Особенности технологии роторного бурения скважин

Что такое роторное бурение скважин

Роторное бурение является одним из самых широко распространенных методов устройства разведывательных и эксплуатационных скважин для любых сред. Такое бурение основано на передаче вращательного движения через поверхностный ротор на буровую колонну.

Схема технологии роторного бурения.

Роторное бурение скважин характеризуется отсутствием осевого усилия от привода и сопровождается промывкой забоя от породы водой или специальными растворами. Метод имеет богатую историю и активно эксплуатируется уже около 140 лет.

Состав установок

Долото для роторного и турбинного бурения.

Установки для роторного бурения могут быть стационарными или смонтированными на базе самоходного транспорта. Для различных конструкций имеются одинаковые элементы:

• вышка;
• двигатель;
• привод;
• ротор;
• бурильная колонна;
• вертлюг;
• насосы;
• напорная магистраль;
• система очистки и возврата промывающей жидкости;
• подъемное оборудование.

Схема роторного бурения с промывкой.

Бурение скважин роторным способом выполняется с применением решетчатой или рамной вышки, на которой крепится подъемное оборудование и другие системы установки. Она обеспечивает возможность поднимать и опускать в ствол скважины протяженные участки бурильной колонны.

В составе установки может применяться электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания. В качестве такого двигателя может использоваться ДВС транспортного средства, на котором смонтировано оборудование. Привод передает вращение от двигателя на ротор. На привод может быть возложена функция изменения диапазона оборотов вращения бурового инструмента.

Ротор с помощью зубчатой передачи преобразует вращение приводного вала во вращение детали, которую называют столом ротора. На оси стола есть отверстие для ведущей трубы бурильной колонны. Отверстие и сама колонна имеют квадратную, шестигранную или другую профилированную форму.

Эту деталь называют рабочим вкладышем.

Установка роторного бурения.

Бурильная колонна состоит из отдельных труб, что соединены с ведущей трубой и между собой — разъемными муфтами. По трубам вращение передается на долото. Долото вращается и своими рабочими кромками разрушает породу в зоне забоя.

Долото может иметь разные типы рабочих органов. Могут применяться алмазные, твердосплавные, композитные материалы. Форма кромок может быть режущей или с шарошками.

В разных грунтах и слоях грунта оправдано применение разных типов рабочих граней долота.

Буровая колонна не воспринимает осевое усилие от ротора. Для исключения изгиба труб колонна должна пребывать в растянутом положении. Но и давление от рабочих органов на зону забоя тоже должно присутствовать.

Усилие создается непосредственно над долотом, его обеспечивает повышенная масса специальных утяжеляющих труб.

Действие силы тяжести распределяется следующим образом: ¾ массы давят на долото, а ¼ растягивает подвешенную буровую колонну.

Верхний приводной вал колонны подвешен к талевой системе через вертлюг, который обеспечивает свободное вращение груза. Через вертлюг и полые трубы буровой колонны к соплам долота подается промывочная жидкость.

Попадая на поверхность, жидкость собирается и поступает на очистку. Удаление продуктов бурения производится с помощью вибрационных, решетчатых и инерционных фильтров.

После очистки насосы вновь закачивают жидкость в колонну. Большей частью применяются ступенчатые поршневые насосы.

При бурении скважин на воду в скалистых породах может применяться чистая вода, а для рыхлых осыпающихся грунтов — раствор воды с глиной. В некоторых случаях скважину продувают сжатым воздухом.

Технологические особенности бурения

Схема конструкций скважин при роторном бурении.

В процессе роторного бурения скважин грунт из забоя вымывается, а колонна опускается все ниже. При углублении буровая колонна постепенно наращивается добавлением бурильных труб. Подъем колонны осуществляется талевой системой в верхней части вышки. Разборка колоны при подъеме выполняется поэтапно труба за трубой.

Процесс роторного бурения может выполняться ступенчато. После прохода первых рыхлых слоев колонна поднимается, а в скважину опускается обсадная труба. Кольцевой зазор заполняется цементным раствором.

Когда он застывает, в скважину опускают долото меньшего диаметра и продвигаются дальше. Таких этапов может быть несколько.

Скорость вращения, интенсивность закачки жидкости, масса и количество утяжеляющих труб, тип долота зависят от глубины погружения и физико-химических характеристик пласта. Бурение скважин в легких породах производится на максимальной скорости и с максимальной подачей промывки.

При прохождении скалистых слоев частота вращения снижается и уменьшается объем жидкости, необходимый для выноса выработанной породы. Диапазон изменения скорости вращения может составлять от 90 до 400 об./мин, давление на дно забоя от рабочего органа достигает 1 т/кв.

см, подъем жидкости в стволе происходит со скоростью до 0,8 м/с.

Роторное бурение позволяет выполнять скважины глубиной более 10 км. Диаметр ствола может достигать 1,5 м. Передвижные установки рассчитаны на выполнение скважин до 1,5 км с диаметром до 214 мм.

Преимуществами метода является высокая скорость продвижения и применимость почти для всех пород и глубин.

Исключением являются пласты с включениями отдельных валунов, из-за которых может заклинить рабочий орган, и грунты, активно впитывающие промывочную жидкость.

В зимнее время применимость метода ограничивает замерзание промывочной жидкости. Роторное бурение трудно организовать в районах с дефицитом воды и глины.

Использование глинистого раствора при бурении скважин на воду может закупоривать водоносный горизонт и требует последующей продолжительной промывки водой.

Источник: https://moyaskvazhina.ru/burenie/rotornoe-chto-takoe.html

Роторный способ бурения нефтяных скважин

Роторное 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:

• вибросита;
• желоба;
• гидроциклонов

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

Несмотря 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.

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.

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.

Жидкость, поступающая на долото, охлаждает его рабочую поверхность, за счет чего продлевает срок службы породоразрушающего инструмента.

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: https://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/rotornyy-sposob-bureniya-neftyanykh-skvazhin/

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

Установка роторного бурения

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.

схема роторноого бурение скважин

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.

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.

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: https://KolodecOnline.ru/skvazhiny/rotornoe-burenie-skvazhin.html

Скважина на воду способом роторного бурения

Обеспечение загородного участка водой является одной из первоочередных задач после его приобретения. Она необходима для садово – огородных нужд, большое количество воды идет на строительство, да и собственное бытовое потребление живительной влаги требует немалого количество качественной воды. Проблема обостряется, если недоступны ненавязчивые услуги местного водоканала.

Одним из гарантированных способов получить действительно качественную питьевую воду является роторное бурение скважин на воду с глубинных артезианских водоносных горизонтов.

Особенности технологии бурения

Рис.1. Схема роторного бурения

1 – долото, 2 – муфта для крепления бурового инструмента, 3 – буровая колонна, 4 – поток шлама, 5 – резервная емкость с водой, 6 – ротор, 7 – грязевой насос, 8 – шламоотвод, 9 – емкость для воды, 10 – шлам из скважины в отстойнике, 11 – перегородка шламоотстойника, 12 – питающий подвод воды в скважину

Способ роторного бурения характерен применением большого количества воды, которая используется для:

1. Охлаждения инструмента в процессе его работы;
2. Размягчения грунта.
3. Выноса продуктов бурения (шлама) из рабочего пространства ствола.

Для улучшения процесса проходки вместо воды применяют глинистые растворы, более интенсивно охлаждающие инструмент и обладающие смазывающими свойствами.

При бурении стволов на воду глинистые растворы проникают в трещины и капилляры водоносного слоя, препятствуя поступлению природной жидкости в скважину, этот процесс получил название «глинизации».

Роторное бурение с обратной промывкой (рис.1) предусматривает использование чистой воды, подаваемой в ствол скважины, а вынос продуктов рыхления производится по каналу бурильной колонны с применением грязевого насоса или эрлифтной системы (продувка сжатым воздухом).

Инструмент для производства работ

Данный вид бурения как способ проходки, основанное на измельчении проходимых грунтов, требует применения специального инструмента.

Рис.2. Грунторазрушающий инструмент для роторного бурения скважин

Основа процесса – вращения ротора под воздействием буровой колонны с осевой нагрузкой, определяемой характеристиками грунтов. По средним и тяжелым слоям применяются долота с твердосплавными вставками, а по скальным – с алмазными коронками, позволяющими достаточно легко проходить слои твердых известняков и более тяжелые скальные грунты.

Рис.3. Многообразие видов бурового инструмента

Конструкция скважин

Основным показателем, определяющим конструктивные особенности водозаборного устройства, являются характеристики грунтов в месте установки скважины. Поэтому роторное бурение предполагает обязательную тщательную геологоразведку перед началом работ.

Чаще всего такой способ предусматривает получение водозабора стандартной конструкции, то есть:

• шахтное направление, предназначаемое для укрепления устья ствола при размывке его глинистым раствором. Длина направления составляет от 2-х до 6-ти метров и выполняется из труб увеличенного диаметра в зависимости от несущих способностей грунтов верхнего слоя;
• установка кондуктора – его назначение – изолировать ствол от воздействия проходимых водоносных слоев, эксплуатация которых не предусмотрена проектом водозаборного устройства. Длина кондуктора не превышает 50 метров;
• монтаж колонны промежуточного бурения;
• установка эксплуатационной колонны;
• монтаж фильтра водозабора.

Такой способ бурения с использованием глинистых растворов приводит к заполнению пор и трещин водоносного слоя глиной, значительно снижающей дебет водозабора.

В таких случаях применяется технология разглинизации, состоящая в промывке чистой водой, что затратно по времени и требует большого количества жидкости.

Поэтому роторное бурение скважин на воду чаще предполагает обратный способ промывки чистой водой с отводом шлама через буровую колонну.

Особенности проходки по различным грунтам

Роторное бурение позволяют с большой скоростью проходить практически любые виды грунтов. Однако такой способ встречает значительные препятствия в виде галечно – валунных слоев, поскольку они поглощают значительное количество промывочной жидкости. Поэтому тщательная геологоразведка мест бурения обязательна.

Достоинства и недостатки роторного бурения

Такой способ строительства водозабора является наиболее производительным и позволяет за несколько дней выполнить его на глубину артезианских водоносных слоев.

Технология вращательного бурения позволяет выполнять скважины не только в вертикальном направлении, но и горизонтально, а также под углом с выходом в заранее намеченном месте.

Установка для роторного бурения компактна, часто ее располагают на шасси грузовых автомобилей, что обеспечивает ее применение в стесненных условиях загородного участка. Выпускаются также ручные буровые установки, перевозимые даже в салоне легкового автомобиля.

Рис.4. Мобильная установка для роторного бурения

С глубин от 70 метров можно получить действительно экологически чистую воду, и никакие внешние условия не будут этому препятствием. А роторный метод позволяет выполнять шурфы глубиной 500 и более метров.

При роторном способе происходит качественное вскрытие водоносного слоя, что обеспечивает ее высокий дебет и долговечность. Применение обсадки ствола, а тем более двойной обсадки с трубами из ПВХ определяет жизненный цикл скважины не менее, чем в 80 лет.

К недостаткам можно отнести:

• необходимость получения разрешения на строительство артезианского водозабора, что предусматривает дополнительные расходы времени и денег;
• при бурении на известняк применение глинистого раствора неизбежно, что предусматривает дополнительные затраты на разглинизацию;

Дополнительная информация

Решение о строительстве артезианского водозабора подразумевает получение разрешения на создание такого объекта, а по окончании работ исполнитель должен оформить на нее технический паспорт, в котором указываются основные данные водозаборного устройства:

1. Глубина.
2. Статический уровень.
3. Динамический уровень.
4. Дебет.
5. Характеристика водозаборного слоя.

Паспорт скважины должен предъявляться по первому требованию водоохранных организаций.

Не лишне также напомнить о необходимости проверить добытую воду на химанализ. Отбор образцов жидкости нужно произвести в стеклянную тару, желательно от минеральной воды. Сдавать образцы на анализ нужно в химлабораторию водоканала.

Выводы

Роторный способ – один из новых методов выполнения стволов на воду, пришедший из нефтегазоразведки и занявший достойное место среди испытанных способов выполнения водозаборов.

Возможно вам также будет интересно почитать: Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Источник: https://oburenie.ru/skvazhiny/rotornoe-burenie-skvazhin.html

Особенности технологии бурения скважин на воду. Роторное бурение скважин технология

ГлавнаяРазноеРоторное бурение скважин технология

. 

Бурение скважины — это первое, чем должен заняться загородный житель, который желает сделать свой дом максимально комфортным. Данная выработка является альтернативой городского водопровода. Благодаря скважине у дачника имеется круглогодичный доступ к воде.

Бурение скважины — необходимое действие для обеспечения комфортной жизни

Способы бурения скважины

Мастера выделяют разные способы бурения скважин на воду. Они отличаются друг от друга технологическими особенностями и работающими механизмами. Стоит рассмотреть следующие технологии:

1. Роторное бурение скважин на воду. Эта технология была позаимствована у нефтяников. Ротор дает возможность бурильщику разрушить породу. Устройство необходимо вращать при помощи привода внутреннего сгорания. Такой агрегат можно найти в машине. Данный метод актуален, если перед бурильщиками стоит задача пройти через скальные элементы и известняк. Когда шарошечное долото разрушает грунт, тот сразу вытаскивается на поверхность буровым раствором.
2. Ударно-канатный метод. Технология бурения скважин на воду достаточно проста. Для проведения такой работы мастеру понадобится груз, который будет сбрасываться с большой высоты. А также бурильщику понадобятся желонки и стаканы. Первые могут захватывать часть породы в момент удара об землю. А вторые способны удерживать грунт во время подъема. Желонка идеально подойдет для работы с почвой, в которой преобладает песок. А вот стаканы будут полезны во время бурения глинистой земли. Данный метод имеет свои преимущества, но работать таким способом очень сложно. Да и времени эта технология занимает немало. Зато для работы не нужны никакие специальные приспособления и дорогостоящее оборудование.
3. Гидробурение. Уже из названия можно понять, что этот метод предусматривает использование воды. Данная технология предназначается для работы с рыхлой почвой. Сильный напор жидкости без проблем сможет пробить слой грунта. Трудности возникнут лишь в том случае, если в земле окажутся камни, которые вода точно не сможет вымыть на поверхность. Буровой метод рекомендуется использовать для создания скважин глубиной не более 20 метров.
4. Гидробурение с использованием забурника. Еще один метод, который работает по тому же принципу, что и предыдущий. Только в этом случае необходимо надеть на полую штангу специальное приспособление, а именно забурник. Для работы потребуется раствор из глины, который способствует укреплению стенок будущей скважины.
5. Шнековое бурение. Этот метод можно назвать самым простым и наименее затратным. С его помощью запросто делается скважина абсолютно любой глубины. Не рекомендуется ее использовать лишь при работе с почвами, в которых содержится много песка. Технология бурения скважин на воду данным методом предусматривает заглубление бура-кероприемника в грунт. Мастеру понадобятся обсадные трубы, которые необходимо заранее приготовить. Их следует устанавливать в почву очень быстро, чтобы избежать сильного осыпания стенок скважины.
6. Перфоративное бурение. В этом случае принято использовать штангу. Сегодня многие мастера практикуют данный метод. Он эффективен для создания скважин с небольшой глубиной и маленьким диаметром. Саму работу можно проводить вручную.

Шнековое бурение является наименее простым и затратным

Как оказалось, существует немало методов бурения. Каждый из них является по-своему уникальным.

Благодаря такому разнообразию мастерам удается подобрать наиболее приемлемый вариант бурения на конкретном загородном участке.

Особенности бурения скважины под воду

К началу бурения нужно тщательно подготовиться. Первым делом следует узнать, безопасно ли проводить подобную работу на своем участке.

Не помешает спросить соседей о том, делали ли они скважину, если да, то каким методом бурения пользовались и насколько слажено в дом подает вода.

А также предварительно проводится геологоразведка земли, проверяется наличие в грунте камней. Эти сведения помогут дачнику сделать правильный выбор наиболее удачного метода.

Проводить бурение можно в любое время года. Многие предпочитают заниматься этим летом. Однако удобнее всего бурить грунт в зимний период. И вот несколько подтверждений данному утверждению:

1. Зимой участок, где будет размещена скважина, точно будет свободным, так как дачник в это время года не занят никакими огородными работами.
2. С промерзшей землей проще работать. А это означает, что буровая техника не заденет лишние слои грунта, тем самым обезопасит скважину от обвала.
3. Дачник точно не столкнется с неудобствами, вызванными огромным количеством грязи на участке, которая выходит на поверхность при работе с бурильным агрегатом.

Если в процессе бурения техника натолкнулась на твердый камень, то не стоит пытаться ею его пробить. Это лишь приведет к поломке оборудования. Убрать преграду помогут гидроударники. Если устранить окаменелости не удалось, то лучше начать работу заново в другой зоне участка.

Самая простая и выгодная технология бурения скважины

Однозначного ответа на вопрос о том, какая технология бурения скважины под воду должна быть использована на том или ином участке, не существует. Ведь ее следует подбирать индивидуально. К тому же во внимание необходимо брать такие факторы:

• состав почвы на участке;
• проектная глубина будущей скважины;
• месторасположение воды, которая будет проходить через скважину.

А также нужно заранее определиться с тем, какую сумму дачник намерен выложить за данный проект.

Роторное бурение скважины — экологичный вариант

Проще всего использовать роторное бурение. Ведь оно является довольно экономичным и экологичным. С помощью этого метода делают скважины разной глубины и диаметра. К тому же он идеально подходит для работы с рыхлой землей, в которой есть окаменелости.

Чтобы пробурить скважину ротором с промывкой, необходимо руководствоваться следующей инструкцией:

1. На самый конец ротора устанавливается бур. Именно он отвечает за измельчение породы.
2. В скважину постепенно заливается вода, которая должна размывать грунт. Выполнив свою функцию, она выйдет на поверхность по роторному каналу.
3. Устанавливается обсадная труба крупного диаметра.
4. После установки трубы бурение рекомендуется проводить небольшим буром в виде долота.

Процесс бурения скважины подошел к концу. Остается лишь проверить качество ее работы.

Роторное бурение позволяет в кратчайшие сроки сделать скважину. Технология не требует серьезных финансовых вложений, так как предусматривает использование минимального количества материалов. В данном случае речь идет об обсадных трубах. Метод имеет и другие положительные стороны, которые выгодно выделяют его среди других способов создания скважины под воду.

Нужно помнить о том, что бурение скважины в большинстве случаев предусматривает использование специального оборудования.

vodospec.ru

≡  23 Июнь 2016   ·  Рубрика: Скважины   

А А А Размер текста

Источник: https://rinnipool.ru/raznoe/rotornoe-burenie-skvazhin-tehnologiya.html

Роторное бурение

Роторное 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.

Буровая 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

Несмотря 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: https://www.Anker-PK.ru/poleznoe/tehnologii_bureniya/rotornoe_burenie/

Важные особенности роторного бурения

Среди различных методов создания скважин роторное бурение является наиболее популярным и эффективным.

Применять роторное бурение можно практически везде: как в промышленной сфере с огромными буровыми установками, так и на дачном участке, используя компактный мотобур.

Об универсальности метода говорит тот факт, что при взятии пробы лунного грунта советской станцией «Луна-24» также использовалось роторное колонковое бурение.

Технология роторного бурения

Роторное бурение является вариантом общего вращательного метода, при котором буровой инструмент вращается вдоль оси подачи. Привод вращающегося инструмента размещается на поверхности земли на шасси. Крутящий момент передается буровому долоту через буровые штанги. Двигатель привода (ротора) может быть разным.

Часто это двигатель бензиновый, электрический, работающий от генератора, либо газотурбинный. Если скважина бурится с промывкой, то в процессе бурения смесь воды и глины (буровой раствор), а также породы (шлам) выносится на поверхность.

Вращение бура не только углубляет скважину, но и укрепляет ее стенки, наполняя их буровым раствором.

В сыпучих и неустойчивых грунтах верхняя часть скважины защищается от обрушения дополнительной трубой-кондуктором.

бурение с промывкой

Достоинства и недостатки роторного бурения

Популярность роторного метода бурения объясняется очень высокой скоростью вращения и, соответственно, быстрым движением в породе. Скважина в сотни метров глубиной может быть сделана за несколько дней.

Ударно-канатный метод бурения дешевле в техническом плане, но проигрывает вращательному методу по срокам создания скважины.

Одно из достоинств ударно-канатного способа — достаточно простое оборудование, не требующего мощного источника энергии. Ударное бурение использует силу гравитации и потому может быть только вертикальным.

Вращательное бурение может быть не только вертикальным, но также наклонным, и даже горизонтальным.

горизонтальное направленное бурение

Роторная буровая установка характеризуется относительно небольшими габаритами, что объясняется компактностью привода, где детали лишь вращаются, а не движутся возвратно-поступательно с большой амплитудой, как при ударном методе.

Это качество особенно удобно при использовании ручных роторных буровых установок, которые можно перевезти даже в легковом автомобиле.

В зависимости от характеристик геологических слоев, которые предстоит бурить, выбирается соответствующее буровое долото (например, алмазное для очень твердых пород).

Обратите внимание, что в этой ситуации никаким другим методом за такой срок сделать частную скважину просто невозможно.

Необходимость использования при роторном бурении на известняк бурового раствора из глины можно считать недостатком, так как это накладывает определенные ограничения и требования.

Но если посмотреть с другой стороны, то, как мы сказали выше, буровой раствор укрепляет стенки скважины, выносит на поверхность разрушенную породу, а также смазывает и охлаждает бур. Поднятый на поверхность шлам можно распределить по участку, сбросить в канаву.

Если такой возможности нет, то к услугам домовладельца ассенизационная машина для вывоза продуктов бурения.

алмазные буровые долота

Большое достоинство роторного бурения — способность создавать скважины в любое время года. Вам пробурят скважину даже зимой в морозы, когда земля превратилась в камень. Дело в том, любая смерзшаяся и твердая корка земли всегда мягче известняка, который шарошечное долото проходит без проблем. Мы даже рекомендуем Вам заказывать зимнее бурение. Кроме отсутствия очередей буровые компании часто снижают цены на свои услуги.

Сколько стоит роторное бурение?

Итак, Вы решили заказать бурение скважины на известняк роторным способом. Сколько будет стоить эта услуга? Как и любой технологический процесс, бурение скважины состоит из последовательных этапов, специфика и стоимость каждого четко задокументирована, включая затраты на проезд и прочие расходы. Перед подписанием договора на бурение, заказчик узнает его предварительную стоимость. На этом этапе возможна коррекция по отдельным пунктам.

В результате после завершения бурения Вы платите за готовую, прокачанную до визуально чистой воды скважину, обсаженную стальной трубой, либо стальной и пластиковой трубами в случае двойной обсадки. Буровики выдают Вам технический паспорт скважины, где указаны ее важнейшие характеристики: глубина, диаметр, дебит, статический и динамический уровни воды, геологический разрез, конструкция скважины. Паспорт необходим для правильного подбора скважинного насоса, а также для обслуживания и ремонта скважины.

Источник: https://www.biiks.ru/stati/vazhnye-osobennosti-rotornogo-bureniya/

Роторное бурение нефтяных скважин

Бурение на большие глубины, где есть залежи углеводородов, выполняют буровыми станками. Они различаются грузоподъемностью. Например, БУ-80, БУ-125.

Иногда указывают условную глубину бурения и грузоподъемность: БУ-3200/200 — ЭУК- 3МА2 – установка на электроприводе для кустового бурения. Глубина 3200, грузоподъемность 200 т.

Эти установки вне зависимости от способа бурения оборудованы ротором.

Многие технологические операции выполняются вращением бурильной колонны. Ротор передает вращение бурильным трубам, которые на конце имеют породоразрушающий инструмент – долото. На схеме показана буровая установка и оборудование для роторного бурения.

Выбуренная порода попадает на вибросита, где происходит первичная очистка от крупного шлама, затем раствор очищается гидроциклонными установками, центрифугой и вновь, уже очищенный от мелких абразивных частиц (ил, песок), попадает к насосу. Цикл повторяется пока идет бурение или промывка скважины. Особые требования к КНБК (конструкция низа бурильной колонны).

Низ колонны состоит (снизу-вверх):

• долото;
• переводник;
• КЛС (калибратор спирального или шарошечного типа);
• УБТ (утяжеленные бурильные трубы);
•  переводник;
•  бурильные трубы;
•  квадрат.

Конструкция ротора, позволяет передать вращение бурильной колонне. Вот его устройство:

Буровой ротор входит в комплектацию бурового станка. Его назначение:

• передача вращения бурильной колонне;
• удержание подвешенной части колонны бурильных труб на элеваторе или клиньях;
• выполнение СПО (спускоподъемные операции).

Особенности роторного бурения

В корпусе ротора размещены валы, зубчатый конический венец со звездочкой, подшипники. Привод ротора через карданный вал или цепную передачу от редуктора силового блока. Отличаются роторы по грузоподъемности и проходному отверстию. Предусмотрены роторные вкладыши под ведущую трубу (квадрат).

С ростом глубины скважины возрастает давление в нагнетательной линии буровых насосов. Если сюда еще добавить давление для работы забойных двигателей, то насос будет работать под повышенной нагрузкой, что может привести к его поломке.

Роторное бурение имеет ряд преимуществ перед забойными двигателями:

• снижение гидравлических потерь;
• снижение рабочего давления;
• увеличение расхода раствора, необходимого для промывки скважины;
• передача вращения долоту с заданной частотой;
• применение бурового раствора повышенной плотности (когда необходимо вскрывать горизонты с высоким пластовым давлением).

В настоящее время чаще используют комбинированные способы бурения: роторный и забойными двигателями.

При бурении наклонно-направленных участков (кустовое бурение) используют забойные двигатели (отклонители), вскрытие пластов с АВПД (аномально высокие пластовые давления) выполняют роторным бурением.

Так, один из лидеров в области бурения нефтяных скважин “Нафтагаз”  в своей практике использует при разведочном бурении роторный способ, а при наклонно-направленном бурении — турбинно-роторный.

Низко оборотистые шарошечные долота с герметичными опорами рассчитаны на роторное бурение. В зависимости от диаметра они выдерживают осевую нагрузку 15-20 т и более. Чтобы обеспечить нагрузку на долото, рекомендованную проектом (ГТН), применяют УБТ. Количество определяют от 75% веса труб.

Например, чтобы сделать осевую нагрузку 10 т потребуется 15 т УБТ. 1 м погонный УБТ-203 весит 213 кг, надо в КНБК взять 75 метров. Жесткая КНБК и установленные калибраторы позволяют бурить вертикальные скважины с минимальным отклонением от оси.

Чрезмерное искривление скважины приведет к осложнениям, вплоть до поломки бурильных труб.

Источник: https://startng.ru/rotornoe-burenie-neftyanyh-skvazhin/