующие для очистки забоя от шлама воздух оснащаются компрессором. Установки для бурения картировочных и геологосъемочных скважин представляют собой переносные и самоходные станки. Легкие передвижные установки монтируются на шасси легковых автомобилей. Самоходные и передвижные установки для бурения гидрогеологических скважин представляют собой особый ряд технологических комплексов, позволяющие бурить скважины диаметром до 900 мм в породах любых категорий как вращательным способом с промывкой или продувкой, так и без промывки – шнеками или ударно-забивным способом.

    Буровой станок состоит из основных механизмов:

    • Двигатель – машина для выработки механической энергии;
    • Трансмиссия – обеспечивает трансформацию, регулировку, параметров и распределение механической энергии;
    • Вращатель – передает вращение на бурильную колонну. В зависимости от области применения буровой комплекс может оснащаться роторным, шпиндельным или подвижным вращателем.
    • Лебедка – служит в составе талевой оснастки, предназначена для выполнения спуско-подъемных операций.
    • Гидравлическая система — в составе с маслонасосами, маслобаком и распределителями позволяет управлять исполнительными механизмами буровой установки.

    Буровой насос:

    Является одним и основных элементов буровой установки. Предназначен для нагнетания промывочной жидкости для очистки забоя скважин от шлама, охлаждения породоразрушающего инструмента. Иногда применяется в роли гидропривода забойных гидравлических машин. Расход промывочного насоса определяется необходимостью обеспечения рабочей скорости прямого и восходящего потока промывочной жидкости в бурильной колонне и затрубном пространстве. В большинстве случаев осуществляет перекачку водопесчаноглинистых смесей с абразивным действием. Принципиальное отличие – поршневой или плунжерный рабочих орган. Комплектуется всасывающим рукавом, приемным клапаном, напорной линией с манометром и сбросным клапаном, трехходовым краном и расширительным баком для компенсации скачков давления.

    Аварии и осложнения:

    Аварией в бурении называют отклонение от нормального процесса бурения, которое вызывает прекращение углубки скважины.

    Основные аварии, которые могут происходить при бурении скважины

    • обрыв труб или породоразрушающего инструмента;
    • развинчивание резьбовых соединений труб или породоразрушающего инструмента;
    • прихваты;
    • падение бурового снаряда, труб или посторонних предметов в скважину.

    Предупреждение аварий могут быть организационными и техническими мероприятиями, направленными на профилактику и поддержание в нормальном состоянии буровой техники и бурового оборудования.

      • поглощение промывочной жидкости;
      • нарушение устойчивости скважины;
      • непредусмотренное искривление скважины;
      • водо-, газо, нефтепроявления.

      Предупреждение осложнений направлено на постоянный контроль за параметрами промывочной жидкости, поддержание свойств раствора в требуемом состоянии.

      Ликвидационный тампонаж скважины:

      После окончания бурения скважин проводят ликвидационный тампонаж, цель которого – устранить возможное проникновение поверхностных или грунтовых вод, предотвратить загрязнение водоносных горизонтов. Заключается в заполнении всего объема скважины тампонажной смесью.

      Обращайтесь за консультациями по телефону (495) 587-90-67.

      Источник: www.mozbt.com


Categories: Скважина

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.