Способы бурения скважин


Основные способы бурения скважин

Разработка различных месторождений и изучение горных пород предполагает бурение скважин. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, поэтому специалисты учитывают все нюансы, с которыми они столкнутся во время работы и выбирают оптимальный способ, гарантирующий получение нужного результата с минимальными затратами. Разработку месторождений могут выполнять только квалифицированные компании, которые имеют нужную аккредитацию. Несмотря на то, что существует не так много способов бурения скважин, не так просто подобрать оптимальный метод, поэтому без привлечения специалистов по бурению обойтись нельзя.

Виды бурения скважин

Способы бурения разделяют на механические и немеханические виды. Немеханические способы слабо изучены, поэтому практически не используются на практике. Механические методы бурения применяются при разработке скважин различного назначения. Пробуривание происходит при помощи специальных долот, что обеспечивает получение ствола скважины нужного размера.  Механические способы бурения также разделяются на несколько разновидностей:

  • Вращательный.
  • Ударный.
  • Вибрационный.

Каждый из способов имеет особенности, но каждый из них позволяет добиться нужного результата. Наиболее эффективным способом бурение считается вращательный, так как позволяет извлекать породу скважины без остановки процесса. Также вращательный метод является самым дешевым, поэтому большинство работ выполняется при помощи именно этого вида бурения. Так как вращательный метод является основным способом бурения скважин, то его стоит рассмотреть подробнее. Вращательный метод делится на три способа:

  • Колонковый.
  • Шнековый.
  • Роторный.

Вращательный способ бурения может использоваться на грунтах различной плотности, поэтому выделяют три подвида, каждый из которых имеет свое предназначение и особенности. Общий процесс бурения скважин вращательным способом не сильно отличается, но каждый метод оптимален только при наличии некоторых критериев.

Особенности колонкового бурения

Колонковое бурение применяется преимущественно на песчаных или неплотных глинистых грунтах. Почва извлекается в виде керна, а бурение происходит при помощи специального долота также углубление скважины может происходить при помощи специальная коронки, которая монтируется на трубу. Вращательный момент передаётся поверхности земли при помощи труб, имеющих надежное крепление. Если бурение происходит на плотных породах, то при буровых работах дополнительно подаётся промывочная жидкость. К твердым породам относятся:

  • Суглинки.
  • Скальные виды.
  • Тяжёлые глины.

При помощи большого количества воды также возможно удалить шлам из забоя. В некоторых случаях вместо промывки используется продувка сжатым воздухом, который поставляется внутрь трубы при помощи специального компрессора. При колонковом бурении можно разработать скважину диаметром 8-20 сантиметров и глубиной до километра. Основные работы проводятся при помощи буровых установок, которые установлены на автомобиле КАМАЗ или КрАЗ.

Особенности шнекового бурения

Шнековое бурение применяется при разработке водоносных скважин в частных домохозяйствах. Бурение при помощи шнека предполагает ввинчивания в породу, благодаря чему одновременно с углублением скважины происходит извлечение грунта. Шнек является стержнем с лопастями. Такая конструкция не позволяет полностью извлечь из забоя отработанную породу, поэтому метод эффективен только при прохождении верхних слоёв.

Чаще всего способ подходит для создания скважин, глубина которых не превышает 30 м на мягких почвах и 20 м на средне-плотных грунтах. После того как из забоя извлекается шнек, ствол укрепляется обсадкой, а сама скважина очищается от остатков пород. Использование шнека при бурении в плотных и скальных породах нецелесообразно, поэтому метод может комбинироваться с другими способами бурения.

Особенности роторного бурения

Роторное бурение используется для пробуривания скважин в скальных и полускальных почвах на глубину до 150 м. Роторная установка чаще всего оснащается помимо долота сальные утяжеленные трубами для бурения. Обязательно при роторном бурении используется промывочная жидкость, поэтому в холодных регионах зимой невозможно использовать способ из-за замерзания технологических компонентов. Среди достоинств метода стоит отметить:

  • Возможность организации скважины, диаметр которой будет до 2 м.
  • Высокое качество бурения при разработке водяных скважин.
  • Быстрый процесс бурения при небольших затратах ресурсов.

Обсадная труба монтируется после очищение ствола скважины от отработанных пород, что позволяет добиться хороших результатов и надежности разработки. 

Нужно провести бурение? Компания "Горгеомех" уже много лет занимается инженерно-геологическим бурением скважин и готова вам в этом помочь!

Методы бурения скважин

В данной статье рассматривается способы и методы бурения скважин применительно к водоснабжению, за исключением  бурения на нефть, газ, геолого-разведочное бурение и т.д.

Роторное бурение
Это бурение применяют в основном с помощью буровых машин, например УРБ-2А2. Породу в этом случае разрушаетшарошечное долото, а размельченную породу наверх поднимает буровой раствор. То есть это бурение с промывкой. С помощью этого метода можно пробурить прослойки известняка, скальные включения, так называемые морены. Для вращения буровых штанг используется крутящий момент ротора, который располагается на буровой машине. От двигателя внутреннего сгорания, расположенного на машине идет привод к ротору. Чтобы долото смогло бурить на него необходимо дать значительную нагрузку сверху. Это осуществляется, в том числе с помощью утяжеленных бурильных штанг.

Ударно-канатное бурение

Известно еще со времен древнего Китая. Правда бурение в древнем Китае отличается от современного. В Китае с некоторой высоты кидался конусообразный груз, который раздвигал и уплотнял грунт. Сейчас же для ударно-канатного бурения используют желонки и забивные стаканы. Желонка – это снаряд, который кидается с высоты в скважину. При ударе о дно скважины в желонку входит грунт, который остается в ней за счет наличия клапана. Потом желонку вытаскивают на поверхность, вытряхивают из нее грунт, и снова кидают. Забивной стакан – по сути это тоже желонка, с той лишь разницей, что  в стакане нет клапана, и грунт застревает в стакане за счет силы трения. С помощью желонки бурят, обводненные грунты, песчаные. С помощью забивного стакана бурят глинистые грунты, суглинистые, то есть достаточно вязкие, которые при отрыве стакана от грунта застревают в стакане. Ударно-канатное бурение – это довольно длительный и трудоемкий процесс. Иногда, для прохождения каменистых слоев используют ударно-канатное бурение с помощью бурового патрона, для пробивки каменистых отложений. Шлам из скважины достают с помощью желонки. С помощью ударно-канатного бурения можно бурить довольно глубокие скважины – глубиной до 300 метров. Но, при большой глубине скважины уже нужно использовать телескопическую структуру. То есть верхняя часть скважины делается из трубы максимального диаметра, затем после определенной глубины идет труба меньшего диаметра, потом еще меньше, и так далее. Существуют переносные буровые станки, для бурения ударно-канатным способом.
Ударно-канатное бурение значительно медленнее и с большей трудоемкостью, чем шнековое, однако для его производства требуется минимум оборудования и места.

Канатно-вращательное бурение (гидробурение с забурником)

В этом случае грунт бурится с помощью полой штанги, на конце которой расположен забурник. Разрыхленный грунт поднимается на поверхность с помощью промывки буровым раствором. Буровой раствор направляется в шламоотстойник. Таким образом бурение происходит оборотной водой. Этот метод можно использовать с помощью переносных буровых установок типа вологодской, минской, курганской. Бурить можно в труднодоступных местах, в подвалах домов. Этим способом можно пробурить скважины на песок, глубиной до 50 метров. Бурение производится не чистой водой, а специальным буровым раствором, с бентонитовой глиной. Использование бентонита позволяет укрепить стенки скважины и предотвратить ее обрушение. После того, как пробурили скважину вытаскивается буровой инструмент, опускаются пластиковые трубы и фильтр до дна скважины. При этом диаметр трубы – 125мм, а диаметр скважины – около 200 мм. В пространство между трубой и стенкой скважины насыпается щебенка с фракцией 5-20. Гравийная обсыпка улучшает показатели скважины, увеличивает срок службы. Таким способом можно делать довольно глубокие скважины – до 300 метров. Однако скважины глубиной более 30 метров будут иметь телескопическую структуру.

Гидробурение

По сути, мало отличается от канатно-вращательного. Отличает отсутствие забурника. Грунт размывается большим напором воды. Подходит для рыхлых почв, песков, супесей. Имеет ряд недостатков. Невозможно пробурить прослойки юрской глины. При попадании на плывун происходит большое поглощение воды, оседающий песок тормозит бурение. Процесс бурения довольно краткий. Поэтому необходимо заранее подготовить обсадную колонну для опускания в скважину. В буровой воде должна содержаться хлористоводородная кислота, в концентрации 1:20 000, которая предупреждает загрязнение водоносного пласта
Сам процесс бурения занимает совсем немного времени, но обсадная колонна должна быть заранее подготовлена к установке до начала бурения. Водяной поток должен содержать, по крайней мере, 50 миллионных долей соли хлористоводородной кислоты для предупреждения загрязнения водоносного пласта.С помощью гидробурения можно пробурить скважины глубиной максимум 15 метров, с диаметром  50-300 мм. После установки обсадных труб цементируют столб скважины снаружи от трубы, на глубину как минимум 3м от земли.

Шнековое бурение

Это вращательное бурение. Например, «Мастер-Бур»: Шнек же поднимает разрушенную породу наверх. Шнековое бурение это довольно быстрый способ бурения. За один день таким способом можно пройти до 40 метров. Но столько можно пройти только, если порода относительно мягкая. Таким способом бурят геологоразведочные скважины (при инженерно-геологических изысканиях для строительства), скважины на песок, но таким способом невозможно пробурить на большую глубину сыпучие грунты, например пески, так как стенки скважины могут обсыпаться до того, как установят обсадные трубы. Шнековое бурение хорошо для суглинистых и глинистых почв. Диаметр скважины, пробуренной шнеком может быть от 77 до 160 мм. При выемке шнеков по грунту, что остается на шнеке видно, на какой глубине находится  слой водоносного песка. Водоносный песок – это песок с очень крупными песчинками, может быть с  вкраплениями гальки. В денежном отношении это наиболее дешевый способ. Однако если при таком способе наткнуться на подземные валуны, прослойки известняка, то пробурить этим способом уже будет невозможно.

Перфоративное бурение

Это умное название означает ни что иное, как бурение абиссинского колодца. Это железная труба из отрезков различной длины (длина отрезков от 1 метра до 3), отрезки соединены между собой муфтами герметично, по форме напоминает копьё, поэтому и одно из названий - скважина игла. Герметичности резьбовых соединений добиваются использованием сантехнического льна и силикона. Для его производства сначала забуриваются до начала обводненного грунта (плывуна), диаметр скважины в сухом грунте - 50 - 80 мм. Затем в эту скважину вставляют фильтр и трубы и начинают забивать. Снизу этой составной трубы находиться фильтр. Он, представляет из себя трубу такого же диаметра, в которой просверлены много отверстий диаметром 8 - 10 мм, а снаружи обмотана специальная фильтровая сетка, которая пропускает воду и не пропускает песок. Через такую сетку галунного плетения могут пройти только частицы диаметром меньше 0,25 мм. Чтобы забить такую трубу в землю на глубину 8-12 метров пользуются различными приспособлениями: штанги и бабки.

Забивание штангой

Штанга - это металлический прут 16-22 мм в диаметре, который можно наращивать по мере заглубления абиссинской скважины. Этим прутом наносят удары непосредственно по наконечнику фильтра, таким образом на все резьбовые соединения прикладывается растягивающая нагрузка, в результате резьбы не деформируются, а вся нагрузка по раздвижению плотного грунта приходится на наконечник.

Забивание бабкой

Бабка - специальное приспособление, ударная нагрузка от которого ложиться на ствол скважины. На оголовок скважины накручивается специальная насадка, по которой наносятся удары бабкой - груз с отверстием внутри. В этом способе вся ударная нагрузка ложиться на резьбы. Поэтому иногда бывает, что резьбы ломаются и скважина остается в земле. И для того и для другого способа очень большие требования к качеству резьбы. Они должны быть строго соосны с осью самой трубы. К сожалению в большинстве кустарных производств такую резьбу сделать трудно, поэтому если мастер нарезал резьбы на ближайшей металлобазе, то он рискует тем, что трубы сломаются, материал он из земли не вытащит и денег с хозяина не получит. Если же резьбы нарезаны на токарном станке с хорошей соосностью, то такая резьба будет гораздо более прочная, особенно при забивании бабкой. Насос для такой скважины используется самовсасывающий, который подключается непосредственно к трубе и создает в ней разрежение (вакуум), и этот вакуум и поднимает воду на поверхность.

Основные виды и способы бурения

Сегодня практически все скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда когда разращенная порода транспортируется на поверхность из скважины, при помощи механизмов или воздуха и гидравлическим, когда он вымывается водой.

Существует два основных метода бурения: с отбором керна — колонуовый, сплошным забоем — шнековый, пневмоударный и шарошечный.

Мы выделяем 4 основных вида бурения, широко применяемых для сооружения скважин в различных сферах:

  • колонковое;
  • шнековое;
  • пневмоударное;
  • шарошечное.

Каждый вид бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Специфика колонкового бурения

Колонковое бурение – механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.

Вверху колонкового бурового снаряда расположено приспособление для присоединения штанг, необходимых для наращивания буровой колонны. Внизу – коронка, вид которой подбирается в зависимости от категории подлежащего бурению грунта.

При проходке колонковым методом грунт разрушается кольцеобразной коронкой. Внутренняя часть керна при этом сохраняется в не разрушенном виде. Для облегчения процесса бурения по твердым и полутвердым суглинкам, глинам, скальным породам на забой подается промывочная жидкость.

Шлам с забоя иногда удаляют промывкой – нагнетанием в ствол выработки большого количества воды. Чаще всего промывку заменяют продувкой сжатым воздухом, поставляемым компрессором внутрь трубы.

Бурение колонковым способом используется в следующих случаях:

  • геологоразведка полезных ископаемых;
  • бурение разведочных скважин;
  • устройство водоносных скважин любой глубины, в том числе безфильтровых скважин в скальных породах.

По эффективности колонковый метод несколько уступает шнековому способу бурения водозаборных скважин. Шнеком бурят быстрее, но он не позволяет полностью освободить ствол от пробуренной породы. Иногда их используют в паре или комбинируют. А уж если приведется, то шнеком проходят первые несколько метров.

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с шарошечным способом механического бурения, колонковое производится довольно быстро, значительно сокращая время проведения работ. Главный его недостаток – невозможность подъема рыхлых грунтов и насыщенных водой галечников. Медленно продвигается по скальным породам.

К достоинствам колонкового бурения относят:

  • технология осуществляет вынос на поверхность кернового материала, это позволяет определить состояние геологии в данной местности, что поможет обосновать наличие или отсутствие здесь месторождений полезных ископаемых.
  • высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
  • сокращение нагрузок на соединения бурового инструмента и привод буровой колонны за счет небольшой площади разрушения породы путем обуривания (вырезания) керна;

Главный недостаток колонковое бурение – быстрым методом колонковое бурение не назвать, т.к. способ с отборкой керна требует через каждый интервал керноприемной трубы разбирать буровой став. Кроме того, в ходе процесса колонка затупляется очень быстро, так как она сильно перегревается при работе с твердыми породами.

Особенности шнекового бурения

Этот тип бурения сегодня наиболее часто используется при устройстве водоносных скважин в частных хозяйствах. Особенностью шнекового бурения является то, что разрабатываемая порода полностью удаляется из створа скважины без привлечения дополнительного оборудования.

Инструмент -транспортируемый разрушенную породу на поверхность скважины называю шнеком. Переставляет собой несущую трубу с присоединительными замками, обваренную ребордой. Породоразрушающим инструментом выступает долото с впаяными или сменными элементами твердого сплава. Под давлением долото разрушает и скалывает породу, которая далее по реборде транспортируется к устью скважины. Часто применяют в комбинации с колонковым бурением, когда керн необходимо отобрать с заданой отметки.

Бурение с использованием шнека не требует больших усилий и финансовых затрат, поэтому сфера применения данного способа достаточна широка: геологоразведочные скважины, прокладка коммуникаций, устройство буронабивных скважин и частично бурение на воду.

Метод подходит для разработки водоносных скважин глубиной до 30 м на мягких и рыхлых грунтах и до 20 м на средне-плотных. После проходки шнеком и установки обсадки, ствол скважины обязательно очищается желонкой от неизвлеченной породы.

Шнек категорически не подходит для работы в скальных породах! Его используют для частичной проходки скважин до 120 м, при этом данный метод комбинируется с другими: шарошечным , ударно-канатным, колонковым.

Плюсы и минусы применения шнека

Шнековый метод бурения позволяет произвести устройство скважины максимально быстро, при условии, что размер шнека и угол наклона долота были подобраны правильно.

К достоинствам шнекового бурения относят:

  • высокая скорость углубления в грунт без технологических остановок;
  • нет необходимости делать промывку ствола скважины;
  • нет необходимости поднимать на поверхность первое звено и разбирать/собирать буровую колонну как при колонковом методе.

Главным недостатком шнекового бурения можно считать невозможность работы на сыпучих и очень твёрдых грунтах, но в то же время шнек – идеальный инструмент для бурения в суглинистых, смешанных (глина и супесь) и мягких глинистых грунтах.

Ещё один недостаток, ограничивающий применение шнека для устройства водоносных скважин – необходимость применять ударно-канатный способ для очистки ствола от осыпавшейся породы.

Особенности пневмоударного бурения

Бурение с пневмоударником относится к технологиям ударно-вращательного бурения и наиболее широко применяется в сфере инженерно-геологических изысканий, а также для бурения водозаборных скважин. С помощью бурения с пневматическим инструментом можно выполнять горные выработки вертикальных и направленных скважин в грунте до 10 категории буримости.

Главная отличительная особенность методики – для разрушения породы используется одновременно ударное и вращательное действие, выполняемые соответственно пневмоударником и вращателем буровой установки.

Рабочим органом станка является погружной пневмоударник. С помощью клапанного устройства сжатый воздух, поступающий по буровой штанге, приводит в поступательно-возвратное движение ударник, наносящий удары по хвостовику буровой коронки. Одновременно вместе со штангой вращается пневмоударник; вращатель расположен вне скважины. Буровые сколы удаляются из скважины сжатым воздухом.

Преимущества и недостатки бурения с пневмоударником

Основные преимущества бурения с пневматическим молотком – высокая скорость создания скважин, эффективная очистка от шлама, возможность работать на скальных трещиноватых породах и отказаться от расходов на бентонит и доставку воды для промывки.

Так же преимуществам мы отнесем:

  • Цикл бурения в разы меньше по времени ранее рассмотренных. Технология бурения с пневмоударником дает возможность выполнять создание скважин значительно быстрее, чем при бурении с промывочной жидкостью. Основная причина – скорость движения воздушного потока значительно больше скорости перемещения промывочного раствора;
  • Попутная очистка скважины в процессе бурения. Вынос шлама достигается движением мощного восходящего потока воздуха в зазоре между бурильной колонной и стеной скважины;
  • Нет необходимости в использовании промывочного раствора, для изготовления которого необходимо приобретать бентонит и организовывать транспортировку воды к месту работ;
  • Быстрая и удобная смена бурового инструмента.

К недостаткам бурения пневмоударным способом можно отнести, потребность в большом объеме  сжатого воздуха, возможен прихват буровой колонны при бурении водоносных горизонтов и пород повышенной трещиноватости. Следует обеспечить устойчивость стенок скважины.

Характеристика шарошечного бурения

Шарошечное бурени — вращательный способ бурения скважин с использованием в качестве породоразрушающего инструмента шарошечного долота. Вращатель приводится в движение от двигателя автомобиля или отдельно установленного электродвигателя посредством приводного вала.

Разработанный грунт вымывается из забоя скважины методом прямой или обратной промывки. Промывочный раствор может подаваться как самотёком, так и насосной станцией.

Шарошечное бурение применяется для разработки скальных и полускальных грунтов при устройстве глубоких скважин до 150 м. Буровая установка с правильно подобранным долотом и утяжеленными бурильными трубами отлично справляется со скальными породами.

Специалисты-буровики рекомендуют использовать этот метод бурения при соблюдении следующих условий:

  1. Гидрогеологический разрез участка изучен достаточно хорошо. Известно, что бурить предстоит скальные породы. Известен уровень залегания водоносной зоны в коренных породах.
  2. Подземная вода обладает характерным для артезианских скважин напором
  3. Имеется возможность бесперебойной доставки технической воды для промывки скважины.

Достоинства и недостатки шарошечного бурения

Данный метод бурения имеет следующие преимущества:

  • высокое качество вскрытия водоноса в коренных скальных породах;
  • возможность устройства скважины большого диаметра;
  • высокая скорость бурения, небольшие затраты энергоресурсов.

Существенным недостатком шарошечного бурения можно назвать необходимость организации промывки скважины.

Какой способ бурения выбрать?

Подводя итоги, можно сказать, что:

  1. Колонковое бурение целесообразно использовать для проходки в пластичных глинистых грунтах. Колонковый способ подходит для устройства большинства водозаборных выработок, при необходимости используется в паре с ударно-канатным.
  2. Шнековое бурение по сфере применения схоже с колонковым методом. От него отличается некачественной очисткой ствола, требует обязательного использования желонки или долгосрочной промывки скважины перед эксплуатацией.
  3. Шарошечное бурение – оптимальный вариант для пробивки стволов скважин в скальных грунтах.
  4. Пневмоударное бурение является наиболее эффективным при работе с трещиноватыми, твердыми и сухими породами.

Стоимость разработки скважины с использованием того или иного метода бурения во многом зависит от того, какое оборудование применяется, а также от категорий пройденных пород по буримости.

Если у Вас возникли вопросы или Вы заинтересовались в приобретении оборудования, инструмента и запасных частей, обращайтесь к нам по следующим контактам: +7 (391) 228-72-62 / [email protected]

Технология бурения артезианской скважины на воду

Кустовое бурение

Такое название метод носит по той причине, что готовая схема устьев и забоев напоминает собой своеобразный куст. К одному устью сходятся скважины из нескольких забоев, сгруппированных на одной площадке. В случае такого метода значительно сокращаются монтажные и подготовительные работы, снижается количество рабочих транспортных сообщений, линий электропередач и подачи воды.

Особенностью кустового способа является определенное условие строительства скважины. В частности, важнейшим условием является отсутствие пересечения стволов между собой.

Недостатки способа:

  • Требуется прекращение работы скважин до завершения строительства определенной конструкции в целях противопожарной безопасности.
  • Высокий риск пересечения проделанных стаканов.
  • Капитальный ремонт такой конструкции достаточно сложен.
  • При подводном бурении сложно устранить грифоны.

Кустовое бурение используется в тех случаях, когда требуется повышение нефте- и газоотдачи в продуктивной территории, либо при возобновлении работы неработающей скважины. Строительство скважины кустовым способом может быть трехствольным, двуствольным параллельным, двуствольным последовательным.

Конструкция куста имеет конический вид с вершиной в виде кустовой площадки. Объем монтажных и подготовительных работ зависит от размещения устья куста, также от этого зависит и площадь территории для будущего отчуждения от куста. Максимальная эффективность такого способа бурения достигается в условиях болотистой местности.

Способы промышленного бурения

Шнековый метод применяется при ведении работ на участках с песчано-гравийным грунтом. Водоносные породы могут располагаться на глубине нескольких десятков метров. При таком способе почва выталкивается наружу лопастями вращающегося устройства. Данный метод выработки считается достаточно скоростным. Но он чаще используется при сооружении конструкций небольших размеров.

Схема ударного бурения

При ударно-канатном способе для выработки грунтовых пород используется мощное заострённое долото. Оно производит поступательно-возвратные движения, осуществляя разрушение грунта. Для более эффективной выработки применяется специальная утяжеляющая штанга. Она присоединяется к буровой конструкции.

Самым производительным методом выработки грунта при сооружении водозаборных устройств считается роторный способ. Его эффективность в несколько раз выше канатно-ударного метода. Это достигается за счёт определённых конструктивных особенностей установки:

  • при работах применяется шарошечное долото в составе бурильной колонны;
  • его вращение осуществляется с помощью ротора;
  • для увеличения производительности используется утяжелённая бурильная труба;
  • стенки скважины обрабатываются специальным промывочным раствором;
  • для окончательного обустройства скважины применяют обсадные трубы, фильтрационные устройства и насосные агрегаты.

Оборудование

Роторное бурение невозможно осуществить без  специального оборудования, которое включает следующие приспособления и механизмы:

  • вышка;
  • ротор;
  • буровая установка с приводом;
  • насосное оборудование поршневого типа;
  • буровой вертлюг;
  • механизмы и оборудование для выполнения очистки при помощи промывочного раствора;
  • талевая система, состоящая из кроноблока;
  • желоб;
  • вибросито;
  • гидроциклоны (обычно используются при бурении нефтяных скважин).

В мобильной версии буровой установки для роторного бурения есть все вышеперечисленные составляющие механизмы, кроме системы очистки при помощи промывочного раствора.

Наклонный способ

Для выполнения наклонной методики бурения необходимы следующие инструменты и материалы:

Буровой земляной инструмент:

  • Тесак;
  • Балка;
  • Бечевка;
  • Длинный буровой направляющий штырь;
  • Кабель;
  • Обсадные трубы;
  • Металлический трос.

Такой способ чаще всего используется при ремонте коммуникаций, особенно в тех случаях, когда жилое здание уже сооружено, но необходимо провести канализацию или водопровод через фундамент. Чтобы избежать рытья глубоких траншей, используют наклонное бурение. Для начала рассчитывают угол наклона так, чтоб нижняя часть шурфа совпадала с концом закладной трубы.

Земляной бур устанавливают в заранее выбранное место и сразу придают ему желаемый угол наклона с помощью поперечной балки, уложенной на траншею. На бур устанавливают направляющий штырь, позволяющий сохранить заданное перед началом работы направление, и начинают сверление отверстия. Здесь требуется непрерывный контроль процесса, так как при заглублении или отклонении от нужной траектории следует подтесывать стенки шурфа.

Когда шурф готов, в него опускают обсадную трубу, повторяющую диаметр скважины.

Структура обсадной трубы

В трубу пропускают кабель и металлический трос, затем с помощью троса протаскивают в трубу необходимый кабель или шланг. К тросу привязывают бечевку, с помощью которой при необходимости трос тянут назад.

Если в трубе размещен силовой трос, шланг или кабель легко поддаются замене. В этом случае можно справиться только с помощью одного лишь наклонного сверления, при этом рыть глубокую траншею и нарушать целостность фундамента не придется.

Сферы использования подобной технологии

Среди точек применения колонкового бурения скважин, стоит выделить несколько основны.

Горнодобывающая промышленность – разработка горных месторождений твердых полезных ископаемых.

Результат прохода – керн с цельной структурой, по которому выполняют анализ пород в этой местности. Его периодически извлекают, чтобы узнать картину залегания пород на этом участке.

Автономное водоснабжение – организация процесса нуждается в исследовании недр частных землевладений, чтобы иметь доступ к подземным источникам воды. Гидрогеологическое бурение необходимо для выбора местонахождения водной скважины.

Строительство – для бурения диктующей скважины под забивку свай – обустраивая свайные фундаменты. Строителям нужно знать, на какой глубине будет песчаная прослойка или начинаются крупные камни. От этого зависит устойчивость здания. Подобная технология идеальна, чтобы в железобетонных конструкциях просверлить отверстия большого диаметра.

Подобный способ подходит для вертикального прохождения скважин, горизонтального и под нужным углом.

Способ искусственного искривления

Искусственное искривление оси бурового стакана применимо, когда необходимо бурение нефтяных или газовых скважин. Искусственное отклонение подразделяют на кустовое и многозабойное. Такой способ успешно применяется в следующих случаях:

  • Для работы с глубинными слоями под спусками;
  • При отклонении выполненного ствола;
  • При залегании нефти под слоем соляных залежей;
  • При необходимости обхода осыпающихся мест;
  • Для вскрытия слоев, находящихся под дном водоема;
  • При строительстве забоя на слои под жилыми домами;
  • При невозможности устранения засыпанной скважины;
  • Для ухода в сторону с новым направлением;
  • Для экономии времени на разбуривание;
  • При бурении кустовым методом на равнинной территории;
  • При прохождении пласта угля для дегазификации.

Для процесса принудительного искривления необходимы специальные двигатели, в числе которых электробур, турбобур и винтовой двигатель.

https://youtube.com/watch?v=f74Rdq0gXeQ

Многозабойный способ

Такой способ заключается в проведении двух стволов из главного забойного стакана, при этом главный ствол используется не единожды.

В таком случае растет рабочая площадь и поверхность фильтрации, но сокращаются объемы бурильной работы в поверхностном пласте.

В зависимости от вспомогательных стволов возможны следующие виды многозабойной конструкции:

  • Радиальная – горизонтальный главный ствол и радиальные – вспомогательные.
  • Разветвленная – состоит из наклонных двух стволов и наклонного главного.
  • Горизонтально разветвленная – похожа на предыдущий тип, но угол вспомогательных стволов составляет девяносто градусов.

Выбор типа многозабойной конструкции определяется формой конструкции вспомогательных стволов и их размещением в пространстве.

Виды скважин

Скважины бывают 3 основных видов:

  • фильтровыми;
  • артезианскими;
  • абиссинскими.

Фильтровая скважина (на песок)

Фильтровая скважина выкапывается до глубины 40-50 метров. Пределом для нее служит песчаный слой. Глубже него бурение скважин данного типа не проводится.

Схема артезианской скважины с кондуктором

Артезианские считаются самыми глубокими типами. Глубина их пробуривания колеблется в диапазоне от 50 до 400 метров. Основная цель таких отверстий — получение чистой артезианской воды высокого качества.

Абиссинские — самые неглубокие. Глубина их пробуривания не превышает 30 метров. При создании отверстий такого типа не используется погружной насос по причине небольшого диаметра трубы.

Для частных домов организации, осуществляющие бурение скважин, вырывают колодец фильтрового типа на глубину от 40 до 50 метров. Подобные водоскважины часто называют артезианскими, что приводит к подмене понятий. Отличие их от фильтровых колодцев не только в глубине, но и качестве получаемой воды. Большая разница в цене работ и сложности проведения.

Особенности технологии

Для начала определимся, что такое способ роторного бурения. Это особая технология бурения скважин, которая применяется в том случае, если необходимо, чтобы гидротехническое сооружение давало большие объёмы экологически чистой питьевой воды. При этом скважина будет отличаться стабильной и долговечной работой. В этом случае данный способ подходит лучше, чем какая-либо другая технология бурения.

Роторная буровая установка и сама технология имеют следующие преимущества перед другими бурильными конструкциями и методиками:

  • Скважина, пробуренная таким способом, будет обладать высокой производительностью, то есть давать воду в большом объёме.
  • Долговечность гидротехнического сооружения.
  • Подача воды из скважины осуществляется стабильно (без снижения уровня и перебоев).
  • Качество добываемой жидкости будет на высоте. Её смело можно использовать в питьевых целях.

Такой способ бурения скважин позволяет получить гидротехническое сооружение, которое будет обладать настолько высоким дебетом, что воды из источника хватить не только для водоснабжения жилого дома, но и для полива огорода, наполнения бассейнов и других резервуаров, а также для удовлетворения различных технических нужд.

Роторная буровая установка используется в том случае, если необходимо бурить глубокую скважину на воду. Суть метода заключается в следующем: в бурильную трубу опускается вал с наконечником в виде долота. Во время вращения вала долото разрушает породу. Вращение осуществляется за счёт функционирования гидравлической установки.

Чтобы очищать скважину от находящейся в ней породы, используют специальный промывочный раствор. Он подаётся в проходку по трубам. При этом может использоваться два способа подачи:

  1. Бурильный раствор закачивается в бурильную трубу при помощи специального насосного оборудования. После этого он выдавливается наружу через затрубное пространство. Такой метод называется прямая промывка. Именно он показан на видео в конце статьи.
  2. Второй способ делается иначе. Раствор подаётся в затрубное пространство, а затем при помощи насосного оборудования выкачивается из бурильной трубы вместе с измельчённой породой. Этот метод называется обратная промывка.

Способ обратной промывки имеет одно неоспоримое преимущество – с использованием такой методики можно получить гидротехническое сооружение с большим дебетом, поскольку вскрытие водоносного слоя происходит наиболее качественно. Среди недостатков стоит назвать необходимость привлечения сложной высокотехнологичной техники, поэтому данная методика более дорогостоящая.

Преимуществом роторного бурения с прямой промывкой можно назвать его относительную дешевизну в сравнении со вторым методом. Именно поэтому данный способ чаще всего используется при бурении скважин на воду на территории частных владений.

Основные способы забуривания скважин

В зависимости от вида и состояния горных пород в приповерхностном слое, диаметра и типа породоразрушающего инструмента, способа бурения, вида очистного агента и бурильной колонны применяют следующие основные способы забуривания скважин.

  • 1. Установка трубы-направления скважины в шурф, предварительно выкопанный вручную. После установки в шурф трубу-направление или цементируют или закапывают. Этот способ применяется при бурении скважин большого диаметра шарошечными долотами с промывкой скважины глинистым раствором (в основном скважины на нефть и газ) и при бурении геологоразведочных скважин ударно-канатным способом.
  • 2. Забуривание скважины «всухую», т. е. без промывки или продувки. Этот вариант находит применение при бурении с поверхности земли в тех случаях, если верхний интервал геологического разреза представлен осадочными породами при использовании обычных снарядов (без съемного керноприемника). Для бурения колонковый набор оснащают твердосплавной коронкой типа СМ или СА, а забуривание производят при медленном вращении колонны и повышенных нагрузках на глубину 2-3 м до коренных пород. Если коренные породы залегают глубже, то «всухую» бурят до предельно возможной глубины, а затем устанавливают трубу-направление и ведут бурение до коренных пород уже с промывкой инструментом меньшего размера.

Возможен вариант забуривания «всухую» посадкой обсадной колонны, оснащенной коронкой или башмаком в рыхлые сыпучие породы с вращением и под действием повышенной осевой нагрузки на предельно возможную глубину. Обсадную колонну после этого не извлекают, а породу внутри колонны разбуривают уже с промывкой колонковым набором меньшего размера.

3. Забуривание с продувкой пневмоударником или шарошечным долотом может применяться по любым, в том числе твердым, выветрелым породам, породам, насыщенным крупными обломками и на значительные глубины. Этот способ рекомендуется для различных условий бурения, но только в том случае, если не требуется керн в интервале забуривания. Для забуривания может использоваться, например, пневмоударник П-105 (диаметр долота 105 мм) и компрессор, обеспечивающий давление воздуха 0,2-0,5 МПа. Для оперативного забуривания целесообразно иметь в организации мобильный компрессор с комплектом бурового инструмента именно для осуществления операций забуривания.

При бурении по неустойчивым, аллювиальным, сыпучим породам бурение пневмоударником может осуществляться с поверхности с опережающим креплением ствола скважины, когда разрушение породы на забое сопровождается забиванием и обсадной колонны, оснащенной башмаком или специальным долотом. По данной схеме реализуется бурение в соответствии с методами OD, ODEX и DEPS компании Atlas Copco.

4. Забуривание с промывкой алмазным или твердосплавным инструментом проводят при бурении из подземных горных выработок без установки обсадных труб, если породы устойчивые и несклонные к набуханию и обваливанию.

Техническая вода в этом случае удаляется из скважины изливом и попадает в зумпф по канавке.

Устье скважины при бурении горизонтальных или восстающих скважин, буримых из подземных горных выработок, обязательно оборудуется специальным герметизирующим устье скважины патрубком при использовании для бурения снаряда ССК. Тогда доставка и извлечение керноприемника и овершота производится за счет регулируемого гидравлического напора в герметичном пространстве ствола скважины.

Вариант забуривания с промывкой практикуется и при бурении скважин с поверхности ССК. В этом случае забуривание производят с промывкой водой колонковым набором ССК с твердосплавной или алмазной коронкой до предельной глубины и извлекают на поверхность керноприемник с керном. Техническая вода, на начальном этапе, изливается из скважины и удаляется за пределы буровой установке по канавке. Далее производят обуривание оставленной в скважине и выходящей на поверхность колонковой трубы обсадной трубой большего размера, оснащенной армированным башмаком. После обуривания обсадной трубой бурение снарядом ССК продолжается, а обуривание обсадной колонной проводят до тех пор, пока обсадная колонна не войдет в плотные коренные породы.

Забуривание с промывкой производят и при бурении двойной колонной КГК (гидротранспорт керна). В этом случае вода циркулирует через зазоры в колонне и попадает в зумпф не изливаясь и не контактируя со стенками скважины.

Предварительные работы

После того, как буровая машина установлена, прибывает спецкомиссия на проверку оборудования, техники и качества труда.

Когда бурильная установка готова, начинаются работы по приготовлению к бурению. Как только буровая машина установлена и возведение сооружений закончено, буровую проверяет спецкомиссия. Мастер бригады бурения, принимая комиссию, вместе с ней следит за качеством работ, проверяет технику и исполнение охраны труда.

Например, светильники по способу исполнения должны быть во взрывобезопасном кожухе, по шахте должно быть распределено аварийное освещение на 12 V. Все замечания производимые комиссией должны быть учтены до начала работ по бурению.

До того как начать буровые работы, техника оснащается соответствующим оборудованием: шурфом под квадрат, буровыми трубами, долотом, приспособлениями малой механизации, обсадными трубами под кондуктор, контрольно-измерительными приборами, водой и т. д.

На буровой должны быть домики для жилья, беседка, столовая, баня для сушки вещей, лаборатория для анализа растворов, инвентарь для тушения пожаров, вспомогательный и рабочий инструмент, плакаты по технике безопасности, аптечки и медикаменты, склад для бурильного оборудования, вода.

Схема установки вышки для бурения.

После того как вышка для бурения была установлена, начинается ряд работ по переоснастке талевой системы, в процессе чего осуществляется установка оборудования и апробирование средств малой механизации. Технология забуривания начинается с установки мачты. Ее направления должно быть установлено точно по центру оси вышки.

После центровки вышки производится бурение под направление. Это опускание трубы для упрочнения скважин и заливка ее верхнего конца, который должен по направлению совпадать с желобом, цементом. После того, как направление в процессе бурения скважин было установлено, еще раз проверяют центровку между осями ротора и вышки.

В центре скважины производят бурение под шурф для квадрата и в процессе обсаживают трубой. Бурение шурфа скважины исполняется турбобуром, который во избежание слишком быстрого вращения удерживается пеньковым канатом. Одним концом он крепится к ноге вышки, а второй удерживается в руках через блочок.

Этапы процесса

Технология реализуется в такой последовательности:

  • Поверхность очищают от мусора и посторонних предметов.
  • Недалеко от будущего отверстия роют яму двухметровой глубины для слива промывочной жидкости.
  • В грунте пробивают отверстие для размещения бура, коронку соединяют с колонковой трубой, она наращивается по мере проходки.
  • После с бурильными трубами – верхняя закрепляется в буровом станке, работающем от двигателя – в такой способ начинается проходка.
  • При полном заполнении трубы ее поднимают на поверхность, извлекая из нее породу при помощи молотка, удары наносят не слишком сильно.
  • Бур опять погружают в скважину и бурят, пока не достигнут необходимой глубины.

Бурение проходит с промывкой, но если для этого нет достаточного объема воды, рабочий процесс осуществляют на сухую. Если в работе специалисты задействуют алмазный инструмент, для регулярной промывки они используют специальную эмульсию.

В случае песчаного грунта, добавляют в раствор жидкое стекло, глинистую массу, укрепляющие стенки отверстия.

Для грунтов с неустойчивой структурой, скважину, в процессе углубления, укрепляют обсадными трубами. Часто, вместо промывания водой, используют более дешевую продувку сжатым воздухом.

Оборудование для продувки скважин сжатым воздухом

Бурение песчаной скважины

Для бурения скважины своими руками можно использовать ударный способ. На выбранной местности подготовьте площадку для монтажа треноги.

Тип снаряда зависит от типа грунта – плотный глиняный грунт пробивают стаканом, а рыхлый глинистый пробивают желонкой. Стакан можно превратить в желонку, приварив конус с металлическим мячом с внутренней стороны трубы.

Вышка собирается в виде треноги из металлических труб, вверху крепят шкив для подвижного каната. В основании крепится подъемный механизм и вал, на который наматывается канат.

Бурение песчаной скважины

В том месте, где планируется скважина, делают углубление для обсадной колонны на полметра. В эту яму должен попасть снаряд. Снаряд поднимается и резко опускается в углубление. Через каждый метр буровой инструмент поднимают и чистят от налипшей земли.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

При проведении канатно-ударного бурения своими руками в зависимости от находящихся типов грунтов следует придерживаться ряда рекомендаций.

Мягкая не сыпучая почва

Легче всего работать при помощи забивного стакана. На поверхность почвы его опускает лебедка. Когда внутри стакана собирается достаточное количество породы, ее извлекают наружу.

Сыпучая почва

Используется желонка с клапаном. Он предотвращает высыпание породы, которая извлекается только на поверхности. В данном случае в обязательном порядке производится укрепление стенок забоя. Для этого применяются обсадные трубы. Они углубляются в почву под действием собственного веса, что позволяет продлить срок службы скважины.

Диаметр обсадных труб должен быть немного больше от бурильного снаряда, что обеспечивает его прохождение на нужную глубину.

Каменистая порода

Для раздробления почвы используется долото, а для извлечения наружу – желонка. Чтобы расширить диаметр скважины применения обсадной колонны недостаточно. Для этого используют специальный расширитель с движущимися резцами. Его опускают через обсадную трубу. Когда он доходит до нужной глубины забоя, происходит раскладывание резцов. Они срезают грунт, что облегчает передвижение обсадной колонны.

Выбор насосных агрегатов для промышленных скважин

Вывод воды из водозаборной конструкции осуществляется с помощью специальных насосов. При их выборе необходимо учитывать следующие факторы:

  • мощность используемого привода;
  • тип оборудования;
  • уровень рабочего давления;
  • производительность насосного агрегата.

Насосные агрегаты используются для перекачки чистой воды, в которой может содержаться незначительное количество посторонних примесей. Для изготовления корпуса насоса применяются сплавы металлов, устойчивых к воздействию коррозии. Электродвигатель надёжно защищён герметичной оболочкой.

Для забора воды из промышленной скважины применяются насосные агрегаты погружного типа. Их рабочие лопасти погружаются в воду. Страховка насоса осуществляется с помощью нержавеющего троса.

Устройство погружного центробежного насоса

При окончательном обустройстве сооружения в нём монтируются водозаборные конструкции. С помощью них осуществляется доставка воды потребителю.

Суть технологии

Грунторазрушающим устройством служит колонковый бур (буровая коронка) – специальный инструмент, имеющий твердосплавные режущие части или алмазные вставки.

Колонковый бур

С его помощью профессиональные бурильщики максимально быстро образуют в грунте отверстия нужной глубины и диаметра.

Колонковое бурение скважин проводится мастерами при высоких оборотах основной детали, поэтому установка подвержена мощной нагрузке. Для устройства коронки – прочного и удобного кольца из стальной заготовки – пустотелого цилиндрического куска с острыми резцами – применяют твердые сплавы: вольфрам, победит и сталь или алмазы.

Коронка движется строго по краю, а порода изнутри остается нетронутой. После того как рабочий ствол заполнится грунтом, образцы периодически извлекают для исследования из керноприемника и определения геологического разреза места.

Небольшой диаметр бура до 160 мм позволяет преодолеть за смену до нескольких сотен метров, все зависит от твердости породы.

После выполнения колонковой проходки и изучения результатов, легко начинать шнековое бурение с полным извлечением содержимого скважины.

Классификация и общая характеристика способов бурения

Процесс бурения состоит из разрушения породы на забое шпура (скважины) буровым инструментом и удаления продуктов разрушения (буровой мелочи) из него.

При всех способах бурения выполняются следующие основные операции: подготовка и установка бурильной машины для начала работ, бурение (разрушение породы) с очисткой забоя скважины от продуктов разрушения, наращивание бурового става для достижения требуемой глубины бурения и его разборка после окончания работ, смена изношенного бурового инструмента и передвижение машины на новую точку бурения шпура или скважины.

В настоящее время применяются вращательный, ударно-поворотный, ударно-вращательный и вращательно-ударный способы бурения шпуров и скважин (механические способы бурения), а также огневое и комбинированное бурение. Исследуется эффективность применения энергии ВВ при взрывном бурении скважин, а также высоковольтных электрических разрядов при электроимпульсном бурении.

При вращательном бурении инструмент вращается вокруг оси, совпадающей с осью шпура или скважины и одновременно с определенным усилием подается на забой. Величина усилия задается из условия превышения предела прочности породы на вдавливание на площади контакта режущих лезвий инструмента с породой. При этом происходит последовательное разрушение от вдавливания и скалывание частиц породы с забоя. Продукты разрушения удаляют с помощью витых штанг (при бурении шпуров), шнеков (при бурении скважин), промывкой забоя водой или продувкой воздухом.

На горных предприятиях применяют: вращательное бурение шпуров резцами с помощью ручных и колонковых сверл; вращательное (шнековое) бурение скважин резцами и алмазным инструментом с помощью буровых станков.

При ударном способе бурения инструмент (долото или коронка) наносит удар по забою и разрушает породу под лезвием. После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается последовательное разрушение всей площади забоя и получение круглого сечения шпура или скважины.

При ударно-поворотном бурении обычным и погружными бурильными молотками (перфораторами) инструмент поворачивается прерывисто только в промежутках между ударами вмонтированным в молоток поворотным устройством. В некоторых конструкциях бурильных молотков поворот инструмента происходит в период нанесения удара поршнем по инструменту.

При ударно-вращательном бурении погружными пневмоударниками и бурильными молотками с независимым вращением удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту. Разрушение породы при этих способах бурения происходит только в результате внедрения буровой коронки при ударах.

При вращательно-ударном бурении удары наносятся по непрерывно вращающемуся под большим осевым усилием инструменту. Разрушение происходит как в результате внедрения инструмента при ударах, так и вследствие скола породы при вращении инструмента.

Бурение шарошечными долотами выполняется как при ударном способе долотами чистого качения и при вращательно-ударном — долотами со скольжением, в которых зубцы, наряду с перекатыванием по забою, срезают породу скользящим движением вдоль поверхности забоя.

При огневом бурении разрушение породы на забое скважин происходит за счет термонапряжений, возникающих при быстром нагреве поверхности породы потоками раскаленных газов (2000°С), вылетающих из сопел горелки со сверхзвуковой скоростью (2000 м/с и более).

При взрывном бурении разрушение породы на забое скважин происходит последовательными взрывами небольших зарядов ВВ. Известны два метода взрывного бурения: патронный — с помощью патронов жидких или твердых ВВ, взрывающихся на забое от удара или детонатора, и струйный, при котором через бур на забой подаются жидкие компоненты ВВ (горючее и окислитель) и происходит формирование жидкого плоского заряда. Взрыв этого заряда вызывается впрыскиванием капли инициирующего состава (эвтектического сплава калия и натрия).

При электроимпульсном бурении разрушение пород на забое скважины происходит вследствие электрического пробоя его участка высоковольтным (до 200 кВ) разрядом. Мгновенно выделяемая энергия в канале пробоя разрушает породу, которую с забоя удаляют потоком диэлектрика, циркулирующего в скважине (соляровое масло, вода и т.п.).

Разрабатываются комбинированные способы бурения, в которых происходит совместное воздействие на забой ударного инструмента и шарошки (ударно-шарошечный способ), резцов и шарошек (режуще-шарошечный способ), шарошек и огневой горелки (термо-шарошечный способ), огневой горелки и ударного инструмента (термоударный способ).

Способы бурения

Процесс проделывания скважин, как и любая другая технология, имеет несколько видов:

  • ударно-канатное;
  • роторное;
  • бурение с забойным двигателем;
  • турбинное;
  • с винтовым двигателем;
  • электробуром.

Схема установки для ударно-канатного бурения скважин.

Ударно-канатный способ бурения скважин считается самым опробованным. При нем шахта скважины образуется за счет периодических ударов долота по забою. Этот процесс происходит под действием веса самого долота и тяжелой штанги. Поднятие долота вместе со штангой, которые закреплены на канате, происходит за счет балансира бурового механизма.

При роторном методе вращение инструменту передается посредством ротора. При этом виде бурения скважин ротор устанавливается на устье сквозь колону бурильных труб, которые играют роль полного вала. При бурении маленьких скважин (с небольшим диаметром ствола) процесс происходит за счет шпиндельных двигателей.

Привод ротора осуществляется от карданного вала, соединенного с лебедкой. Либо это может быть цепная передача от одного двигателя. Преимущество привода в том, что он может регулировать скорость вращения более с широким диапазоном, понижает нагрузку на лебедку и уменьшает ее изнашиваемость.

Ротор для бурения выбирается по степени нагрузки, мощности, а также по диаметру шахты. Роторное бурение имеет 2 канала передачи энергии для забоя:

  • механический от привода;
  • гидравлический от насосов.

Установка для бурения скважин роторным и турбинным способами и при помощи электробура.

При бурении турбинным способом, в процессе работы бурильная колонна не вращается, а перенимает вращающийся момент от забойного двигателя. При этом методе передается и гидравлическая энергия.

Турбинный способ — передача вращения долоту от вала турбины, которая приводится во вращение за счет движения потока раствора. Получается, что при турбинном способе в процессе задействован только 1 канал передачи энергии до забоя.

Турбобур, стоящий над инструментом, является машиной, которая приводит процесс преобразования гидравлической энергии давления потока используемой жидкости в механическую, направленную на вращение инструмента.

Процесс бурения представляет собой опускание, подъем бурильной колоны в скважину и поддержание ее на весу. Бурильная колона — это опущенная в шахту сборка из труб, скрепленных между собой бурильными замками. Ее задача — подача гидравлической и механической энергии к долоту.

Скважина на воду своими руками: эффективные способы бурения

После приобретения участка возникает необходимость в его обеспечении водой. Без нее не обойтись, когда ведется строительство, создается сад, а также делать большой список дел по дому. Чем больше участок, тем больше растет потребность в удобстве добывания воды. Иногда подключиться к центрально системе водоснабжения нет возможности. В таких случаях можно выполнить самостоятельное бурение скважины, а затем ее оборудовать для удобного пользования. Такое решения является самым экономичным. Узнав тонкости разных методов создания собственного источника воды, можно понять, какой из них можно будет использовать на своей территории.

Содержание:

Показать все содержание

Типы водозаборных выработок и грунтов

Выполнить бурение скважин на воду своими руками возможно несколькими способами. Каждый из них различается списком необходимой техники, типом ландшафта, на котором можно создать такую скважину, стоимостью, а также необходимыми для возведения навыками.

  • Абиссинская скважина трубчатого типа. Такой метод отлично впишется в участок с родником. Сооружение представляет собой длинный типичный колодец, но намного уже. Из-за 8-12 метровой длины скважины вода не смоет загрязняться мусором с земли. Она также имеет название «скважина-игла» из-за того, что после погружения трубы в почву, она похожа на иглу. При наличии активного источника, постоянный запас воды будет составлять около 2 м3.
  • Водяная скважина «на песок» с фильтром. Эту конструкцию вводят в землю на 15-30 метров, применяя ударно-канатный, шнековый либо колонковый способ. Диаметр трубы составляет примерно 10-18 сантиметров, в конце которой устанавливают фильтр из нержавеющей металлической сетки. Ее необходимо приварить к первому звену колонны перед тем, как трубу будут вводить в землю через слой крупного песка. Использование такого метода добычи воды позволит обеспечить небольшой домик с двумя точками водоразбора. Для более долгого срока службы необходимо пользоваться системой регулярно. Тогда ее хватит примерно на 15 лет. При сезонном применении этот показатель сократиться на отметку 5 лет. Когда скважина на воду заилится, то можно будет попробовать ее почистить. Такая процедура не всегда решает проблему и приходится создавать новую точку для добычи воды. Но она должна находиться возле предыдущей.
  • Артезианский колодец. Такое сооружение достигает в глубину до 100 метров и больше. Его не нужно дополнять фильтром. Вода добывается из трещин известняка из-за конденсации. Это минерализованная и кристально-чистая жидкость. Однако важно проверять степень минерализации. Если она небольшая, то использовать ее для повседневных дел разрешается. Но при высоких показателях она не подойдет для бытовых целей. Чтобы понять, на какую глубину следует пробивать скважину, можно поговорить с соседями, у которых есть подобные сооружения. Но такая информация тоже будет приблизительной. Поэтому приобретать обсадные трубы необходимо с учетом корректировки данных.

Простые методы бурения

Ручное бурение скважин на воду можно выполнять разными способами. Чтобы решить, какой именно из них использовать, следует определить тип земли, глубину расположения воды, а также возможный расход средств для обустройства конструкции. Далее описаны виды бурения скважин.

Способ 1: бурение шнеком. Для этого метода пригодится бур. Рабочий инструмент крепят к 10-сантиметровой трубе и устанавливают на месте будущего «колодца». Шнек аккуратно проворачивают, постепенно извлекая землю для создания туннеля. Так как его длина будет увеличиваться, бур также необходимо время от времени наращивать. Такую работу следует выполнять через каждые 0,5-0,7 метра. По мере извлечения грунта необходимо укреплять стены, используя обсадные трубы. Такой метод можно применять для создания 10-метровой скважины. По потребности еще можно углубить ее на пол метра. Работу следует продолжать, пока не появится водоносный слой.

Способ 2: роторное бурение. Данный способ следует применять при наличии скальных грунтов. Для работы используют бурильную трубу, которая похожа на стакан, по краю которого располагается шарошечный долот. В трубе находятся специальные системы для бурения. Они а также сама масса конструкции оказывают большое давление на долото, благодаря чему он может пробивать довольно крепкие скальные грунты. Чтобы извлечь лишнюю землю, можно применять один из следующих методов:

  • Промывка прямым путем. В трубу необходимо закачать раствор, используя насос. Он захватит лишнюю породу и выйдет вместе с ней через пространство за трубой.
  • Промывка обратный путем. Раствор в этом случае самостоятельно затекает в полость трубы, а достают его и породу с помощью насоса через затрубное пространство.

Первый способ является менее затратным, но также менее эффективный. Чтобы использовать второй метод, необходимо иметь дорогие инструменты. Однако он лучше справляется со вскрытием водоносного горизонта.

Способ 3: бурение желонкой. Ударно-канатный метод. Это самый надежный и долгосрочный способ обеспечения своего участка водой. Срок его службы может доходить до 50 лет. Однако для получения такой надежной конструкции необходимо выделить немало времени и сил. Главным инструментом в работе является желонка. Она представляет собой 1-2 метровую трубу с толстыми стенками, внизу которой находится клапан шарикового либо лепесткового типа. Вверху располагается отверстие для выхода земли, а также проушина для торса.

Желонку привязывают к тросу, перекидывают через блок и кидают вниз. Во время своей работы желонка разрыхляет, а затем захватывает землю при помощи клапана. Такая процедура повторяется несколько раз, после чего ее извлекают из ствола и очищают от почвы.

Данный метод признан наиболее эффективным. Еще одним плюсом его применения считается возможность достать рыхлую осадочную породу и плывун. Также благодаря отсутствию раствора грунтовая вода не будет спутана с другой жидкостью.

Способ 4: скважины иглы. Подходит для неглубоких вод. Устройство скважины для воды довольно узкое, составляет в диаметре 8 сантиметров. Оборудование для скважины под воду представляет собой трубу, к которой закреплен острый наконечник с фильтром. По мере ее введения необходимо выполнять наращивание до того момента, пока не будет достигнут уровень подземных вод. Рекомендуется использовать надземный насос.

Как сделать буровой инструмент

Намного проще – это приобрести готовый инструмент либо взять в аренду у друга или соседа. Но, к сожалению, не всегда есть такая возможность. В таких случаях можно ознакомиться с правилами создания инструмента для бурения и сделать самому. Рассмотрим, несколько видов таких приспособлений.

Вариант 1. Спиральный и ложковый бур. Главной деталью здесь считается прут из железа, к которому вдоль продольной оси приваривают несколько ножей, скошенных на 20о. Также следует подготовить заостренный диск, который распилен пополам. Важно учитывать, что конструкция в диаметре должна превышать обсадную трубу.

Еще можно использовать листовой металл, который приваривают по спирали вокруг трубы или прута. Резец рекомендуется заточить для лучшей работы. Но для выполнения такого задания необходимо иметь навыки в работе с металлом, а также ряд инструментов.

Вариант 2. Желонка и стакан. В наличии должна быть 2-3 метровая труба со стенками толщиной 1 сантиметр. Внизу следует установить башмак и лепестковый клапан, который представляет собой металлическую пластину, зажатую упругой пружиной. Внизу грани с торца следует заточить внутрь, а вверху запечатать его сеткой из железа. Дальше к трубе крепят кронштейн, чтобы можно было установить трос.

Благодаря такой схеме, когда конструкция ударяет о землю, почва падает внутрь стакана. За счет клапана грунт не выпадет в момент подъема. Через 5-10 заходов желонку и стакан необходимо чистить.

Несколько полезных советов

Чтобы работа проходила без лишних трудностей, рекомендуется устанавливать сетчатый фильтр. Благодаря этому вода будет очищаться, а, значит, насос прослужит дольше. Помимо этого, оголовок скважины не нужно полностью запечатывать, иначе из-за недостатка вентиляции вода будет заиливаться и приобретать затхлый запах. Лучше скважину накрыть крышкой с возможностью ее время от времени откидывать, а также с отверстиями для вентиляции.

Способы бурения скважин

Разновидности скважин

Задача скважины соединить водонос с потребителем воды. Для определения глубины залегания водного слоя и его параметров бурится разведочная скважина. Удешевление работ достигается применением буров уменьшенного диаметра. При разработке верховодки достаточно установить бур диаметром 10 см, для более глубоких залежей – 20 см. Глубина определяется с помощью специальных зондов.

Абиссинская скважина

Подъем воды из верховодки обеспечивается с помощью абиссинской скважины (скважина-игла, колодец Нортона). Технология ее изготовления достаточно проста. В землю вбивается труба диаметром 3-6 см с острым наконечником (иглой). Глубина погружения может достигать 15-20 м. Используется способ на легких грунтах (песчанники и т.п.). Пробить скалистые выходы трубой невозможно. Проблемы возникают и при забивании в глинистый грунт. Подъем воды обеспечивают рычагом, вручную или с помощью насоса. Дебит скважины – до 5 куб.м/ч. Иногда с помощью абиссинской скважины удается достичь грунтовых вод при высоком их залегании.

Основные преимущества рассматриваемых скважин: низкие затраты, возможность самостоятельного изготовления, быстрота обустройства, возможность установки практически в любом месте (даже в подвале дома). Срок службы оценивается в 25-35 лет. Среди недостатков отмечается следующее: невозможность оборудования на особо твердом грунте, поверхностный насос можно применить только при глубине залегания не более 6 м.

Песчаная скважина

Фильтровая скважина бурится при разработке песчаного водоносного слоя, расположенного на глубине до 40-45 м. Ее бурят с помощью специального оборудования и сразу оборудуют обсадной колонной для исключения осыпания стенки. Для колонны применяются металлические, пластиковые или бетонные трубы диаметром 13-20 см. В нижней части устанавливается фильтр. Подъем воды обеспечивается с помощью погружного насоса.

Преимущества скважины на песок: использования для бурения малогабаритной техники, что снижает расходы; можно устанавливать насос небольшой мощности; бурится скважина за 1-2 суток. Недостатки: невысокая производительность (до 2 куб.м/ч), зависимость качества воды от многих факторов и нестабильность его, зависимость уровня залегания воды от сезона.

Известняковые скважины

Для подъема воды с большой глубины делаются скважина на известняк или артезианские скважины. Название они получили из-за того, что глубинный водный пла

Способы строительства водяных скважин и способы бурения скважин

Перейти к основному содержанию

Дополнительное меню

  • О нас
  • Контактная информация
  • Главная

О гражданском строительстве

  • Главная
  • Гражданские ноты
    • Банкноты

      • Строительные материалы
      • Строительство зданий
      • Механика грунта
      • Геодезия и выравнивание
      • Ирригационная техника
      • Инженерия окружающей среды
      • Дорожное строительство
      • Инфраструктура
      • Строительная инженерия
    • Лабораторные заметки

      • Инженерная механика
      • Механика жидкости
      • Почвенные лабораторные эксперименты
      • Экологические эксперименты
      • Материалы Испытания
      • Гидравлические эксперименты
      • Дорожные / шоссе тесты
      • Стальные испытания
      • Практика геодезии
  • Загрузки
  • Исследование
  • Учебники
    • Учебные пособия

      • Primavera P3
      • Primavera P6
      • SAP2000
      • AutoCAD
      • VICO Constructor
      • MS Project
  • Разное
  • Q / Ответы
  • Главная
  • Гражданские ноты
    • Строительство зданий
    • Строительные материалы
    • Механика грунта
    • Геодезия и выравнивание
    • Ирригационная техника
  • Учебники
    • Primavera P6
    • SAP2000
    • AutoCAD
  • Загрузки
  • Исследование
  • Q / Ответы
  • Глоссарий
.

Метод бурильщика по сравнению с методом ожидания и взвешивания: один предлагает явные преимущества управления скважиной

Рана С. Рой, Конрой Джеймс Нини, Пол Соннеманн, Бертон Томас Гиллис, Chevron

Два широко используемых метода постоянной забойной циркуляции - это метод бурильщика и метод ожидания и взвешивания (W&W). Специалисты по контролю над скважиной часто придерживаются твердого мнения о выборе лучшего метода вывода притока из ствола скважины. Цель этой статьи - выделить основные преимущества и недостатки двух методов.

Основным принципом обоих методов является поддержание постоянного забойного давления (BHP) на уровне или, предпочтительно, немного выше пластового давления.

Метод Бурильщика требует двух тиражей. Во время первой циркуляции приток циркулирует вместе с исходной массой бурового раствора. Постоянное забойное давление поддерживается за счет поддержания постоянного давления в бурильной трубе в первой циркуляции. Если первоначальный вес бурового раствора недостаточен для уравновешивания пластового давления, скважина заглушается циркуляцией более тяжелого бурового раствора (глушителя) во второй циркуляции.

Для поддержания постоянной забойного давления во время второй циркуляции используется одна из двух процедур. Давление в обсадной колонне поддерживается постоянным при перекачивании глушильного раствора с поверхности на долото, а давление в бурильной трубе после этого поддерживается постоянным до тех пор, пока не будет наблюдаться возврат глушильного раствора на поверхность. В качестве альтернативы, во время второй циркуляции можно рассчитать график давления в бурильных трубах и следовать ему при перекачке глухого раствора с поверхности на долото, и после этого давление в бурильных трубах поддерживается постоянным.

Метод W&W предполагает только один тираж.Приток отводится наружу, а глушильный раствор перекачивается за один проход. При перекачивании глушильного раствора с поверхности на долото необходимо рассчитывать и соблюдать график давления в бурильной трубе. После этого давление в бурильной трубе поддерживается постоянным до тех пор, пока не будет наблюдаться возврат глушильного раствора на поверхность.

Метод W&W иногда называют методом инженера, поскольку он включает больше вычислений по сравнению с методом бурильщика. Существует широко распространенное заблуждение, что метод бурильщика предпочтительнее только потому, что он прост.Мы обсудим различные причины, по которым метод бурильщика может быть лучше для циркуляции притока во многих или даже в большинстве пробуренных скважин.

Любая буровая организация или компания может принять политику рекомендации только одного метода управления скважиной, чтобы каждый в организации мог быть компетентным хотя бы в одном методе. Это может помочь избежать путаницы на месторождении и способствовать пониманию того, как эффективно направить выброс выброса из ствола скважины, не создавая серьезных проблем с контролем скважины.

В буровой отрасли наблюдается нехватка опытного персонала, и обеспечение компетентности в одном методе может привести к меньшему количеству аварий. Однако мы должны помнить, что даже опытный персонал обычно не глушит скважины. За всю свою карьеру они могут пробить всего несколько колодцев. Мы можем достичь операционного превосходства, обеспечив их компетентность одним методом. Может быть, лучше использовать хороший метод со знанием дела, чем неумело использовать чуть лучший метод.

СРАВНЕНИЕ

Мы сравним преимущества и недостатки двух методов в конкретных условиях.Различные области применения - это разные типы скважин и их геометрия.

Наклонный ствол / коническая бурильная колонна: График давления в бурильной трубе для метода W&W довольно просто рассчитать, если ствол скважины вертикальный и имеется бурильная труба одного размера. График становится сложным и трудным для персонала буровой установки в скважинах со сложной наклонно-направленной геометрией и / или с бурильными трубами различных размеров. Если надлежащий график давления в бурильных трубах не рассчитан при выполнении метода W&W, давление забойного давления не может поддерживаться постоянным.

На рис. 1 показаны два графика давления в бурильных трубах для горизонтальной скважины. Первый график не компенсирует отклонение отверстия, а второй -. В соответствии с этим примером, если мы не компенсируем отклонение ствола скважины, у нас будет примерно 200 фунтов на квадратный дюйм, когда глушильный раствор достигнет конца сборки внутри бурильной колонны.

Этот перевес в 200 фунтов на квадратный дюйм может нанести ущерб слабым пластам и может увеличить давление на башмак и поверхность. Одним из часто упоминаемых преимуществ метода W&W является более низкое давление на башмаке обсадной колонны.Но если для метода W&W не рассчитан надлежащий график, мы можем подвергнуть башмак обсадной колонны или слабые пласты более высокому давлению по сравнению с методом бурильщика.

Проблемы со стволом: Многие скважины пробурены в районах со значительными проблемами нестабильности ствола. Если бурильная колонна остается неподвижной без циркуляции бурового раствора, бурильная колонна может застрять в стволе из-за проблем с уплотнением. Если будет решено заглушить скважину методом W&W, возможно, придется перемешать глушитель перед установлением циркуляции.Этот длительный период отсутствия циркуляции с небольшим движением трубы или без него может быть нежелательным в проблемных участках ствола скважины.

Метод бурильщика в этих условиях имеет очевидные преимущества. Циркуляция может быть начата, как только будут установлены стабилизированное давление в обсадной колонне (SICP) и давление в бурильной трубе (SIDPP). Первая циркуляция по методу бурильщика выполняется с исходным буровым раствором в скважине. Если метод понят и правильно соблюдается, время простоя в скважине сводится к минимуму, и любые дальнейшие проблемы со стволом могут быть минимизированы.

Возможности буровых установок для перемешивания жидкостей: В то время как мы строим новые буровые установки и модифицируем существующие для более эффективного бурения скважин, подавляющее большинство скважин по всему миру по-прежнему бурят с использованием старых буровых установок с ограниченными возможностями. Буровой раствор с убойным весом не может быть быстро подготовлен и / или закачан с желаемой скоростью, если используется метод W&W. В этих условиях может быть предпочтительным метод бурильщика, чтобы избежать чрезмерного увеличения поверхностного давления и давления башмака из-за миграции газа.

Мы признаем, что на некоторых установках убойный раствор можно без проблем перемешивать с высокой скоростью. Но одновременное смешивание и закачка глушильного раствора может затруднить отслеживание увеличения и уменьшения объема карьера и привести к путанице, особенно в случае возникновения осложнений.

Бурение пластов с потенциалом вздутия: Раздувание - явление, которое иногда встречается в некоторых пластах. Раздувание можно определить как обратный поток из скважины после отключения насосов, которому предшествуют потери во время работы насосов.Потери в скважине можно отнести к дополнительному забойному давлению из-за эквивалентной плотности циркуляции (ECD).

После остановки насосов ECD больше не существует, что приводит к падению забойного давления, и буровой раствор вытесняется обратно в ствол скважины. Похоже, что колодец течет, и его называют раздуваемым.

Полет на воздушном шаре часто ошибочно принимают за удар ногой. Если будет принято решение о глушение скважины методом W&W, масса бурового раствора может увеличиться из-за неправильного измерения пластового давления.Из-за дополнительного веса бурового раствора забойная мощность увеличивается еще больше. Это может вызвать большие потери и усугубить проблему раздувания.

По указанным выше причинам обычно рекомендуется использовать метод бурильщика при вздутии пластов. Поскольку метод бурильщика не требует увеличения веса бурового раствора во время первой циркуляции, никакого дополнительного забойного давления на пласт не требуется. После первого распространения метода бурильщика можно оценить ситуацию и принять решение о дальнейших действиях (т.е., бурение вперед без увеличения веса бурового раствора, если раздутие продолжается).

Осложнения и изменения трения во время контроля скважины: Когда скважина заглушается, во время процесса могут возникнуть осложнения. При глушение скважины методом W&W, если одно или несколько сопел долота закупориваются при соблюдении графика давления в бурильных трубах, график давления необходимо немедленно пересчитать.

Если не заметить изменения и не пересчитать надлежащий график давления в бурильных трубах, это может привести к депрессии.Пересчет графика давления в бурильных трубах на месте может быть затруднен для скважин с большим наклоном и / или с конусными бурильными колоннами. Более того, когда происходит толчок, это нормально, что буровая бригада нервничает. Если во время глушения скважины возникнут какие-либо осложнения, персонал буровой установки может запаниковать и принять неверные решения.

Если выброс осуществляется методом бурильщика и одно или несколько сопел долота закупориваются, то реакция оператора штуцера довольно проста. Давление в циркулирующей бурильной трубе должно увеличиваться при временном поддержании постоянного давления в обсадной колонне (как во время пуска).После стабилизации давления в бурильной трубе новое давление циркуляции должно поддерживаться постоянным в течение оставшейся части первой циркуляции. Если одно или несколько сопел закупориваются во время второй циркуляции бурового раствора при перекачивании глушильного раствора с поверхности на долото, простой ответ состоит в том, чтобы продолжать поддерживать постоянное давление в обсадной колонне до тех пор, пока глушильный раствор не достигнет долота, а затем переключиться на удержание любой бурильной трубы. давление отображается на манометре насоса. Следовательно, если во время глушения скважины возникают осложнения, легче отреагировать с помощью метода бурильщика.

Глубоководные скважины: Если выбросы газа производятся в глубоководных скважинах, существует вероятность образования гидратов в противовыбросовых превенторах или линиях штуцера / глушения. Глубоководные условия с высоким давлением и низкой температурой идеальны для образования гидратов, когда свободная вода вступает в контакт с газом. Возможные длительные периоды отсутствия циркуляции при использовании метода W&W сделают условия более благоприятными для образования гидратов из-за охлаждения бурового раствора. Следовательно, время простоя в глубоководных скважинах с притоком газа должно быть минимизировано.Установив циркуляцию как можно скорее с помощью метода бурильщика, буровой раствор можно поддерживать в тепле и можно предотвратить образование гидратов.

Время глушения скважины: Метод W&W предполагает только одну циркуляцию, в то время как метод бурильщика предполагает две циркуляции. Звучит так, как будто мы всегда можем сэкономить время, следуя методу W&W. Но необходимо учитывать другие факторы. Если для перемешивания глушителя требуется много времени, мы не можем сэкономить время с помощью метода W&W.Возможно, мы не сможем выпустить весь приток с помощью только одной циркуляции из-за условий в стволе скважины, таких как газ, оставшийся в высоких карманах скважины, плохая очистка ствола и плохие свойства бурового раствора. Дополнительные циркуляции почти всегда требуются для полного удаления притока и добавления факторов безопасности в массу бурового раствора. Поэтому фактор времени может быть незначительным, и большинство экспертов сходятся во мнении, что делать это правильно важнее, чем делать это быстрее.

Давление башмака: Максимальное давление башмака часто возникает, когда верхняя часть притока газа находится у башмака обсадной колонны.Давление на башмаке можно снизить с помощью метода W&W, если глушильный раствор попадет в кольцевое пространство до того, как верхняя часть пузыря окажется у башмака. Но для того, чтобы это произошло, первым критерием является то, что объем бурильной колонны должен быть меньше объема открытого ствола за вычетом размера пузырьков на башмаке. Если объем бурильной колонны больше, чем объем открытого ствола минус размер пузырьков на башмаке, то более низкое давление башмака не может возникнуть при использовании метода W&W.

Мы также должны рассмотреть вопросы миграции газа, прежде чем определять, будет ли метод W&W иметь преимущество перед методом бурильщика в отношении максимального давления башмака.Может потребоваться значительное время ожидания для смешивания грязи. В это время газ может мигрировать. Большинство методов, используемых для контроля забойного давления перед закачкой, включают применение коэффициента безопасности по давлению на поверхности. Это может легко превзойти ожидаемую выгоду, которую призвана обеспечить ранняя доставка тяжелого бурового раствора в кольцевое пространство открытого ствола.

Часто велика вероятность того, что удар не будет обнаружен, когда удар находится внизу. Много раз мы можем провести циркуляцию или продолжить бурение с притоком до того, как он будет обнаружен.Иногда газ может быть уже выше башмака из-за задержки обнаружения и миграции газа, даже до того, как мы начнем закачивать глушильный раствор.

Буровой раствор на синтетической / масляной основе (SOBM) в настоящее время обычно используется для бурения скважин. В отличие от бурового раствора на водной основе (WBM), газ растворяется в SOBM. Обнаружение ударов с помощью SOBM не так просто, как с WBM. Размер и время удара определить нелегко. Газ может оставаться в растворе в SOBM, и приток не может быть обнаружен до тех пор, пока газ не приблизится к поверхности, часто значительно выше обуви.

По указанным выше причинам только в редких случаях можно достичь более низкого давления башмака с помощью метода W&W по сравнению с методом бурильщика. Только при всех благоприятных условиях метод W&W даст нам более низкое давление в обуви. В реальности шансы минимальны, а величина этого эффекта обычно незначительна.

На Рисунке 2 показана вертикальная скважина с длинным участком открытого ствола для создания условий, которые могут благоприятствовать методу W&W. Конфигурация отверстий была довольно простой, и мы рассмотрели большой приток газа, который расширяется до 1500 футов чуть ниже башмака для обоих методов.Если мы будем следовать методу W&W, как видно из расчета, приведенного в приложении, мы добьемся максимального снижения давления на башмаке на 111 фунтов на квадратный дюйм.

Снижение давления башмака на 111 фунтов на квадратный дюйм будет существовать только в том случае, если приток будет обнаружен бригадой буровой установки, когда газ находится на дне, а приток останется на дне без какой-либо миграции при смешивании глушильного раствора (или идеально обрабатывается объемным контроль и отсутствие запаса прочности / запаса рабочего давления).

Нам не нужно быть экспертом, чтобы понять, что таких условий, вероятно, не будет ни в одной скважине.Следовательно, даже в таком относительно экстремальном сценарии, как этот, почти невозможно добиться снижения давления в обуви на 111 фунтов на квадратный дюйм с помощью метода W&W. Во многих скважинах мы можем не добиться снижения давления в башмаках, и даже если мы получим некоторое снижение давления, вероятно, не стоит брать на себя другие риски с использованием метода W&W.

Максимальное давление в обсадной колонне у поверхности (PcMax) и пиковый расход газа: Максимальное давление в обсадной колонне во время циркуляции наблюдается, когда верхняя часть газового пузырька достигает поверхности.Это можно определить как PcMax. Скорость потока газа через сепаратор бурового газа максимальна в то же время, когда наблюдается PcMax. Пиковая скорость потока газа не должна превышать пропускную способность сепаратора бурового раствора. PcMax и пиковый расход газа будут ниже при использовании метода W&W, если глушильный раствор попадет в кольцевое пространство до того, как верхняя часть пузырька достигнет поверхности. Если следовать методу W&W, высока вероятность того, что глушильный раствор попадет в кольцевое пространство до того, как верхушка пузырька выйдет на поверхность, и, вероятно, у нас будет более низкое поверхностное давление по сравнению с методом бурильщика.

Более низкий PcMax может быть преимуществом для метода W&W при бурении скважин HPHT, где поверхностное давление может быть проблемой. Наземное оборудование может подвергаться воздействию высоких давлений и расходов газа в течение длительного времени во время операций глушения в этих скважинах.

Однако для большинства обычных скважин, которые мы пробуриваем, PcMax и пиковые дебиты газа могут не иметь первостепенного значения. В примерах на Рисунке 3 мы рассчитываем PcMax для ударов, полученных при бурении обычной скважины и скважины HPHT.Смоделированные здесь большие выбросы были выбраны для моделирования худших сценариев. Расчет PcMax поясняется в Приложении.

Как можно увидеть на примере обычной скважины, разница в PcMax не является значительной между методами Driller и W&W. Даже в случае большого толчка в скважине HPHT разница в поверхностных давлениях составляет всего 335 фунтов на квадратный дюйм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Метод бурильщика действительно предлагает некоторые явные преимущества перед методом W&W.В некоторых случаях метод W&W может быть полезным для достижения более низкого давления в башмаке и на поверхности. Однако эти преимущества часто преувеличиваются, и в действительности мы можем не увидеть значительного снижения максимального давления в обуви и на поверхность. Из-за миграции газа и геометрии отверстия во многих случаях давление башмака может вообще не быть ниже при использовании метода W&W. Применение метода W&W может даже дать нам более высокое давление башмака, если график давления в бурильных трубах не рассчитан и не соблюдается должным образом.Снижение PcMax может быть незначительным даже в глубоких скважинах HPHT.

Метод W&W может быть трудным для должного применения в сложных наклонно-направленных скважинах и / или с конусными бурильными колоннами. Метод бурильщика является предпочтительным методом, когда проблемы со стволом значительны, и любое длительное время отсутствия циркуляции может еще больше усугубить проблемы. Проблема гидратов в глубоководных скважинах может потребовать ограничения времени простоя с возможным притоком газа в скважину

Из-за низкого уровня опыта у нынешнего бурового персонала, ограниченной полевой практики с методами управления скважиной, проводимой большинством опытного персонала, преувеличенных и часто недостижимых преимуществ, метод W&W может не дать значительных преимуществ.Кроме того, при определенных условиях - вздутие живота, удары мазками, проблемы с гидратом в глубоководных условиях и хол

.

Пять наиболее распространенных методов бурения, используемых при разведке нефти и газа | 2016-09-01

Пять наиболее распространенных методов бурения, используемых при разведке нефти и газа | 2016-09-01 | Бурильщик Этот веб-сайт требует, чтобы определенные файлы cookie работали, и использует другие файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать. При посещении этого веб-сайта уже установлены определенные файлы cookie, которые вы можете удалить или заблокировать. Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.Посетите нашу обновленную политику конфиденциальности и файлов cookie, чтобы узнать больше. Этот веб-сайт использует файлы cookie
Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой использования файлов cookie. Узнать больше Этот веб-сайт требует для работы определенных файлов cookie и использует другие файлы cookie, чтобы помочь вам получить наилучшие впечатления. При посещении этого веб-сайта уже установлены определенные файлы cookie, которые вы можете удалить или заблокировать. Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.Посетите нашу обновленную политику конфиденциальности и файлов cookie, чтобы узнать больше. .

% PDF-1.6 % 792 0 объект > endobj xref 792 796 0000000016 00000 н. 0000018526 00000 п. 0000018712 00000 п. 0000018841 00000 п. 0000018877 00000 п. 0000028900 00000 п. 0000029029 00000 н. 0000029184 00000 п. 0000029312 00000 п. 0000029465 00000 п. 0000029684 00000 п. 0000029838 00000 п. 0000030057 00000 п. 0000030210 00000 п. 0000031141 00000 п. 0000031790 00000 п. 0000031950 00000 п. 0000032600 00000 п. 0000032871 00000 п. 0000033051 00000 п. 0000033088 00000 п. 0000033175 00000 п. 0000033377 00000 п. 0000033580 00000 п. 0000033641 00000 п. 0000034038 00000 п. 0000034239 00000 п. 0000034443 00000 п. 0000034505 00000 п. 0000034787 00000 п. 0000034988 00000 п. 0000035409 00000 п. 0000052897 00000 п. 0000063988 00000 п. 0000070831 00000 п. 0000077580 00000 п. 0000083508 00000 п. 0000089370 00000 п. 0000089681 00000 п. 0000089863 00000 п. 0000095856 00000 п. 0000103417 00000 н. 0000106110 00000 п. 0000112572 00000 н. 0000113921 00000 н. 0000117751 00000 н. 0000118133 00000 п. 0000118193 00000 н. 0000118244 00000 н. 0000118306 00000 н. 0000118612 00000 н. 0000118803 00000 н. 0000119220 00000 н. 0000119752 00000 н. 0000119892 00000 н. 0000133981 00000 н. 0000134020 00000 н. 0000134698 00000 н. 0000134851 00000 н. 0000135454 00000 н. 0000135607 00000 н. 0000135760 00000 н. 0000136371 00000 п. 0000136523 00000 н. 0000137121 00000 н. 0000137274 00000 н. 0000137426 00000 н. 0000137579 00000 п. 0000137732 00000 н. 0000137885 00000 н. 0000138037 00000 н. 0000138190 00000 н. 0000138341 00000 п. 0000138494 00000 н. 0000138647 00000 н. 0000138799 00000 н. 0000138952 00000 н. 0000139104 00000 н. 0000139257 00000 н. 0000139410 00000 п. 0000139563 00000 н. 0000139716 00000 н. 0000139869 00000 н. 0000140021 00000 н. 0000140174 00000 п. 0000140326 00000 н. 0000140477 00000 н. 0000140628 00000 н. 0000140781 00000 п. 0000140934 00000 п. 0000141087 00000 н. 0000141239 00000 н. 0000141392 00000 н. 0000141545 00000 н. 0000141697 00000 н. 0000141849 00000 н. 0000142001 00000 н. 0000142153 00000 п. 0000142306 00000 н. 0000142458 00000 н. 0000142611 00000 н. 0000142763 00000 н. 0000142916 00000 н. 0000143069 00000 н. 0000143221 00000 н. 0000143373 00000 н. 0000143525 00000 н. 0000143678 00000 н. 0000143829 00000 н. 0000143981 00000 н. 0000144135 00000 н. 0000144288 00000 п. 0000144443 00000 н. 0000144598 00000 н. 0000144752 00000 н. 0000144908 00000 н. 0000145063 00000 н. 0000145216 00000 н. 0000145813 00000 н. 0000145967 00000 н. 0000146544 00000 н. 0000146697 00000 н. 0000147283 00000 н. 0000147437 00000 н. 0000148003 00000 н. 0000148156 00000 н. 0000148311 00000 н. 0000148465 00000 н. 0000148617 00000 н. 0000148771 00000 н. 0000148923 00000 н. 0000149077 00000 н. 0000149230 00000 н. 0000149384 00000 н. 0000149538 00000 п. 0000149692 00000 п. 0000149845 00000 н. 0000149999 00000 н. 0000150151 00000 п. 0000150304 00000 н. 0000150458 00000 н. 0000150612 00000 н. 0000150766 00000 н. 0000150919 00000 п. 0000151073 00000 н. 0000151226 00000 н. 0000151378 00000 н. 0000151530 00000 н. 0000151683 00000 н. 0000151837 00000 н. 0000151991 00000 н. 0000152144 00000 н. 0000152296 00000 н. 0000152450 00000 н. 0000152603 00000 н. 0000152757 00000 н. 0000152910 00000 н. 0000153063 00000 н. 0000153216 00000 н. 0000153369 00000 н. 0000153522 00000 н. 0000153676 00000 н. 0000153830 00000 н. 0000153984 00000 н. 0000154138 00000 н. 0000154291 00000 н. 0000154445 00000 н. 0000154599 00000 н. 0000154753 00000 н. 0000154907 00000 н. 0000155058 00000 н. 0000155212 00000 н. 0000155365 00000 н. 0000155519 00000 п. 0000155672 00000 н. 0000155824 00000 н. 0000156111 00000 п. 0000156259 00000 н. 0000156411 00000 н. 0000156564 00000 н. 0000156715 00000 н. 0000156869 00000 н. 0000157021 00000 н. 0000157174 00000 н. 0000157327 00000 н. 0000157481 00000 н. 0000157633 00000 н. 0000157787 00000 н. 0000157940 00000 п. 0000158092 00000 н. 0000158244 00000 н. 0000158398 00000 н. 0000158551 00000 н. 0000158705 00000 н. 0000158856 00000 н. 0000159010 00000 н. 0000159164 00000 н. 0000159317 00000 н. 0000159470 00000 н. 0000159624 00000 н. 0000159777 00000 н. 0000159930 00000 н. 0000160083 00000 н. 0000160236 00000 п. 0000160388 00000 н. 0000160540 00000 н. 0000160694 00000 п. 0000160847 00000 н. 0000161001 00000 н. 0000161156 00000 н. 0000161311 00000 н. 0000161465 00000 н. 0000161620 00000 н. 0000161775 00000 н. 0000161930 00000 н. 0000162515 00000 н. 0000162669 00000 н. 0000163239 00000 н. 0000163393 00000 н. 0000163964 00000 н. 0000164118 00000 н. 0000164272 00000 н. 0000164835 00000 н. 0000164989 00000 н. 0000165143 00000 н. 0000165297 00000 н. 0000165451 00000 н. 0000165605 00000 н. 0000165758 00000 н. 0000165912 00000 н. 0000166064 00000 н. 0000166217 00000 н. 0000166370 00000 н. 0000166523 00000 н. 0000166677 00000 н. 0000166831 00000 н. 0000166984 00000 н. 0000167138 00000 н. 0000167291 00000 н. 0000167445 00000 н. 0000167598 00000 н. 0000167752 00000 н. 0000167904 00000 н. 0000168057 00000 н. 0000168210 00000 н. 0000168363 00000 н. 0000168517 00000 н. 0000168669 00000 н. 0000168823 00000 н. 0000168976 00000 н. 0000169129 00000 н. 0000169283 00000 н. 0000169437 00000 н. 0000169591 00000 н. 0000169745 00000 н. 0000169899 00000 н. 0000170053 00000 н. 0000170207 00000 н. 0000170361 00000 п. 0000170514 00000 н. 0000170668 00000 н. 0000170822 00000 н. 0000170973 00000 п. 0000171125 00000 н. 0000171276 00000 н. 0000171430 00000 н. 0000171584 00000 н. 0000171737 00000 н. 0000171891 00000 н. 0000172044 00000 н. 0000172198 00000 н. 0000172351 00000 п. 0000172503 00000 н. 0000172657 00000 н. 0000172811 00000 н. 0000172965 00000 н. 0000173119 00000 н. 0000173273 00000 н. 0000173426 00000 н. 0000173577 00000 н. 0000173731 00000 н. 0000173885 00000 н. 0000174038 00000 н. 0000174192 00000 н. 0000174345 00000 н. 0000174498 00000 н. 0000174652 00000 н. 0000174805 00000 н. 0000174959 00000 н. 0000175113 00000 п. 0000175267 00000 н. 0000175420 00000 н. 0000176040 00000 н. 0000176196 00000 н. 0000176350 00000 н. 0000176504 00000 н. 0000176658 00000 н. 0000176811 00000 н. 0000176965 00000 н. 0000177119 00000 н. 0000177273 00000 н. 0000177427 00000 н. 0000177581 00000 н. 0000177733 00000 н. 0000177884 00000 н. 0000178038 00000 н. 0000178191 00000 н. 0000178344 00000 н. 0000178498 00000 н. 0000178651 00000 н. 0000178805 00000 н. 0000179351 00000 н. 0000179507 00000 н. 0000180042 00000 н. 0000180197 00000 н. 0000180740 00000 н. 0000180896 00000 н. 0000181425 00000 н. 0000181580 00000 н. 0000181737 00000 н. 0000181891 00000 н. 0000182427 00000 н. 0000182583 00000 н. 0000183101 00000 п. 0000183256 00000 н. 0000183775 00000 н. 0000183931 00000 н. 0000184452 00000 н. 0000184607 00000 н. 0000184764 00000 н. 0000184920 00000 н. 0000185076 00000 н. 0000185230 00000 н. 0000185385 00000 н. 0000185541 00000 н. 0000185695 00000 н. 0000185851 00000 н. 0000186006 00000 н. 0000186162 00000 н. 0000186316 00000 н. 0000186472 00000 н. 0000186627 00000 н. 0000186781 00000 н. 0000186936 00000 н. 0000187091 00000 н. 0000187246 00000 н. 0000187400 00000 н. 0000187556 00000 н. 0000187711 00000 н. 0000187866 00000 н. 0000188020 00000 н. 0000188175 00000 н. 0000188331 00000 н. 0000188487 00000 н. 0000188643 00000 н. 0000188799 00000 н. 0000188955 00000 н. 0000189109 00000 п. 0000189265 00000 н. 0000189419 00000 н. 0000189575 00000 н. 0000189731 00000 н. 0000189887 00000 н. 0000190042 00000 н. 0000190198 00000 н. 0000190353 00000 н. 0000190508 00000 н. 0000190661 00000 н. 0000190815 00000 н. 0000190971 00000 н. 0000191127 00000 н. 0000191282 00000 н. 0000191437 00000 н. 0000191591 00000 н. 0000191746 00000 н. 0000191902 00000 н. 0000192056 00000 н. 0000192212 00000 н. 0000192367 00000 н. 0000192521 00000 н. 0000192676 00000 н. 0000192832 00000 н. 0000192986 00000 н. 0000193141 00000 н. 0000193297 00000 н. 0000193452 00000 н. 0000193606 00000 н. 0000193762 00000 н. 0000193918 00000 н. 0000194074 00000 н. 0000194227 00000 н. 0000194381 00000 н. 0000194535 00000 н. 0000194690 00000 н. 0000194845 00000 н. 0000195000 00000 н. 0000195155 00000 н. 0000195309 00000 н. 0000195464 00000 н. 0000195619 00000 п. 0000195775 00000 н. 0000195928 00000 н. 0000196082 00000 н. 0000196237 00000 н. 0000196392 00000 н. 0000196548 00000 н. 0000196704 00000 н. 0000196859 00000 н. 0000197015 00000 н. 0000197171 00000 н. 0000197327 00000 н. 0000197480 00000 н. 0000197633 00000 н. 0000197787 00000 н. 0000197943 00000 н. 0000198099 00000 н. 0000198255 00000 н. 0000198411 00000 н. 0000198564 00000 н. 0000198719 00000 н. 0000198873 00000 н. 0000199028 00000 н. 0000199183 00000 н. 0000199338 00000 н. 0000199492 00000 н. 0000199647 00000 н. 0000199802 00000 н. 0000199956 00000 н. 0000200110 00000 н. 0000200264 00000 н. 0000200420 00000 н. 0000200575 00000 н. 0000200729 00000 н. 0000200883 00000 н. 0000201039 00000 н. 0000201192 00000 н. 0000201347 00000 н. 0000201502 00000 н. 0000201656 00000 н. 0000201812 00000 н. 0000201968 00000 н. 0000202124 00000 н. 0000202280 00000 н. 0000202435 00000 н. 0000202591 00000 н. 0000202747 00000 н. 0000202900 00000 н. 0000203056 00000 н. 0000203211 00000 н. 0000203366 00000 н. 0000203522 00000 н. 0000203676 00000 н. 0000203832 00000 н. 0000203987 00000 н. 0000204142 00000 н. 0000204297 00000 н. 0000204451 00000 н. 0000204603 00000 н. 0000204757 00000 н. 0000204912 00000 н. 0000205067 00000 н. 0000205223 00000 н. 0000205378 00000 н. 0000205533 00000 н. 0000205688 00000 н. 0000205843 00000 н. 0000205999 00000 н. 0000206154 00000 н. 0000206308 00000 н. 0000206464 00000 н. 0000206620 00000 н. 0000206776 00000 н. 0000206931 00000 н. 0000207086 00000 н. 0000207241 00000 н. 0000207397 00000 н. 0000207553 00000 н. 0000207707 00000 н. 0000207861 00000 н. 0000208014 00000 н. 0000208170 00000 н. 0000208326 00000 н. 0000208482 00000 н. 0000208638 00000 н. 0000208794 00000 н. 0000208950 00000 н. 0000209106 00000 н. 0000209262 00000 н. 0000209417 00000 н. 0000209572 00000 н. 0000209726 00000 н. 0000209882 00000 н. 0000210038 00000 н. 0000210194 00000 п. 0000210348 00000 п. 0000210502 00000 н. 0000210655 00000 п. 0000210809 00000 п. 0000210962 00000 н. 0000211117 00000 н. 0000211647 00000 н. 0000211801 00000 п. 0000211955 00000 н. 0000212476 00000 н. 0000212628 00000 н. 0000213154 00000 п. 0000213308 00000 н. 0000213826 00000 н. 0000213978 00000 п. 0000214133 00000 п. 0000214287 00000 н. 0000214441 00000 п. 0000214594 00000 н. 0000214747 00000 н. 0000214900 00000 н. 0000215054 00000 н. 0000215208 00000 н. 0000215362 00000 н. 0000215515 00000 н. 0000215669 00000 н. 0000215822 00000 н. 0000215976 00000 п. 0000216129 00000 н. 0000216283 00000 п. 0000216435 00000 н. 0000216588 00000 н. 0000216742 00000 н. 0000216896 00000 н. 0000217050 00000 н. 0000217204 00000 н. 0000217358 00000 п. 0000217511 00000 н. 0000217664 00000 н. 0000217818 00000 н. 0000217972 00000 н. 0000218126 00000 н. 0000218280 00000 н. 0000218434 00000 н. 0000218588 00000 н. 0000218741 00000 н. 0000218894 00000 н. 0000219048 00000 н. 0000219201 00000 н. 0000219355 00000 п. 0000219508 00000 н. 0000219662 00000 н. 0000219814 00000 н. 0000219968 00000 н. 0000220120 00000 н. 0000220274 00000 н. 0000220428 00000 н. 0000220582 00000 н. 0000220735 00000 н. 0000220889 00000 н. 0000221041 00000 н. 0000221195 00000 н. 0000221349 00000 н. 0000221502 00000 н. 0000221656 00000 н. 0000221810 00000 н. 0000221964 00000 н. 0000222117 00000 н. 0000222271 00000 н. 0000222424 00000 н. 0000222578 00000 н. 0000222732 00000 н. 0000222885 00000 н. 0000223038 00000 н. 0000223192 00000 н. 0000223346 00000 н. 0000223500 00000 н. 0000223653 00000 п. 0000223807 00000 н. 0000223960 00000 н. 0000224114 00000 п. 0000224268 00000 н. 0000224422 00000 н. 0000224576 00000 н. 0000224729 00000 н. 0000224883 00000 н. 0000225037 00000 н. 0000225191 00000 п. 0000225345 00000 н. 0000225497 00000 н. 0000225651 00000 н. 0000225805 00000 н. 0000225959 00000 н. 0000226113 00000 п. 0000226266 00000 н. 0000226420 00000 н. 0000226573 00000 н. 0000226727 00000 н. 0000226878 00000 н. 0000227032 00000 н. 0000227186 00000 н. 0000227340 00000 н. 0000227494 00000 н. 0000227648 00000 н. 0000227799 00000 н. 0000227953 00000 н. 0000228106 00000 н. 0000228260 00000 н. 0000228414 00000 н. 0000228567 00000 н. 0000228719 00000 н. 0000228873 00000 н. 0000229026 00000 н. 0000229178 00000 н. 0000229332 00000 н. 0000229485 00000 н. 0000229639 00000 н. 0000229792 00000 н. 0000229945 00000 н. 0000230097 00000 н. 0000230251 00000 н. 0000230404 00000 п. 0000230558 00000 п. 0000230711 00000 н. 0000230863 00000 н. 0000231017 00000 н. 0000231171 00000 н. 0000231325 00000 н. 0000231478 00000 н. 0000231630 00000 н. 0000231784 00000 н. 0000231938 00000 н. 0000232092 00000 н. 0000232245 00000 н. 0000232399 00000 н. 0000232552 00000 н. 0000232705 00000 н. 0000232858 00000 н. 0000233010 00000 н. 0000233162 00000 п. 0000233314 00000 н. 0000233467 00000 н. 0000233620 00000 н. 0000233774 00000 п. 0000233927 00000 н. 0000234081 00000 п. 0000234234 00000 п. 0000234388 00000 п. 0000234542 00000 п. 0000234696 00000 н. 0000234848 00000 н. 0000235001 00000 н. 0000235153 00000 п. 0000235306 00000 п. 0000235459 00000 н. 0000235612 00000 н. 0000235766 00000 н. 0000235919 00000 п. 0000236073 00000 н. 0000236227 00000 н. 0000236380 00000 н. 0000236534 00000 п. 0000236688 00000 н. 0000236842 00000 н. 0000236996 00000 н. 0000237148 00000 н. 0000237302 00000 н. 0000237456 00000 н. 0000237610 00000 н. 0000237764 00000 н. 0000237917 00000 п. 0000238071 00000 н. 0000238225 00000 н. 0000238379 00000 н. 0000238533 00000 н. 0000238687 00000 н. 0000238841 00000 н. 0000238995 00000 н. 0000239149 00000 н. 0000239301 00000 п. 0000239454 00000 п. 0000239608 00000 н. 0000239762 00000 н. 0000239916 00000 н. 0000240070 00000 н. 0000240224 00000 н. 0000240378 00000 п. 0000240532 00000 н. 0000240686 00000 п. 0000240840 00000 н. 0000240994 00000 н. 0000241148 00000 н. 0000241302 00000 н. 0000241456 00000 н. 0000241610 00000 н. 0000241763 00000 н. 0000241917 00000 н. 0000242070 00000 н. 0000242221 00000 н. 0000242375 00000 н. 0000242529 00000 н. 0000242683 00000 н. 0000242837 00000 н. 0000242991 00000 н. 0000243144 00000 н. 0000243297 00000 н. 0000243451 00000 н. 0000243605 00000 н. 0000243759 00000 н. 0000243913 00000 н. 0000244067 00000 н. 0000244221 00000 н. 0000244374 00000 н. 0000244528 00000 н. 0000244681 00000 н. 0000244835 00000 н. 0000244989 00000 н. 0000245143 00000 н. 0000245297 00000 н. 0000245450 00000 н. 0000245898 00000 н. 0000245948 00000 н. 0000250686 00000 н. 0000251107 00000 н. 0000251157 00000 н. 0000251646 00000 н. 0000251940 00000 н. 0000251989 00000 н. 0000252377 00000 н. 0000253402 00000 н. 0000254164 00000 н. 0000254214 00000 н. 0000255012 00000 н. 0000256657 00000 н. 0000257732 00000 н. 0000257980 00000 н. 0000258029 00000 н. 0000258296 00000 н. 0000258931 00000 н. 0000258981 00000 н. 0000259396 00000 н. 0000259931 00000 н. 0000260460 00000 н. 0000260992 00000 н. 0000261523 00000 н. 0000262053 00000 н. 0000262583 00000 н. 0000263116 00000 п. 0000263653 00000 п. 0000264189 00000 п. 0000264721 00000 н. 0000265256 00000 н. 0000265790 00000 н. 0000266323 00000 н. 0000266854 00000 н. 0000266929 00000 н. 0000267153 00000 н. 0000267245 00000 н. 0000267339 00000 н. 0000267451 00000 н. 0000267560 00000 н. 0000267737 00000 н. 0000267858 00000 п. 0000267994 00000 н. 0000268153 00000 н. 0000268299 00000 н. 0000268399 00000 н. 0000268567 00000 н. 0000268668 00000 н. 0000268771 00000 п. 0000268881 00000 н. 0000268999 00000 н. 0000269137 00000 н. 0000269242 00000 н. 0000269342 00000 п. 0000269498 00000 п. 0000269631 00000 н. 0000269767 00000 н. 0000269913 00000 н. 0000270043 00000 н. 0000270160 00000 н. 0000270329 00000 н. 0000270441 00000 п. 0000270571 00000 н. 0000270714 00000 н. 0000270808 00000 п. 0000270921 00000 н. 0000271032 00000 н. 0000271159 00000 н. 0000271267 00000 н. 0000271375 00000 н. 0000271479 00000 н. 0000271580 00000 н. 0000271704 00000 н. 0000271812 00000 н. 0000271918 00000 н. 0000272049 00000 н. 0000272169 00000 н. 0000272298 00000 н. 0000272429 00000 н. 0000272573 00000 н. 0000016216 00000 п. трейлер ] / Назад 5480335 >> startxref 0 %% EOF 1587 0 объект > поток hWkp> e "/ [`] ZJ T4) e: xm (tHwL # q

.

Горизонтальное и наклонно-направленное бурение: скважин природного газа

На главную »Нефть и газ» Наклонно-направленное и горизонтальное бурение

Наклонно-направленное и горизонтальное бурение нефтяных и газовых скважин


Методы, используемые для увеличения добычи и достижения целей, которые не могут быть достигнуты с помощью вертикальной скважины.

Автор статьи: Хобарт М. Кинг, доктор философии, RPG

(A) Цель не может быть достигнута вертикальным бурением

Направленное бурение под городом: Направленное бурение можно использовать для достижения целей, которые невозможно пробурить с помощью вертикальной скважины.Например, может оказаться невозможным получить разрешение на бурение скважины, расположенной в населенном пункте или в парке. Однако скважину можно было пробурить сразу за пределами населенного пункта или парка, а затем направить ее в нужное русло для достижения цели.

Что такое наклонно-направленное бурение?

Большинство скважин, пробуренных на воду, нефть, природный газ, информацию или другие подземные объекты, представляют собой вертикальные скважины, пробуренные прямо в землю. Однако при бурении под углом, отличным от вертикального, можно получить информацию, поразить цели и стимулировать пласты способами, которые не могут быть достигнуты с помощью вертикальной скважины.В этих случаях ценной способностью является способность точно управлять скважиной в направлениях и углах, отклоняющихся от вертикали.

Когда направленное бурение сочетается с гидроразрывом пласта, некоторые горные породы, которые были непродуктивными при вертикальном бурении, могут стать фантастическими производителями нефти или природного газа. Примерами являются сланцы Марцелл в Аппалачской котловине и формация Баккен в Северной Дакоте.

(B) Осушение большой площади одной буровой площадки

Минимизация занимаемой площади: Одна буровая площадка может использоваться для бурения нескольких скважин.Это снижает объем буровых работ. В 2010 году Техасский университет в Арлингтоне пробурил 22 скважины на одной платформе. Эти скважины отводят природный газ примерно с 1100 акров под кампусом. Ожидается, что за 25-летний срок эксплуатации скважин будет добыто 110 миллиардов кубических футов природного газа. Альтернативой могло бы быть бурение множества скважин, каждая из которых требует буровой площадки, пруда, подъездной дороги и сборной линии.

Зачем бурить невертикальные скважины?

Направленное и горизонтальное бурение использовалось для достижения целей под прилегающими землями, уменьшения воздействия на разработку газовых месторождений, увеличения длины «полезной зоны» в скважине, преднамеренного пересечения трещин, строительства разгрузочных скважин и прокладки инженерных сетей под землями. где раскопки невозможны или чрезвычайно дороги.

Ниже приводится список шести причин для бурения невертикальных скважин. Они графически проиллюстрированы шестью рисунками на этой странице.

A) Ударьте по целям, которые не могут быть достигнуты вертикальным бурением.

Иногда резервуар находится под городом или парком, где бурение невозможно или запрещено. Этот резервуар все еще может быть задействован, если буровая площадка расположена на краю город или парк и скважина пробурена под углом, который будет пересекать пласт.

B) Осушите большую площадь одной буровой площадкой.

Этот метод был использован для уменьшения воздействия на поверхность при бурении. В В 2010 году Техасский университет в Арлингтоне был упомянут в новостях по бурению 22 скважин на одном буровая площадка, которая будет дренировать природный газ с 1100 акров под кампусом. За 25 лет жизни Ожидается, что из скважин будет добыто 110 миллиардов кубических футов газа. Этот метод значительно сократил следы разработки природного газа на территории кампуса.

(C) Увеличьте длину «продуктивной зоны»

Максимально увеличьте продуктивную зону: Если вертикальная скважина пробурена через породу коллектора толщиной 50 футов, то природный газ или нефть могут просочиться в скважина через 50 погонных футов «продуктивной зоны». Однако, если скважину повернуть в горизонтальное положение (или с таким же наклоном, как и в горной единице) и пробурить в пределах этой горной породы, то расстояние проникновения в продуктивной зоне может быть намного больше. Некоторые горизонтальные скважины имеют проникновение в продуктивную зону более одной мили.

(D) Увеличение добычи в трещиноватом коллекторе

Трещинный резервуар: В некоторых коллекторах большая часть порового пространства находится в форме трещин. Успешные скважины должны проходить через трещины, чтобы в скважину поступал поток природного газа. Во многих географических регионах существует доминирующее направление трещин, по которому выровнены большинство трещин. Если скважину пробурить перпендикулярно плоскости этих трещин, то будет вскрыто максимальное количество трещин.

C) Увеличьте длину «полезной зоны» в пределах целевой породы.

Если толщину горной породы составляет пятьдесят футов, в вертикальной скважине, пробуренной через нее, будет продуктивная зона, пятьдесят футов в длину. Однако, если скважину повернуть и пробурить горизонтально через горную единицу на пять тысяч футов, тогда у этой единственной скважины будет продуктивная зона длиной пять тысяч футов - это обычно приводит к значительному увеличению продуктивности скважины.В сочетании с гидроразрывом пласта горизонтальное бурение может превратить непродуктивные сланцы в фантастические породы-коллекторы.

Г) Повышение продуктивности скважин в трещиноватом пласте.

Это делается путем бурения в направлении, которое пересекает максимальное количество трещин. Направление бурения обычно находится под прямым углом к ​​преобладающему направлению трещины. Геотермальные поля в гранитных породах обычно получают почти весь водообмен из трещин.Бурение под прямым углом к ​​преобладающему направлению трещины приведет к тому, что скважина пройдет через максимальное количество трещин.

E) Запечатать или сбросить давление в "неконтролируемой" скважине.

Если скважина вышла из-под контроля, можно пробурить «разгрузочную скважину», чтобы пересечь ее. Пересекающийся колодец может быть используется для герметизации исходной скважины или для сброса давления в неконтролируемой скважине.

F) Установите подземные коммуникации там, где земляные работы невозможны.

Горизонтальное бурение использовалось для прокладки газовых и электрических линий, которые должны пересекать реку, пересекать дорогу, или путешествовать под городом.

(E) «Разгрузочная скважина» для «вышедшей из-под контроля» скважины

Разгрузочная скважина: Если в скважине возникла проблема и она начинает выходить из-под контроля, ее необходимо загерметизировать на глубине или давление необходимо сбросить. В этой ситуации «разгрузочную скважину» можно пробурить с близлежащего участка. Разгрузочная скважина представляет собой наклонно пробуренную скважину, которая пересекает ствол проблемной скважины, чтобы сбросить часть давления или закупорить скважину путем закачки цемента в ствол.

Горные породы, наиболее извлекающие выгоду из горизонтального бурения

Вертикальные скважины могут эффективно дренировать горные породы с очень высокой проницаемостью. Жидкости в этих горных породах могут быстро и эффективно течь в скважину на большие расстояния.

Однако там, где проницаемость очень низкая, флюиды движутся через породу очень медленно и не проходят большие расстояния, чтобы достичь ствола скважины. Горизонтальное бурение может повысить продуктивность в породах с низкой проницаемостью за счет того, что ствол скважины будет намного ближе к источнику жидкости.

(F) Монтаж подземных коммуникаций

Коммунальные линии: Коммунальные линии, такие как электричество, вода или природный газ, иногда устанавливаются методом направленного бурения. Этот метод используется, когда они должны перейти дорогу, где раскопки нарушат движение транспорта, пересечь реку, где раскопки невозможны, или пересечь населенный пункт, где наземная установка раскопками будет чрезвычайно дорогостоящей и разрушительной.

Горизонтальное бурение и ГРП в сланцах

Возможно, самая важная роль, которую сыграло горизонтальное бурение, - это разработка месторождений сланцевого газа. Эти породы с низкой проницаемостью содержат значительное количество газа и находятся под очень большими частями Северной Америки.

Сланцы Барнетт в Техасе, Фейетвилл в Арканзасе, Хейнсвилль в Луизиане и Техасе и Марселлус в Аппалачской котловине являются примерами.В этих горных породах проблема не в том, чтобы «найти» резервуар; Проблема заключается в извлечении газа из очень крошечных поровых пространств в горной единице с низкой проницаемостью.

Чтобы стимулировать продуктивность скважин в богатых органическими веществами сланцах, компании бурят горизонтально через толщу породы, а затем используют гидроразрыв пласта для создания искусственной проницаемости, которая вскрывается песком для гидроразрыва. Выполненные вместе, горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта могут создать продуктивную скважину, в которой вертикальная скважина дала бы лишь небольшое количество газа.

Методика бурения

Большинство горизонтальных скважин начинаются на поверхности как вертикальные скважины. Бурение продолжается до тех пор, пока буровое долото не окажется на несколько сотен футов выше целевой породы. В этот момент труба вытягивается из скважины, и между буровым долотом и бурильной трубой устанавливается гидравлический двигатель.

Гидравлический двигатель приводится в действие потоком бурового раствора по бурильной трубе. Он может вращать буровое долото без поворота всей длины бурильной трубы между долотом и поверхностью.Это позволяет долоту бурить траекторию, которая отличается от ориентации бурильной трубы.

После установки двигателя долото и труба опускаются обратно в скважину, и долото пробуривает путь, который направляет ствол скважины из вертикального положения в горизонтальное на расстояние в несколько сотен футов. После того, как скважина будет повернута под нужным углом, продолжается бурение по прямой, и скважина следует за целевой горной породой. Удержание колодца в тонкой породе требует тщательной навигации.Скважинные инструменты используются для определения азимута и ориентации бурения. Эта информация используется для управления буровым долотом.

Горизонтальное бурение - дорогое удовольствие. В сочетании с гидроразрывом скважина может стоить в три раза дороже за фут, чем бурение вертикальной скважины. Дополнительные затраты обычно возмещаются за счет увеличения добычи из скважины. Эти методы позволяют многократно увеличить добычу природного газа или нефти из скважины. Без этих методов многие прибыльные скважины были бы провальными.

Новая философия аренды и роялти

При добыче газа из вертикальной скважины газ добывается на единственном участке земли. В большинстве штатов существуют давно установленные правила прав пользования недрами, которые регулируют право собственности на газ, добытый из вертикальных скважин. Газ часто распределяется между всеми землевладельцами на участке земли или в радиусе от добывающей скважины.

Горизонтальные скважины представляют новую переменную: одна скважина может проходить и добывать газ из нескольких участков, принадлежащих разным владельцам.Как можно справедливо распределить роялти за этот газ? На этот вопрос обычно отвечают до начала бурения с помощью сочетания государственных правил и частных соглашений о распределении роялти. Как распределяются гонорары и как обращаются с «задержанными» землевладельцами, может быть сложнее, чем с вертикальным колодцем.


Найдите другие темы на Geology.com:


Скалы: Галерея фотографий вулканических, осадочных и метаморфических пород с описаниями.
Минералы: Информация о рудных минералах, драгоценных камнях и породообразующих минералах.
Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях прошлого и настоящего.
Драгоценные камни: Красочные изображения и статьи об алмазах и цветных камнях.
Общая геология: Статьи о гейзерах, маарах, дельтах, перекатах, соляных куполах, воде и многом другом!
Магазин геологии: Молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, книги, кирки твердости, золотые кастрюли.
Алмазы: Узнайте о свойствах алмаза, его разнообразных применениях и открытиях.
.

7. Направленное бурение и проходка туннелей | Технологии бурения и земляных работ для будущего

Эдлунд, Пенсильвания, 1987, Применение недавно разработанной технологии горизонтального бурения средней кривизны в зоне Spraberry Trend: SPE 6170, Конференция по бурению SPE / IADC, Новый Орлеан, штат Луизиана, 15-18 марта, Ричардсон, Техас, SPE, стр. . 1057-1063.


Фульц, Дж. Д., и Питтард, Ф. Дж., 1990, Бурение открытого ствола с использованием гибких НКТ и забойного двигателя прямого вытеснения: SPE 20459, 65 th Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, La., 23-26 сентября, Ричардсон, Техас, SPE, стр. 551-559.

Фульц, Дж. Д., Питтард, Ф. Дж., Сойер, Ф. Д. и Фармер, Ф. Д., 1990, Бурение тонких отверстий в суровых условиях: IADC / SPE 19949, Конференция IADC / SPE по бурению, Хьюстон, Техас, 27 февраля - мар. 2, Ричардсон, Техас, SPE, стр. 333-340.


Гибсон, Дж., 1993, Роббинс Ко, Кент, Вашингтон, личное сообщение.

Глагола М. А., Вонг Л. Ф., 1986, Алюминиевая бурильная труба для наклонно-направленного бурения: SPE / IADC 14789, Конференция по бурению IADC / SPE, Даллас, Техас., 10–12 февраля, Ричардсон, Техас, SPE, стр. 553-560.


Хаас Р. К. и Стокли К. О., 1989, Бурение и заканчивание скважины в трещиноватом карбонате, World Oil, т. 204 (4), стр. 39-45.

Волос, Дж. Д., 1989a, Технология перехода через реки: Трубопровод и газовый журнал, т. 215 (1), с. 29-35.

Хайр, Дж. Д., 1989b, Системы управляемого бурения малого диаметра: Pipeline and Gas Journal, v. 215 (4), p. 18-24.

Хаяси, М., и Мията, Ю., 1989, Окумура - метод туннелирования супер мини-щита Маркхэма: NO-Dig 89, Четвертая международная конференция и выставка по бестраншейному строительству для коммунальных предприятий, Лондон, ISTT, p.231-235.

Hourcard, M., и Bannerman, J., 1990, Остерегайтесь осыпающихся сланцев, лежащих над горизонтальными скважинами: World Oil, v. 211 (1), p. 101-105.


Джоши, С. Д., 1987a, Обзор технологии горизонтальных и дренажных скважин: SPE 16868, Ежегодная техническая конференция и выставка SPE, Даллас, Техас, 27-30 сентября, Ричардсон, Техас, SPE, стр. 339-354.

Джоши С.Д., 1987b, Обзор термической добычи нефти с использованием горизонтальных скважин: In situ, т. 11 (2/3), стр. 211-259.

Джоши С. Д., 1988, Обзор технологии горизонтальных скважин и дренажных скважин: SPE 16868, Региональное собрание Скалистых гор, Каспер, Вайоминг, 11-13 мая, Ричардсон, Техас, SPE, стр. 89-108.


Кабак, Д. С., Луни, Б. Б., Кори, Дж. К., Райт, Л. М., и Стил, Дж. Л., 1989, Горизонтальные скважины для восстановления грунтовых вод на месте

.

Смотрите также