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!
Различные способы бурения скважин. Услуги по бурению скважин от компании Вода-Ст.
При водоснабжении загородного дома бурение скважин на воду является наиболее экономически оправданным способом добычи воды, а в ряде случаев – и единственным. Отсутствие центрального водоснабжения на территории, где вода необходима, зачастую требует применения такого метода, как вертикальное бурение скважин.
Кроме того, скважины бывают необходимы в том случае, если требуется снизить уровень грунтовых вод, чтобы защитить от подтопления заглубленные сооружения, при выполнении мелиоративных работ или добыче полезных ископаемых. В этом случае выполняют дренажное бурение скважины, цены которого зависят от степени затопляемости и необходимого количества производимых работ.
Для обустройства водозаборной скважины могут применяться разные способы бурения. При выборе специалисты ориентируются на тип грунта, назначение и глубину скважины. Например, при бурении твердых пород применяют вибрационные или вращательные технологии.
Чтобы определить, какой метод подойдет в конкретном случае, рассмотрим особенности всех существующих способов.
Виды буровых механизмов
Сегодня очень редко скважины бурят ручным способом, так как механизация процесса позволила добиться большей эффективности. Для получения шахт нужного диаметра и глубины применяют соответствующее долото. Подача грунта на поверхность осуществляется либо сухим (при помощи воздуха), либо гидравлическим (под напором воды) методом.
Выделяют три разновидности механизированного бурения:
- ударное — порода разрушается ударами бура;
- вращательное — порода разбивается вращением бура;
- вибрационное — на почву воздействуют высокочастотные колебания.
Наиболее популярен вращательный способ, так как он недорогой, простой и может осуществляться при помощи ручного инструмента. При этом он остается самым эффективным — в 5 раз быстрее ударного и в 10 раз вибрационного методов.
Вращательный метод разделяется на подвиды: колонковый, шнековый и роторный (шарошечный).
Техника бурения вращательным способом одинакова, но каждый вариант требует использования специального оборудования и применяется на определенных грунтах.
Специфика колонкового бурения
Колонковое бурение эффективно на песчаных и глинистых почвах. Грунт извлекается цельным куском при помощи долота. Буровым снарядом служит толстостенная труба, на конце которой крепится кольцеобразная коронка.
При бурении твердого пласта почвы в процессе дополнительно подается вода или глинистый раствор. Шлам также удаляется подачей воды либо продувкой трубы сжатым воздухом.
Данный способ бурения подходит для создания глубоких скважин на воду до 1 км. Буровые установки крепят на машины типа КАМАЗ и КРаз.
Колонковый бур применяется при бурении разведочных скважин. Основной плюс этого способа — производительность. К достоинствам также относят:
- высокую скорость;
- возможность бурить скважины большого диаметра;
- компактные размеры буровой установки.
Единственный недостаток использования колонковой трубы — невозможность проходки рыхлого и насыщенного влагой грунтового пласта. А продвижение по скальным породам возможно при помощи алмазной коронки.
Специфика шнекового бурения
Это популярный вариант обустройства скважин на воду в частных домохозяйствах. Рабочий элемент установки — шнек, представляющий собой металлический стержень с лопастями. В процессе происходит ввинчивание стержня в землю, а лопасти помогают поднять ее на поверхность. Такая система не позволяет полностью очистить забой от отработанной породы, поэтому применяется только для обработки верхнего пласта почвы. Угол наклона лопастей составляет от 30 до 90 градусов в зависимости от грунтового состава.
Шнековые установки применяют для скважин глубиной до 30 метров на мягких почвах и до 20 метров на среднеплотных. После погружения на глубину около 2 метров шнек извлекают и устанавливают обсадные трубы для предотвращения обрушения стенок.
Из-за особенностей конструкции шнековые установки категорически запрещено использовать для разработки скальных пород.
Применение шнека позволяет быстро пробурить скважину без больших затрат. К преимуществам также относят:
- простую конструкцию;
- высокую скорость погружения в грунт;
- подъем грунта сразу в процессе бурения;
- возможность обустройства водоносных скважин на небольших частных территориях при помощи ручного инструмента.
Из недостатков отмечают невозможность работы на твердых и сыпучих почвах, а также необходимость применения дополнительного оборудования для очистки ствола скважины от отработанной породы.
Специфика ударно-канатного бурения
Этот способ создания автономного источника водоснабжения относится к одним из самых старых. Сегодня его часто используют вместе с другими методами бурения. В работе применяют забивные стаканы и желонки. Желонка ударяется о почву и благодаря клапану врезается в поверхность. После этого снаряд поднимают, извлекают отработанную породу и повторяют процесс пока скважина не заглубится до нужного уровня.
Такой метод помогает пробурить скважину на обводных грунтах, в песках, на глинистой, вязкой земле или суглинке. Глубина скважины составляет до 300 метров. Для работы применяют буровые установки УКС-22М2, УГБ-1ВС, УГБ-50.
Канатно-вращательное бурение подходит для обработки слабоизученной почвы и обладает следующими преимуществами:
- позволяет вскрыть водоносный горизонт на большой глубине;
- не требует использования глинистого раствора;
- широкая сфера применения на разных типах грунта.
Основной недостаток — сложность и трудозатратность. Весь процесс занимает много времени, но не требует специально оборудованного места.
Специфика шарошечного бурения
Роторное бурение подходит для создания скважин глубиной до 150 метров в скальных и полускальных породах. Рабочим механизмом служит долото, подключенное к ротору буровой установки. Отработанную породу вымывают из забоя методом прямой или обратной промывки.
Для эффективной разработки твердых пород данным способом необходимо соблюдение нескольких условий:
- Достаточно информации о геологических особенностях участка: тип пород, глубина расположения подземных вод.
- Водоносный слой отличается хорошим напором, характерным для артезианских скважин.
- Обеспечена постоянная поставка технической воды для очистки скважины.
Из-за необходимости бесперебойной подачи воды роторное бурение не используют при минусовой температуре воздуха.
Среди преимуществ выделяют:
- высокое качество и скорость;
- диаметр скважин достигает 2 метров;
- минимальные затраты энергоресурсов.
К недостаткам относят необходимость подачи воды для промывки скважин, что ограничивает возможности применения роторных установок.
Выбор способа бурения
Каждый из перечисленных способов применяют для обустройства водоносных скважин только в определенных условиях:
- Колонковое бурение эффективно при разработке пластичной глинистой земли. В сложных случаях можно комбинировать этот способ с канатным.
- Шнековое бурение применяют на мягких и среднеплотных грунтах. Из-за сложностей с очисткой ствола требуется использование дополнительного оборудования для промывки скважины.
- Шарошечное бурение показывает эффективность на твердых и особо твердых почвах. Главное правило — постоянная подача промывочного раствора.
Компания «Вода-СТ» более 10 лет занимается бурением водоносных скважин. Надежное оборудование, квалифицированные мастера и большой опыт позволяют гарантировать качественное выполнение работ. Цена зависит от геологических особенностей местности, выбранного метода бурения, типа скважины и используемых материалов. Для уточнения информации по услугам и предварительного расчета стоимости оставьте заявку на сайте или свяжитесь с менеджером по телефону.
Другие статьи
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.
Способы бурения скважин
Бурить скважины можно механическим, термическим, электроимпульсным и другими способами (несколько десятков), Однако промышленное применение находят только способы механического бурения – ударное и вращательное. Остальные пока не вышли из стадии экспериментальной разработки.
УДАРНОЕ БУРЕНИЕ
Ударное бурение. Из его всех разновидностей наибольшее распространение получило ударно-канатное бурение (Рис. 2 ).
Буровой снаряд, который состоит из долота 1, ударной штанги 2, раздвижной штанги-ножниц 3 и канатного замка 4 , спускают в скважину на канате 5, который, огибая блок 6, оттяжной ролик 8 и наравляющий ролик 10, сматывается с барабана 11 бурового станка. Скорость спуска бурового снаряда регулируют тормозом 12. Блок 6 установлен на вершине мачты 18. Для гашения вибраций, возникающих при бурении, применяются амортизаторы 7.
Кривошип 14 при помощи шатуна 15 приводит в колебательное движение балансирную раму 9. При опускании рамы оттяжной ролик 8 натягивает канат и поднимает буровой
снаряд над забоем. При подъеме рамы канат опускается, снаряд падает, и при ударе долота о породу последняя разрушается.
По мере углубления скважины канат удлиняют, сматывая его с барабана 11. Цилиндричность
скважины обесечивается поворотом долота в результате раскручивания каната под нагрузкой ( во время приподъема бурового снаряда) и скручивания его при снятии нагрузки (во время удара долота о породу).
Эффективность разрушения породы при ударно-канатном бурении прямо пропорциональна массе бурового снаряда, высоте его падения, ускорению падения, числу ударов долота о забой в единицу времени и обратно пропорциональна квадрату диаметра скважины.
В процессе разбуривания трещиноватых и вязких пород возможно заклинивание долота. Для освобождения долота в буровом снаряде применяют штангу-ножницы, изготовленные в виде двух удлиненных колец, соединенных друг с другом подобно звеньям цепи.
Процесс бурения будет тем эффективнее, чем меньшее сопротивление долоту бурового снаряда оказывает накапливающаяся на забое скважины выбуренная порода, перемешанная с пластовой жидкостью. При отсутствии или недостаточном притоке пластовой жидкости в скважину с устья периодически доливают воду. Равномерное распределение частиц выбуренной породы в воде достигается периодическим расхаживанием (приподъемом и опусканием) бурового снаряда. По мере накопления на забое разрушеной породы (шлама) возникает необходимость в очистке скважины. Для этого с помощью барабана поднимают буровой снаряд из скважины и многократно спускают в нее желонку 13 на канате 17, сматываемом с барабана 16. В днище желонки имеется клапан. При погружении желонки в зашламленную жидкость клапан открывается и желонка заполняется этой смесью, при подъеме желонки клапан закрывается. Поднятую
Рис. 3. Схема вращательного бурения скважин
на поверхность зашламленную жидкость выливают в сборную емкость. Для полной очистки скважины приходится спускать желонку несколько раз подряд.
После очистки забоя в скважину опускают буровой снаряд, и процесс бурения продолжается.
При ударном бурении скважина, как правило, не заполнена жидкостью. Поэтому, во избежание обрушения породы с ее стенок, спускают обсадную колонну, состоящую из металлических обсадных труб, соединенных друг с другом с помощью резьбы или сварки. По мере углубления скважины обсадную колону продвигают к забою и периодически удлиняют (наращивают) на одну трубу.
Ударный способ более 50 лет не применяется на нефтегазовых промыслах России. Однако в разведочном бурении на россыпных месторождениях, при инженерно-геологических изысканиях, бурении скважин на воду и т.п. находит свое применение.
ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ СКВАЖИН
. При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки долото внедряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее.
Существует две разновидности вращательного бурения – роторный и с забойными двигателями.
При роторном бурении (Рис. 4) мощность от двигателей 9 передается через лебедку 8 к ротору 16 — специальному вращательному механизму, установленному над устьем скважины в центре вышки. Ротор вращает бурильную колонну и привинченное к ней долото 1. Бурильная колонна состоит из ведущей трубы 15 и привинченных к ней с помощью специального переводника 6 бурильных труб 5.
Следовательно, при роторном бурении углубление долота в породу происходит при движении вдоль оси скважины вращающейся бурильной колонны, а при бурении с забойным двигателем – невращающейся бурильной колонны. Характерной особенностью вращательного бурения является промывка
При бурении с забойным двигателем долото 1 привинчено к валу, а бурильная колонна – к корпусу двигателя 2. При работе двигателя вращается его вал с долотом, а бурильная колонна воспринимает реактивный момент вращения корпуса двигателя , который гасится невращающимся ротором (в ротор устанавливают специальную заглушку).
скважины буровым раствором в течение всего времени работы долота на забое.
Для этого буровой насос 20, приводящийся в работу от двигателя 21, нагнетает буровой раствор по манифольду (трубопроводу высокого давления ) 19 в стояк — трубу 17, вертикально установленную в правом углу вышки, далее в гибкий буровой шланг(рукав) 14, вертлюг 10 и в бурильную колонну. Дойдя до долота, промывочная жидкость проходит через имеющиеся в нем отверстия и по кольцевому пространству между стенкой скважины и бурильной колонной поднимается на поверхность. Здесь в системе емкостей 18 и очистительных механизмах (на рисунке не показаны) буровой раствор очищается от выбуренной породы, затем поступает в приемные емкости 22 буровых насосов и вновь закачивается в скважину.
В настоящее время применяют три вида забойных двигателей – турбобур, винтовой двигатель и электробур (последний применяют крайне редко).
При бурении с турбобуром или винтовым двигателем гидравлическая энергия потока бурового раствора , двигающегося вниз по бурильной колонне, преобразуется в механическую на валу забойного двигателя, с которым соединено долото.
При бурении с электробуром электрическая энергия подается по кабелю, секции которого смонтированы внутри бурильной колонны и преобразуется электродвигателем в механическую энергию на валу , которая непосредственно передается долоту.
По мере углубления скважины бурильная колонна, подвешенная к полиспастной системе, состоящей из кронблока (на рисунке не показан), талевого блока 12, крюка 13 и талевого каната11, подается в скважину. Когда ведущая труба 15 войдет в ротор 16 на всю длину, включают лебедку , поднимают бурильную колонну на длину ведущей трубы и подвешивают бурильную колонну с помощью клиньев на столе ротора. Затем отвинчивают ведущую трубу 15 вместе с вертлюгом 10 и спускают ее в шурф (обсадную трубу, заранее установленную в специально пробуренную наклонную скважину) длиной, равной длине ведущей трубы. Скважина под шурф бурится заранее в правом углу вышки примерно на середине расстояния от центра до ее ноги. После этого бурильную колонну удлиняют (наращивают) путем привинчивания к ней двухтрубной или трехтрубной свечи (двух или трех свинченных между собой бурильных труб), снимают ее с клиньев, спускают в скважину на длину свечи, подвешивают с помощью клиньев на стол ротора, поднимают из шурфа ведущую трубу с вертлюгом, привинчивают ее к бурильной колонне, освобождают бурильную колонну от клиньев, доводят долото до забоя и продолжают бурение.
Для замены изношенного долота поднимают из скважины всю бурильную колонну, а затем вновь спускают ее. Спуско-подъемные работы ведут также с помощъю полиспастной системы. При вращении барабана лебедки талевый канат наматывается на барабан или сматывается с него, что и обеспечивает подъем или спуск талевого блока и крюка. К последнему с помощью штропов и элеватора подвешивают поднимаемую или спускаемую бурильную колонну.
При подъеме БК развинчивают на свечи и устанавливают их внутри вышки нижними концами на подсвечники, а верхние заводят за специальные пальцы на на балконе верхового рабочего. Спускают БК в скважину в обратной последовательности.
Таким образом процесс работы долота на забое скважины прерывается нарашиванием бурильной колонны и спуско- подъемными операциями (СПО)для смены изношенного долота.
Как правило, верхние участки разреза скважины представляют собой легкоразмываемые отложения. Поэтому пред бурением скважины сооружают ствол (шурф) до устойчивых пород (3-30 м ) и в него спускают трубу 7 или несколько свинченных труб ( с вырезанным окном в верхней части) длиной на 1-2 м больше глубины шурфа. Затрубное пространство цементируют или бетонируют. В результате устье скважины надежно укрепляется.
К окну в трубе приваривают короткий металлический желоб, по которому в процессе бурения буровой раствор направляется в систему емкостей 18 и далее, пройдя через очистительные механизмы (на рисунке не показаны), поступает в приемную емкость 22 буровых насосов .
Трубу (колонну труб) 7, установленную в шурфе, называют направлением. Установка направления и ряд других работ, выполняемых до начала бурения , относятся к подготовительным. После их выполнения составляют акт о вводе в эксплуатацию буровой установки и приступают к бурению скважины.
Пробурив неустойчивые, мягкие, трещиноватые и кавернозные породы, осложняющие процесс бурения (обычно 400-800 м), перекрывают эти горизонты кондуктором 4 и цементируют затрубное пространство 3 до устья. При дальнейшем углублении могут встретиться горизонты также подлежащие изоляции, такие горизонты перекрываются промежуточными (техническими) обсадными колоннами.
Пробурив скважину до проектной глубины, спускают и цементируют эксплуатационную колонну (ЭК).
После этого все обсадные колонны на устье скважины обвязывают друг с другом, применяя специальное оборудование. Затем против продуктивного пласта в ЭК и цементном камне пробивают несколько десятков (сотен) отверстий, по которым в процессе испытания , освоения и последующей эксплуатации нефть (газ) будут поступать в скважину.
Сущность освоения скважины сводится к тому, чтобы давление столба бурового раствора, находящегося в скважине, стало меньше пластового. В результате создавшегося перепада давления нефть (газ) из пласта начнет поступать в скважину. После комплекса исследовательских работ скважину сдают в эксплуатацию.
На каждую скважину заводится паспорт, где точно отмечаются ее конструкция, местоположение устья, забоя и пространственное положение ствола по данным инклинометрических измерений ее отклонений от вертикали (зенитные углы) и азимута (азимутальные углы). Последние данные особенно важны при кустовом бурении наклонно-направленных скважин во избежание попадания ствола бурящейся скважины в ствол ранее пробуренной или уже эксплуатирующейся скважины. Фактическое отклонение забоя от проектного не должно превышать заданных допусков.
Буровые работы должны выполняться с соблюдением законов об охране труда и окружающей природной среды. Строительство площадки под буровую , трасс для передвижения буровой установки, подъездных путей , линий электропередач, связи, трубопроводов для водоснабжения,сбора нефти и газа , земляных амбаров, очистных устройств, отвал шлама должны осуществляться лишь на специально отведенной соответствующими организациями территории. После завершения строительства скважины или куста скважин все амбары и траншеи должны быть засыпаны, вся площадка под буровую – максимально восстановлена (рекультивирована) для хозяйственного использования.
Способы бурения скважин на воду в Московской области
Существует несколько способов бурения скважин на воду: механическое бурение, гидродинамическое бурение, термическое и т.д.По принципам разрушения горных пород бурение скважин может производиться разными способами, которые сильно отличаются по физической природе. При бурении скважин требуется сделать расчет системы водоснабжения, так как требуется комплексный подход к услуге водоснабжения любого объекта
Механическое бурение порода разрушающими инструментами
При этом способе порода разрушается механическим воздействием на породу.
Достоинства механического бурения:
- Можно отбирать натуральные образцы породы и проводить всесторонний анализ;
- Хорошие условия для вскрытия водоносных горизонтов;
- Возможность бурить скважины в заданном направлении.
Недостатки механического бурения:
- Быстрый износ порода разрушающих инструментов;
- Малый коэффициент использования энергии, если двигатель расположен на поверхности.
Гидродинамическое бурение
В этом случае бурение осуществляется струей жидкости, которую подают под высоким давлением. Гидродинамическое бурение делят на два вида:
- Забой полностью разрушается струей воды и формируется ствол скважины;
- Водой разрушается только часть породы, а ствол скважины формируется долотом.
Термическое или огнеструйное бурение
Разрушение горной породы производится при помощи воздействия высокими температурами. Температура достигает 2300 градусов. Создается при сгорании струи керосина в струе кислорода вылетающее из горелки. Горелка охлаждается водой.
Термомеханическое бурение
При помощи местного нагрева порода ослабляется, а остальное бурение производиться при помощи обычного инструмента.
Электротермическое бурение
Это бурение применяют в условиях Антарктиды для плавления льда. Таким способом можно пробурить скважину глубиной 1000 метров и диаметром 300 мм. В установке предусмотрен специальный насос для откачки воды.
Здесь рассмотрены не все виды бурения. Были попытки использовать такие виды как (ультразвук, плазма, лазер) но все эти способы не вышли дальше экспериментов.
Роторное бурение скважин – способы и технология
Роторное бурение скважин представляет собой один из видов вращательного бурения. Суть заключается в том, что породоразрушающий инструмент, расположенный внутри скважины, приводится в действие за счет электродвигателя или газотурбинного оборудования.
Роторное бурение наиболее распространенный метод, так как достаточно эффективен и прост в применении. Чаще всего он используется для бурения разведочных и эксплуатационных нефтяных скважин, однако, за счет компактности, применяется и для создания скважин с водой на частных участках
Технология роторного бурения впервые была применена в США в начале 1880-х годов, и с тех пор претерпевала незначительные изменения, положительно сказавшихся на её эффективности. В частности, совершенствовались породоразрушающие инструменты, изобретались новые промывочные жидкости, повышалась прочность отдельных элементов. Кроме того, совершенствовалась и сама технология бурения, за счет чего данный метод и является сейчас одним из основных способов создания забоя и почти полностью заменил стандартный ударный метод. Обо всем, что нужно знать о роторном способе бурения – далее в статье.
Оборудование для роторного бурения скважин
Несмотря на кажущуюся простоту, нефтяная, газовая или любая другая скважина требует довольно внушительного списка оборудования. Без любой из этих частей работа установки невозможна. В перечень элементов, необходимых для осуществления роторного бурения, входит:
- вышка;
- буровая установка;
- ротор;
- буровые поршневые насосы;
- вертлюг;
- талевая система;
- система очистки жидкостью.
Вертлюг – это элемент, через который промывочная жидкость попадает в колонну. Он подвешен на один крюк талевой системы. Кроме этого, в неё входит кроноблок и блок.
Система очистки промывочной жидкостью также состоит из ряда элементов:
- вибросита;
- желоба;
- гидроциклонов
Роторный способ бурения скважин часто требует мобильности конструкции, поэтому её часто размещают на специальных платформах.
Роторное бурение скважин: плюсы и минусы
Бурение скважин роторным методом очень распространенно. Он имеет огромное количество преимуществ перед стандартным ударным способом:
- Скорость. Бурение роторным способом производится значительно быстрее ударного.
- Универсальность. Спектр применения метода гораздо шире, так как за счет применения различных долот можно работать с разными видами грунтов.
- Размер. Вся установка занимает относительно немного места в отличие от конструкций для ударного метода.
- Мобильность. За счет малых габаритов, установку можно разместить на подвижной платформе.
Вращательное роторное бурение скважин, тем не менее, имеет и некоторые ограничения.
Так, в зависимости от грунта и пород, следует подбирать соответствующие долота.
Наличие очень твердых объектов на пути пролегания скважины может стать помехой, если не использовать специальное породоразрушающее оборудование.
Кроме этого, проблему представляет:
- Глинистый раствор. Он нередко вызывает проблемы при исследовании пластов, а также не всегда является рентабельным в некоторых случаях.
- Невозможность работы в зимнее время. Промерзлый грунт является серьезным препятствием для бурения роторным способом.
- Мощность установки. Она напрямую зависит от ротора, который является уязвимым элементом системы.
В условиях промерзлых почв, предпочтительным вариантом является ударная методика. Разумеется, нефтяная или любая другая скважина будет буриться дольше, однако в итоге желаемый результат будет получен.
Принцип осуществления роторного бурения скважин
Несмотря на кажущуюся простоту технологии, принцип работы роторного оборудования довольно сложен. Сам ротор приводится в действие за счет приводного вала, который передает вращение от электродвигателя. Иногда используется двигатель внутреннего сгорания.
Само вращение принимают ведущие вкладыши ведущих вкладышей. Их сечение полностью аналогично сечению верхней рабочей трубы, которое по своей форме может быть абсолютно разным.
Основой для бурильной колонны являются специальные трубы. Именно между ними и породоразрушающим инструментом монтируются УБТ – утяжелённые бурильные трубы. За счет их огромного веса на долото оказывается достаточная для эффективной работы нагрузка.
Верхняя часть рабочей трубы подсоединяется к вертлюгу. По этой системе подается промывочная жидкость, которая попадает на забой через насадки долота – она нужна для поддержания работоспособности всей роторной бурильной установки.
Подъем или спуск обеспечивают свечи – несколько бурильных труб с длиной от 25 до 50 метров. Под действием нагрузки, которую обеспечивают утяжеленные бурильные трубы, долото и разрушает породу. За счет регулярно поступающей жидкости инструмент охлаждается, а параллельно с этим забой прочищается от шлама. Жидкость используют повторно после её очистки.
Обсадные трубы
Разумеется, нельзя просто пробурить скважину и оставить её без малейших укрепляющих конструкций. Грунт – довольно неустойчивая субстанция, способная менять свое положение. Именно поэтому риск обрушения забоя довольно велик.
Чтобы этого не произошло, на некотором расстоянии от поверхности в бурении делается перерыв, во время которого устанавливается обсадная колонна. За счет неё исключается осыпание стенок или же завала пробуренного пути, а также препятствует проникновению воды. Самая первая колонна часто называется кондуктором и она позволяет осуществить перекрытие неустойчивых пород, тем самым придавая надежности пробуренной скважины.
Как правило, такую колону ставят не ранее отметки 30 м, и не позже отметки 600 м. Если скважина нефтяная, то обсадные конструкции устанавливаются с как можно меньшим расстоянием до поверхности.
Роторный способ бурения применяется для многих типов грунта, потому, при установке колон приходится ориентироваться на текущие геологические условия. Так, иногда возникает необходимость использовать сразу нескольких обсадных колон для повышения надежности забоя. Чем меньше диаметр трубы, тем глубже она опускается. Очевидно, что самая небольшая по диаметру будет находиться глубже всех остальных.
Наиболее глубокая колонна – эксплуатационная, перфорируется снизу. Через эти отверстия нефтяная, газовая или водяная масса в неё и поступает.
Промывочная жидкость в буровых роторных работах
Бурение скважин вращательным роторным способом можно сделать эффективнее, если использовать подходящий метод промывки. На данный момент в качестве жидкости применяются:
- полимерные растворы;
- аэрированные растворы;
- нефтяные эмульсии;
- вода.
Также применяется продувка воздухом. В случае, если работы планируются на участках с низким пластовым давлением, используется специальный газ.
С помощью промывки забой не только избавляется от лишних примесей, осыпавшихся пород и крупных предметов.Жидкость, поступающая на долото, охлаждает его рабочую поверхность, за счет чего продлевает срок службы породоразрушающего инструмента.
Роторное бурение скважин – это довольно трудоемкий процесс, требующий учета многих факторов. Тем не менее, он является одним из самых эффективных методов и широко применяется в самых разных условиях.
Роторная буровая установка
Читайте также:
Несколько способов бурения скважин и колодцев. — Буровая компания
Они бывают следующими:
1. Роторный способ. Этот способ сильно похож на технологию нефтяников, которую они используют для бурения нефтяных скважин. Суть способа заключается в том, что берется долот, который хорошо может бурить скальные наслоения. Одновременно с ним работает ротор с помощью двигателя внутреннего сгорания. После того, как долот пробурил все необходимые скальные породы, остается целая куча всевозможных камней, которые нужно вытащить наверх. Это делается с помощью специального бурового раствора. Эта технология применяется чаще всех других способов бурения скважины.
2. Ударно-канатный способ. Самый популярный способ для бурения скважин у китайцев. Отличается от остальных технологий невероятной простотой. Однако этот способ наименее эффективный. Заключается способ в том, что для разрушения крепких пород используется тяжелый груз и привязанный к нему канат. Последовательность действий предельно проста. Сначала сваливается с большой высоты тяжелый груз. При полете он набирает большую скорость. При столкновении об дно груз успешно разрушает породу. С помощью специальной желонки большая часть разрушенной породы поднимается наверх вместе с грузом с помощью канатов. Наверху разрушенную породу высыпают на землю. Далее повторяют все действия до тех пор, пока не будет найдена вода. Этот способ считается самым медленным из всех, но зато эту технологию бурения скважины сможет освоить даже школьник.
3. Гидробурение. Бурение скважины таким способом считается одним из самых легких и эффективных. Создается сильный напор воды, который направляют в землю. Мягкая почва не может устоять на месте из-за сильного давления. В итоге гидробурение довольно быстро пробивает себе путь вниз. Этот способ отлично подходит для бурения скважин с рыхлой почвой, но дальше начинаются некоторые проблемы. При встрече с каменной породой напор воды становится менее эффективным. Кроме того, с помощью воды не получится пробурить скважины на большую глубину. Мнение специалистов сходится на том, что максимальная глубина бурения скважины с помощью такой технологии не может составлять более 20 метров. Поэтому нужно учесть два нюанса. Во-первых, нужно узнать у геологов, где лучше всего начать бурить скважину. Во-вторых, вода против камня действует хуже, поэтому имеет смысл либо ждать, пока напор воды справится с камнями, либо иметь на этот случай запасной план.
4. Гидробурение с помощью забурника. Этот способ отличается от предыдущего тем, что здесь главную роль играет не просто вода, а раствор из воды и бентонитовой глины. Данный раствор хорошо справляется и с рыхлой почвой, и с каменной породой. Кроме того, у предыдущего способа был существенный недостаток – недостаточная максимальная глубина бурения. Этот же способ предоставляет возможность бурить скважину до необходимой глубины без каких-либо проблем.
5. Шнековое бурение. Эта технология считается одновременно и дешевой, и достаточно эффективной для бурения скважины. Бур вгрызается в землю с помощью вращательного движения. Отлично разрушает каменную породу. За день можно пробурить до 40 метров. Однако такой способ неэффективен при работе с песчаной почвой. Если на пути будет находиться песчаная почва, это станет большой проблемой.
6. Перфоративное бурение. Этот способ становится все более популярным за счет простоты бурения. Хотя и бурением такой способ можно назвать с натяжкой. Вся суть данного метода заключается в том, что берется металлическая труба с небольшим диаметром, которую нужно вбивать в землю. Наконечник трубы должен быть заострен, чтобы можно было легче вбивать трубу. Как только труба дошла до источника воды, нужно присоединить к основанию трубы насос. Потребуется выбрать подходящий насос, который будет качать воду. Достоинство этого метода заключается в том, что труба занимает в десятки раз меньше места, что обычный колодец. Кроме того, бывают случаи, когда люди сваливаются в колодец. Тут же такая вероятность стремится к нулю.
При бурении скважины выбирайте способ, который будет отвечать всем вашим нуждам.
Советы по выбору технологии бурения
Для начала рекомендуется сходить к соседям, чтобы узнать, есть ли у них колодцы. Если колодцы присутствуют, постарайтесь узнать, каким способом они это делали. Это поможет вам определиться с выбором способа бурения скважины.
Если вы все равно еще не выбрали самый подходящий для себя способ бурения, то следующие советы, возможно, смогут вам помочь:
· Рекомендуется провести геологоразведку. Это будет стоить вам денег, однако польза очевидна. Вы узнаете, где будет находиться оптимальное место для бурения скважины. Вам также станет известен состав почвы, которую вам придется бурить. Знание состава почвы поможет определиться с методом бурения;
· Для рыхлой почвы отличной подойдет метод гидробурения. С помощью такого метода можно за день пробиться на глубину 20 метров. Но это все при условии, что на пути не встретится каменная порода;
· Для песчаной почвы отлично подойдет ударно-канатный способ. Самая простая технология в этом случае будет еще и самой эффективной;
· Шнековый способ отлично справляется с любым видом почвы, кроме песчаного;
· Перфоративный метод является универсальным;
· Роторная технология бурения скважин на сегодняшний день считается наиболее распространенной.
Эпилог
Бурение скважин не представляет особой сложности, если точно знать, какой из способов принесет наибольшую эффективность. Останется только приобрести необходимое оборудование. После этого можно смело приступать к делу.
методов бурения скважин на воду | Lone Star Drills
Неудивительно, что бурение скважин на воду — древнее дело. Около 8000 лет назад первые колодцы были выкопаны вручную, чтобы обеспечить безопасный, чистый и надежный источник воды для самых ранних цивилизаций. Наша потребность в воде не изменилась, но с тех пор технология бурения скважин прошла долгий путь.В некоторых регионах мира вырытие колодца вручную по-прежнему является самым дешевым и наиболее практичным способом улучшить доступ к воде, особенно для одноразовых колодцев.Однако для подрядчиков и групп, желающих добавить или расширить свои возможности по бурению скважин на воду в долгосрочной перспективе, механическое бурение может предложить более быстрый и эффективный вариант.
При выборе оборудования для бурения скважин на воду следует учитывать две вещи: 1) Метод должен соответствовать геологии. 2) Учитывайте затраты, как краткосрочные, так и долгосрочные. Для одной скважины ручные методы могут быть не дорогими, но могут ли ручные методы бурения справиться с почвенными условиями на вашем участке? И какова общая стоимость рытья нескольких колодцев? С другой стороны, варианты бурения скважин с помощью механического оборудования могут позволить выполнить работу быстро, но могут не укладываться в бюджет для операции, в рамках которой ежегодно рассматривается только несколько скважин.
Давайте подробнее рассмотрим плюсы и минусы некоторых популярных методов ручного и механического сверления, чтобы определить, какой вариант лучше всего подходит для вашей работы.
Ручные методы
Для многих копание колодца напоминает человека в глубокой, илистой яме, пропустившего ведра с землей, и не без оснований. Копание вручную, вероятно, является самым старым и наиболее часто используемым ручным методом получения доступа к грунтовым водам, и это трудоемкая и грязная работа.
Как и другие ручные методы, в том числе шлам, ручное ударное бурение, приводная точка и ручное сверление, ручная выемка требует только простых инструментов и большого количества тяжелой работы, поэтому отдельные лица и сообщества так долго эффективно использовали эти методы. Как говорится, «не сломалось — не чини». И для районов с ограниченным доступом к тяжелому оборудованию или топливу эти методы по-прежнему являются жизнеспособным вариантом.
Плюсы:
- Требуются простые инструменты, доступные локально
- Может достигать глубины 230 футов (70 метров) или более в зависимости от метода и геологии
- Работа может быть выполнена быстро большими бригадами
Минусы:
- Высокий риск загрязнения поверхности
- Пробурить скальные породы или плотный грунт сложно или невозможно
- Большинство методов становятся нестабильными на глубине менее 33 футов (10 метров)
- Большинство методов требуют высокого уровня грунтовых вод
Возможно, самый большой недостаток ручного рытья колодцев заключается в том, насколько неэффективен процесс для нескольких колодцев.Установка до полудюжины скважин на одном участке может не обанкротиться, но многократный наем больших бригад может быстро сложиться. Кроме того, геологические препятствия и риск заражения с помощью ручных методов делают их менее привлекательными для подрядчиков и групп, стремящихся производить устойчивые скважины в нескольких регионах.
После рассмотрения плюсов и минусов, если ручное бурение кажется лучшим вариантом для вашего проекта, ручное ударное бурение, вероятно, является наиболее эффективным и широко используемым методом.Процесс заключается в многократном опускании тяжелого бурового долота, соединенного с тросом или кабелем, в отверстие, частично заполненное водой, чтобы разрыхлить почву и отколоть куски породы. Заостренное буровое долото и односторонний клапан в нижней части бурильной трубы могут быть добавлены для создания гибридной техники ударно-шламовой обработки для повышения эффективности. Ручное ударное бурение быстрее, чем другие ручные методы, способно проникать в породу (очень медленно) и легко герметизируется для предотвращения загрязнения. Однако механическое ударное бурение, механизировавшее ручной метод забивки скважины, является гораздо более эффективным вариантом для операций, которым требуется долгосрочное решение.
Механические методы
Если для ручного бурения требуются простые инструменты, большая рабочая бригада, упорный труд и терпение для выполнения работы, то для механического бурения используются двигатели, шестерни и топливо для прохождения скальных пород и твердых грунтов. Эти методы позволяют копать быстрее и глубже, чем ручные методы, и идеально подходят для подрядчиков и групп, которым требуется эффективное, высокоманевренное и простое в использовании оборудование. Для бурения одной скважины они могут быть неэффективными, но для предприятий, стремящихся добавить бурение водяных скважин к своим услугам, инвестирование в подходящую буровую установку для бурения водяных скважин для вашей операции может обеспечить быструю окупаемость инвестиций и открыть новые возможности.
Существует несколько популярных методов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, поэтому перед тем, как переходить к механической буровой установке, рассмотрите свои потребности и геологию вашего региона.
Jetting: При использовании этого метода насос выталкивает воду по бурильной трубе и из узкого сопла, чтобы создать струю воды, которая разрыхляет осадок. Вода за пределами бурильной трубы выносит шлам на поверхность в отстойник, вырытый рядом со скважиной. Затем насос возвращает воду обратно в трубу.Бурильная труба подвешивается к треноге и вращается вручную, чтобы отверстие оставалось ровным. В мелком песке этот метод может достигать глубины 197 футов (60 метров).
Плюсы:
- Требуется всего два человека
- Только инструменты — это насос, который может создавать достаточное давление, и труба
Минусы:
- Работает только с мягкими мелкозернистыми отложениями
- Сложная установка сантехнического уплотнения для защиты от загрязнения поверхности
Cable Tool: Это механизированная версия ручного ударного бурения.Тяжелое буровое долото прикрепляют к стальному тросу, поднимают и опускают в скважину. Шлам все еще удаляется вручную с помощью желонки, и в скважине необходимо поддерживать уровень воды на несколько метров, чтобы шлам оставался взвешенным. Оборудование варьируется от базовой лебедки на салазках со штативом до сложного набора шкивов и барабанов с большой мачтой. Большие станки для канатных инструментов устанавливаются на прицепе или платформе грузовика и используют гидравлические двигатели для подъема и опускания мачты и вращения барабанов с канатом.Эти более крупные установки способны бурить на сотни футов в глубину практически в любых геологических условиях.
Плюсы:
- Использует наименьшее количество топлива
Минусы:
- Самый медленный механический метод
- Стальной кожух, необходимый для предотвращения обрушения скважины при работе с рыхлыми отложениями
- Может потребоваться дополнительное оборудование, такое как аппарат для дуговой сварки и резак для корпуса привода
Буровой станок для бурового раствора: Основная концепция бурового станка для бурового раствора аналогична технологии струйной обработки.Добавьте большое режущее долото, отрезки стальных бурильных труб с резьбовыми соединениями, двигатель для поворота и подъема бурильных труб и прочную мачту для поддержки трубы, и вы готовы к бурению вращающихся скважин. При вращательном бурении буровая установка также смешивает бентонитовую глину или другие материалы с водой для струйной обработки, чтобы улучшить ее способность поднимать шлам. Эта жидкость называется «буровой раствор», и именно она упоминается в названии метода.
Двумя основными категориями бурового роторного бурения являются: привод стола, при котором вращающийся механизм около основания буровой установки вращает бурильную трубу, и привод с верхней головкой, при котором ее вращает двигатель, прикрепленный к верхнему концу трубы.В обоих случаях верхний конец трубы прикреплен к подъемному механизму, который перемещает ее по мачте. Оба типа буровых установок также имеют вертлюг, прикрепленный к верхнему концу трубы, позволяющий закачивать буровой раствор по трубе во время ее вращения.
В зависимости от размера буровая установка может бурить до 3281 футов (1000 метров). Буровые установки LS100 и LS200 представляют собой буровые установки для бурового раствора в малой части размеров буровых установок, но даже эти небольшие машины могут пробурить 8-дюймовую (20-сантиметровую) скважину на глубину 197 футов (60 метров).Для большей мощности на сложных почвах компания Lone Star разработала гидравлическую серию. LS300H + способен пробурить 6-дюймовую (15 сантиметровую) скважину на глубину до 300 футов (91,4 метра).
Плюсы:
- Буровой раствор сохраняет ствол скважины открытым, устраняя необходимость в приводных обсадных трубах
- Быстрее, чем кабельный инструмент и методы струйной обработки
Минусы:
- Бурение в скальных породах возможно только с помощью более крупных буровых установок
- Несколько двигателей потребляют больше топлива в час, чем буровая установка
- Большие буровые установки требуют вспомогательных транспортных средств для транспортировки воды и бурильных труб
Air Rotary: Механические элементы пневматического бурового станка аналогичны буровому станку для бурового раствора, включая возможность привода стола или верхнего привода для вращения трубы.Принципиальное отличие заключается в использовании сжатого воздуха для удаления шлама, а не бурового раствора. В пневматической роторной установке используются буровые коронки того же типа, что и в буровой установке, но она также может бурить с помощью забивающегося в скважину перфоратора. Он использует сжатый воздух для дробления породы и может очень быстро бурить. Большая воздушная роторная установка может бурить более 1640 футов (500 метров) в правильных геологических условиях.
Плюсы:
- Самый быстрый метод бурения
- Более быстрая установка, чем другие методы
Минусы:
- Самый дорогой способ
- Максимальное потребление топлива в час
- Требуются вспомогательные машины и большой воздушный компрессор
Как видите, вариантов бурения скважин на воду очень много.Метод бурения, который лучше всего подходит для вас, зависит от вашего геологического строения, вашей мускулатуры и вашего бюджета.
3 наиболее распространенных метода бурения скважин на воду
Если ваша собственность не расположена рядом с муниципальной системой водоснабжения, вам, вероятно, придется инвестировать в услуги по бурению скважин на воду. Специалисты Advanced Well Drilling & Services в Тейлорсвилле, Юта, обнаруживают, что у их клиентов часто возникают вопросы о том, какой тип процесса бурения скважин будет использоваться на их территории.Ниже они обсуждают три типа сверления, которые они используют чаще всего.
3 Методы бурения скважин на воду в жилых и коммерческих помещениях
1. Роторное бурение
Одним из наиболее распространенных методов бурения водяных скважин является вращательное бурение, при котором используется долото, закрепленное на конце длинной бурильной трубы. Труба вводится в землю с помощью гидравлической системы, а буровое долото просверливается в водоносный горизонт, который будет питать вашу скважину. Часто буровой раствор используется для повышения эффективности процесса бурения водяных скважин и обеспечения устойчивости ствола после завершения бурения.
2. Бурение шнековых водяных скважин
Другой распространенной формой является шнековое бурение, которое особенно хорошо работает на песчаных участках. Этот метод часто используется для бурения верхнего слоя скважины перед завершением остального с помощью канатного инструмента. Шнековый бур переносит мусор на поверхность скважины, что значительно упрощает процесс. Однако, поскольку шнеки обычно используются в более песчаных районах, часто устанавливают обсадную колонну, чтобы предотвратить обрушение ствола скважины до ее завершения.
3. Кабельный инструмент для сверления
Также известный как ударное бурение, в этом методе используется тяжелая бурильная колонна, которая неоднократно опускалась в буровую скважину. Сверление канатным инструментом может быть более медленным методом сверления, но многие считают его предпочтительным, поскольку он дешевле и менее сложен в эксплуатации, чем роторное сверло. Буровая установка с канатным инструментом многократно поднимает и опускает буровое долото, прикрепленное к колонне, откалывая породу, песок и грязь, образуя суспензию, которая удаляется с помощью отбойного устройства.
Процесс бурения скважин на воду может быть сложным, поэтому, если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь спрашивать профессионалов из Advanced Well Drilling & Services. Позвоните им сегодня по телефону (801) 572-8080 или посетите их онлайн, чтобы поближе познакомиться с их услугами по ремонту скважин и установке погружных насосов.
Методы бурения скважин на воду — буровые компании в удаленной Австралии
Способы бурения варьируются от простого копания с использованием ручных инструментов
до высокоскоростного бурения с использованием сложного оборудования.
Наиболее часто используемые методы кратко описаны ниже
для общей информации читателей, не имеющих опыта в области бурения.
Информацию о методах сверления и их применении см. В таблице ниже.
СПОСОБЫ БУРЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Трос инструментальный сверлильный
Бурение с использованием тросового инструмента, также известное как ударное бурение, вероятно, является самым старым методом бурения. В основном это включает подъем и опускание бурового инструмента из прочной стали, подвешенного на тросе, до дна скважины.Этот процесс приводит в движение режущее долото, разрушая или измельчая пласт.
Измельченный материал образует суспензию при смешивании с водой, которая была добавлена в отверстие или естественно присутствует в нем. Скорость удара колеблется от 40 до 60 ударов в минуту, и из-за характерной левой свивки троса сверло поворачивается и ударяет по разным участкам забоя при каждом ударе.
Когда долото больше не может свободно проваливаться через смесь воды и бурового шлама, буровые инструменты извлекаются из отверстия.Трубчатая желонка, которая перемещается по отдельному проволочному тросу меньшего размера, затем используется для сбора шлама и стружки и удаления их из скважины перед возобновлением бурения.
В кабельном или ударном бурении в основном выполняются три основных операции:
Бурение скважины долблением или дроблением породы, глины или другого материала ударом бурового долота
Удаление стружки желонкой по мере скопления стружки в яме
Забивание или продавливание обсадной трубы вниз в скважину во время бурения.
Из-за относительно низкой начальной стоимости и простоты используемого оборудования стоимость пробуренной единицы относительно невысока. Однако этот метод медленный, и, если учесть повышенные затраты на рабочую силу, обычно мало преимуществ перед более быстрыми методами роторного бурения при сверлении новых отверстий.
Установки для сверления канатного инструмента широко используются для ремонта, так как они:
Обычно легче роторной установки с эквивалентной глубиной
Легче установить над скважиной
Может также опускать и извлекать инструменты для более быстрого зондирования отверстия, чем с помощью роторной установки
Могут работать внутри обсадных колонн
Могут быстрее вставлять хвостовики обсадных труб из-за лучшего доступа к обсадным колоннам для завинчивания или сварки стыков.
Шнековое бурение
Шнековые сверла используются в основном для исследования почвы, а также для бурения в почвах и очень мягких породах. Механическая очистка отверстия устраняет необходимость в насосах или компрессорах. Типы шнеков включают:
Шнеки непрерывного действия, которые могут приводиться в действие любой роторной машиной с верхним приводом при условии, что она имеет соответствующий крутящий момент и медленное вращение.
При использовании непрерывных шнеков в глубоких отверстиях малого диаметра шлам поддерживается отверстием и выносится на поверхность за счет вращения винтовых лопастей.
Полые шнеки, состоящие из шнека непрерывного действия с полой центральной трубкой. Обычно они используются с пробкой долота, удерживаемой на месте вторичной внутренней колонной штанг, со шнеками, используемыми для бурения, как с обычным шнеком непрерывного действия, на требуемую глубину. В этот момент центральная пробка долота и колонна штанг извлекаются, что позволяет установить обсадную трубу до снятия лопастей шнека.
Короткозамкнутые и пластинчатые шнеки, в которые загружается стружка, а затем вынимаются из скважины.На поверхности шлам «откручивается» от шнека.
Ковшовые шнеки, в которых стружка собирается в ковш, поднимается на поверхность и выгружается через откидное дно ковша. Расширения добавляются по мере того, как дыра становится глубже.
Короткоствольные, пластинчатые и ковшовые шнеки используются для мелких скважин большого диаметра.
Техника вращательного бурения
Принцип, общий для всех роторных технологий, заключается в том, что буровое долото прикрепляется к концу полой бурильной трубы и вращается относительно дна скважины с гидроразрывом, копанием или соскабливанием, в зависимости от типа долота и природы. формации.
Методы роторного бурения сравниваются в таблице выше.
Пневматическое бурение
Метод вращающегося воздуха используется для бурения скважин в консолидированных или полутвердых формациях
, таких как песчаник или сланцы, которые являются самонесущими.
Шлам, образующийся в результате этого процесса, очищается циркулирующим воздухом, который поступает из компрессора и подается по бурильной трубе для выхода через долото. Рекомендуемая скорость в кольцевом пространстве должна поддерживаться для эффективного удаления шлама (см. Таблицу ниже).
Мощность компрессора, диаметр отверстия и размер бурильной трубы должны соответствовать
для обеспечения требуемых скоростей.
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ (ОПТИМАЛЬНЫЕ) СКОРОСТИ ПОДЪЕМНИКА 9UHV) (СКОРОСТИ НАГРУЗКИ)
Отверстия можно просверлить, используя большой объем воздуха под высоким давлением.
Однако обычно используемое оборудование ограничивается глубиной ниже уровня воды.
Основным преимуществом метода вращательного воздушного бурения является то, что вода выдувается на поверхность, как только встречается водоносный пласт.Это позволяет бурильщику получать прогрессивную индикацию доступного водоснабжения и отслеживать любые изменения качества и количества воды по мере продвижения бурения.
Воздух используется в основном в консолидированных формациях. Вспенивающие добавки
иногда используются для увеличения пропускной способности возвратного воздуха наверху скважины.
Забойный ударный метод
В забойном ударном методе используется буровое долото с пневматическим приводом, которое эффективно сочетает в себе ударное действие канатного инструмента и вращательное действие вращательного бурения.
Пневматическое буровое долото можно использовать на стандартной роторной установке с воздушным компрессором высокого давления достаточной мощности. Он используется для быстрого и экономичного бурения средне- и очень твердых пород. Быстрое проникновение происходит в результате ударов, передаваемых воздушным поршнем непосредственно на долото. Непрерывная очистка ствола открывает для долота новый пласт
, и при повторном бурении старого шлама практически не тратится энергия.
Ударное бурение с забойным отверстием, как правило, является самым быстрым методом проникновения в твердые породы.Иногда для увеличения пропускной способности возвратного воздуха используются вспенивающие добавки. Забойные молотки используются для бурения твердых пород и позволяют пробивать скважины для воды
из трещиноватых водоносных горизонтов твердых пород.
Этот метод не эффективен для сверления рыхлых, рыхлых материалов.
Бурение с обратной циркуляцией — воздух (двухтрубный роторный воздушный и забойный молот)
Для этого метода бурения воздух подается через двойную поворотную головку на роторной установке с верхним приводом и закачивается в кольцевое пространство двойной бурильной трубы к используемому долоту или молотку.Шлам возвращается на поверхность через внутреннюю трубу.
Этот метод обычно используется для отбора проб минералов с целью получения пробы незагрязненных пластов. Это не распространенный метод для водяных скважин; однако,
иногда используется для программ отбора проб воды.
Двухтрубные роторные воздушные буровые колонны большого диаметра позволяют вставлять обсадные трубы из непластифицированного ПВХ диаметром до 50 мм через внутреннюю трубу для создания контрольных отверстий.
Роторное бурение
При вращении бурового раствора в качестве циркуляционной среды используется буровой раствор (смеси воды, бентонитовых глин, полимеров и добавок).В системе вращающегося раствора буровой раствор или раствор закачивается вниз через бурильную трубу и выходит через сопла в долоте.
По мере того, как долото проникает в пласт, буровой раствор непрерывно циркулирует и удаляет шлам. Жидкость также служит для охлаждения и смазки долота. Затем буровой раствор течет вверх в кольцевом пространстве вокруг бурильной трубы к поверхности, унося с собой шлам во взвешенном состоянии.
На поверхности буровой раствор кондиционируется перед его рециркуляцией в скважину.Правильное кондиционирование бурового раствора помогает предотвратить проблемы в скважине.
Основной жидкостью, обычно используемой для роторного бурения, является вода, в которую могут быть добавлены специальные химические вещества и другие добавки для увеличения плотности или вязкости для улучшения поддержки скважины. Жидкость также может быть взвешена для контроля артезианского давления.
Буровой раствор образует мембрану, которая препятствует прохождению потока через стенки скважины, а внутреннее давление бурового раствора обеспечивает структурную поддержку стенки скважины. Буровые растворы также используются для бурения глубоких отверстий, которые выходят за рамки возможностей воздушных компрессоров.
Техника полезна для буровых работ в мягких, рыхлых
пластах, глубоких стволах и стволах под давлением.
Бурение с обратной циркуляцией — раствор
В методе бурения с обратной циркуляцией, вместо циркуляции бурового раствора через трубу и вверх по ней, процесс обратный. Жидкость подается вниз через пространство между стенкой ствола скважины и бурильной трубой, откуда она затем закачивается вместе с шламом через полую часть трубы и затем выходит через нагнетательную трубу.
Особое значение имеет возможное использование легкого (почти прозрачного) бурового раствора для скважин большого диаметра, а не вязкого и тяжелого бурового раствора (как при обычном бурении с вращающимся буровым раствором), который иногда имеет тенденцию изолировать водоносные слои. образования. Однако для поддержания открытого ствола должно присутствовать значительное количество жидкости.
Этот метод используется для быстрого бурения скважин большого диаметра
в мягких породах, где встречается гравий.
Гравий можно выносить на поверхность через пустотелую бурильную трубу из-за чрезвычайно высокой скорости жидкости при ее всасывании всасывающим насосом.Стенки отверстия удерживаются на месте давлением жидкости на его стороны.
Звуковое бурение
Звуковое бурение — это относительно новый метод, в котором высокочастотная вибрация сочетается с вращением для продвижения бурильной штанги. Керновой цилиндр извлекается, и образец вибрирует в пластиковую гильзу или поддоны для керна. Этот метод является относительно непрерывным, и ненарушенные геологические образцы получают без использования буровых растворов или других потенциальных загрязнителей.
Этот метод лучше всего подходит для бурения рыхлых пластов,
, но его глубина несколько ограничена существующими технологиями.
Выбор метода бурения
Каждый из распространенных методов бурения имеет свои преимущества и недостатки (см. Таблицу 4.1 для руководства). Выбор метода бурения должен основываться на ожидаемых геологических условиях
и типе ствола, который будет построен.
Получите обратный звонок
от одного из наших экспертов по бурению скважин на воду
О нет…Этой формы не существует. Вернитесь на страницу управления формами и выберите другую форму.
|
|
|
|
Уникальный метод бурения, применяемый для разработки водяных скважин
Уникальный метод бурения, применяемый для разработки водяных скважин
ОБЗОР
Двухтрубный метод с обратной циркуляцией для разработки водяных скважин
Boart Longyear имеет многолетние контракты с крупнейшими предприятиями по добыче железной руды в регионе Пилбара на севере Западной Австралии (Вашингтон) на бурение водяных скважин в текущем и будущем шахты.
Парк двухтрубных буровых установок с обратной циркуляцией и затоплением (DTFR) компании Boart Longyear способен работать с обсадными колоннами диаметром до 28 дюймов, достигать целей глубокого бурения за счет мощного отката в 130 000 фунтов и монтироваться на высокомобильная платформа. В буровых установках используется замкнутая система циркуляции бурового раствора с собственным резервуаром для бурового раствора. Устанавливая водопонижающие скважины через DTFR, можно контролировать высокопродуктивные водоносные горизонты во время бурения, которые проблематичны для обычного бурения с буровым раствором или обычного воздушного бурения.
Метод DTFR отличается от других методов бурения тем, что буровой шлам возвращается на поверхность через бурильную колонну, тогда как при обычных операциях с буровым раствором или воздухом шлам возвращается в затрубное пространство.
Преимущества метода обращения ДТФР:
- Возврат резания происходит быстрее, чем при использовании обычного бурового раствора. Шлам не смешивается с кольцевым пространством, как в обычных буровых системах, что устраняет загрязнение и снижает размыв кольцевого пространства или расширение ствола.Возврат резания через бурильную колонну означает, что потеря бурового раствора не остановит буровые работы, пока буровое долото остается погруженным. Циркуляция почти никогда не прерывается, и буровой раствор можно заменить во время бурения без остановки.
- Система бурового раствора представляет собой замкнутый контур. Благодаря использованию специального резервуара для бурового раствора и замены бурового шлама, DTFR значительно сокращает площадь бурения по сравнению с традиционными операциями по бурению буровым раствором. Пластовая вода не является проблемой во время бурения с почти нулевым расходом во время буровых работ, поэтому управление водными ресурсами не является проблемой. Буровой раствор
- DTFR циркулирует в затрубном пространстве в условиях атмосферного давления, что сокращает время разработки. Остаточный буровой раствор легко удаляется со стенки затрубного пространства во время разработки. В дополнение к более быстрому и более полному удалению бурового раствора, количество сбрасываемой воды, управляемой на поверхности, уменьшается из-за сокращения времени разработки.
Основная статистика
- Отклонение отверстия менее 1%
- Один проход сверла для достижения заданной глубины
- Всего пробурено 2300 метров в районе Пилбара
- Завершены скважины на глубину 250 метров и обсажены эксплуатационными колоннами от 10 до 12 дюймов
Задача
Сократить время бурения и заканчивания, справиться со сложными грунтовыми условиями, сократить время разработки, управлять сбросом воды в действующих рудниках и завершить скважины на заданные глубины
Метод бурения Boart Longyear DTFR использовался для работы на действующих рудниках в районе Пилбара, где во время бурения сбрасывается большой объем воды, не мешая активным горным работам.
Исторически сложилось так, что обычное воздушное бурение или бурение с двойным ротором использовалось для создания скважин большого диаметра для подачи воды, водоотведения и нагнетания. Хотя эти методы могут обеспечить быстрое бурение, поддержание циркуляции и целостности ствола скважины может стать проблемой в условиях трещиноватого и рыхлого грунта. В результате потери циркуляции или обрушения скважины часто заканчивание скважин происходит на более мелких глубинах.
Просверливание отверстия большого диаметра с использованием обычного воздуха или двойного ротационного воздуха также может привести к образованию огромного количества сбросной воды.Это проблема, потому что многие места бурения не могут сбрасывать воду в окружающую среду из-за проблем с качеством воды. Итак, вода содержится в гигантских отстойниках, вырытых параллельно буровой установке. Часто эти ямы быстро заполняются во время бурения, и операции необходимо останавливать, чтобы обеспечить слив. Благодаря DTFR отпадает необходимость в больших отстойниках, так как вода не сбрасывается во время бурения. Это огромное преимущество при работе в карьерах, где проблемы управления водными ресурсами могут прервать горные работы.
Решение
Уникальная ситуация требует уникального метода бурения
За год компания Boart Longyear пробурила 2300 метров для крупного оператора шахты в районе Пилбара с диаметром ствола 17.5 и 20 дюймов. Завершенные скважины достигли глубины 250 метров и были обсажены эксплуатационными колоннами диаметром от 10 до 12 дюймов.
В частности, при разработке одной выемочной водопонижающей скважины DTFR достиг глубины 144 метра с отклонением менее 1 процента во время бурения.
Геологическое строение включает полосчатое железо, мощные толщи рыхлой минерализованной руды и глинистые сланцы с прослоями твердого кремня. DTFR легко справился с такими меняющимися условиями грунта, и бурение не прекращалось ни на одном этапе из-за потери циркуляции.До использования DTFR в районе Пилбара существовало предположение, что трехконусное буровое долото, которое обычно используется для всех типов бурового раствора, не сможет справиться с твердыми породами, связанными с месторождениями железной руды. Эти опасения были быстро сняты с DTFR, который помог убедить других крупных производителей железной руды подписать многолетние контракты с Boart Longyear.
ВСТРЕЧАЙСЯ С АВТОРОМ Джейсон Лэмб Джейсон — это U.S. Коммерческий директор с 20-летним опытом работы в горнодобывающей и буровой промышленности, 15-летний опыт работы в международной коммерции (Северная Америка) и 5-летний опыт работы в США. Имеет лицензии на водозаборную скважину в Калифорнии, Аризоне, Юте, Колорадо, Нью-Мексико, Вайоминге. , и Миннесота вместе с несколькими лицензиями подрядчиков. Он работал в совете Ассоциации подземных вод штата Юта в качестве президента и представителя подрядчика в течение 8 лет, а также в совете директоров горных штатов 4 года.Он был председателем отделения малого и среднего бизнеса штата Юта в течение 12 лет. Джейсон имел роскошь участвовать и / или работать над очень разнообразными, уникальными, а иногда и сложными проектами, которые никогда раньше не выполнялись. Он хорошо разбирается в множестве методов / процессов бурения, а также в уникальных буровых установках и вспомогательном оборудовании, которых просто нет в других частях мира. Его опыт варьируется от затопленного обратного и обычного бурения, как воздуха, так и бурового раствора, насосного оборудования, RC, двойного роторного, колонкового, горизонтального, направленного бурения и акустического.Некоторые из его особо выделенных проектов варьируются от предоформовочной скважины длиной 11 400 футов, вентиляционных шахт диаметром 60 дюймов, горизонтальных опреснительных скважин с отклонением на 14 градусов и водяных скважин для FOB в Афганистане. Он учился в колледже Кэрролла в Хелене, штат Монтана.
Как работает установка для бурения скважин на воду?
За почти 40 лет работы Skillings & Sons в сфере бурения скважин мы обнаружили, что люди часто не задумываются о работе и технологиях, необходимых для создания надежного источника чистой питьевой воды с прекрасным вкусом.Хотя многие домовладельцы в Нью-Гэмпшире и Массачусетсе берут воду из частной скважины, скорее всего, им не пришлось нанимать подрядчика по строительству скважины, и их не было там, когда скважина была пробурена. Наблюдение за работой буровой установки может быть довольно впечатляющим; вот как это работает.
Как работает буровая установка?
Установка для бурения скважин — это крупногабаритное оборудование, которое необходимо доставить на площадку на грузовике и установить на месте, где должна быть рыть колодец.Буровые установки представляют собой либо роторные бурильщики, которые сверлят землю круговыми движениями, либо «удочку», которая поднимает и опускает тяжелый груз с помощью техники, известной как «кабельное бурение», для пробивки отверстий. В роторной буровой установке используется ряд коронок. Наиболее распространенными типами являются биты с длинным кабелем или стальные биты, которые вращаются по часовой стрелке, прокалывая землю и разрыхляя почву. При вращении долота камень выносится на поверхность. Токарное долото часто нагревается, поэтому для охлаждения бурового долота используется вода или грязь.
Цель бурения скважин — достичь водоносного горизонта или источника воды глубоко под землей, но не на этом бурение прекращается. Чтобы обеспечить достаточный запас воды и долгий срок службы скважины, компания по бурению скважин продолжит бурение ниже уровня грунтовых вод. Колодцы в коренных породах обычно имеют длину от 100 до 500 футов, но в некоторых случаях могут иметь глубину более 500 футов.
Установка обсадных труб скважин
Обсадные трубы представляют собой длинные трубы из стали или пластика, которые выстилают новую скважину, чтобы предотвратить обрушение во время бурения и загрязнение воды внизу.Между стенкой скважины и обсадной колонной имеется двухдюймовый зазор, называемый кольцевым пространством. Он заполнен гравием и покрыт цементом на последние двадцать футов до поверхности, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ с поверхности в колодец и разрушение источника воды, который его питает. Оболочки также помогают защитить колодец от замерзания в зимние месяцы.
В то время как некоторые компании, занимающиеся бурением скважин, устанавливают обсадную трубу во время бурения, другие могут также установить трубопровод отдельно после завершения бурения.
Поддержание чистоты источника воды
Чтобы предотвратить попадание мусора и других поверхностных загрязнений в водопровод на дне колодца, необходимо установить фильтры. Эти фильтры также предотвращают попадание более крупных частиц в водяной насос. По окончании бурения на дно обсадной колонны помещается экран. На дне колодца также используется гравий — естественная фильтрующая среда.
Опыт и технологии
Сотни лет назад бурение скважин означало копание вглубь земли с помощью лопаты и ведра до попадания в грунтовые воды.Сегодня существует ряд методов и методов, которые подрядчики по бурению скважин могут использовать, чтобы обеспечить домовладельцев надежным источником воды на многие годы.
Если у вас есть вопросы о бурении новых скважин или вам нужна информация о том, как улучшить поток воды из существующей скважины, позвоните в Skillings & Sons прямо сейчас.
Использование роторного бурения для вашего следующего проекта экологического бурения
Роторное бурение — отличный метод для экологической промышленности для установки скважин для мониторинга подземных вод.Это позволит в кратчайшие сроки установить мониторинговые колодцы. Это также позволяет достичь превосходной скорости проходки в очень твердых геологических формациях.
Что такое роторное бурение?
Разработанный в конце 19 — начале 20 века, вращательное бурение с использованием бурового раствора является одним из основных методов бурения скважин на воду и нефть в районах, содержащих рыхлые образования. При вращательном бурении с использованием бурового раствора жидкость закачивается вниз по полой бурильной трубе, называемой ведущей трубой, и вытесняется из сопел бурового долота.Затем эта жидкость переносит шлам или измельченные материалы через отверстие на поверхность, и раствор повторно используется либо через систему удержания бурового раствора, либо через яму. Затем черенки оседают в яме. Оттуда грязь будет вытекать из другой траншеи из ямы. Затем всасывающий шланг повторно закачивает грязь обратно в ведущую трубу и долото. После того, как ведущая труба просверливается полностью и отсоединяется, используется соединение 20-футовой или 40-футовой бурильной трубы, начиная процесс бурения снова. По мере того, как соединение сверлится глубже, добавляется больше трубы, пока отверстие не будет закончено.
Наиболее часто используемые буровые растворы содержат добавки глины в форме бентонита или добавки на основе полимеров. Иногда используется их комбинация. Эта жидкость также действует как стабилизатор ствола скважины. Это помогает сохранить структурную целостность отверстия, образуя так называемый «пирог на стене». Эта дополнительная поддержка позволяет увеличить глубину скважины.
Существует два основных типа бурового раствора для роторного бурения: прямой и обратный. Прямое бурение с использованием бурового раствора — наиболее часто используемый метод, описанный здесь.
Каковы преимущества и недостатки роторного бурения?
Роторное бурение по буровым растворам дает существенные преимущества. Это один из самых быстрых и эффективных способов бурения, предлагаемых сегодня. Эффективно работающие буровые установки могут производить сотни футов в день с использованием методов роторного бурения.
Этот метод подходит для широкого диапазона почвенных условий. В условиях, когда воздушное роторное бурение невозможно, роторное бурение с использованием бурового раствора выполнит свою работу.
Однако, как и все остальное, у этого метода сверления есть некоторые недостатки. Бурение с вращением бурового раствора выполняется медленнее, чем некоторые другие методы, такие как бурение с воздушным вращением. Однако вращательное бурение с буровым раствором более стабильно и обеспечивает большую поддержку для завершения строительства скважины. При воздушно-роторном бурении отсутствует поддержка столба бурового раствора, что приводит к обрушению скважины в местах рыхлых пластов. Если буровой раствор не составлен должным образом, он может загрязнить некоторые образцы скважины.Некоторые соединения, которые обычно добавляют в буровые растворы, также могут влиять на образцы отложений.
Почему выбирают роторное бурение?
Этот метод бурения может быть лучшим выбором для глубоких скважин или скважин, закаленных в хорошо литифицированных породах. При использовании вращательного бурения скважины производительнее, чем скважины, пробуренные другими методами. Бурение с вращением бурового раствора также позволяет вырыть скважину большего диаметра быстрее и проще, чем при других формах бурения.
Типы грунтов, в которых можно использовать вращательное бурение с использованием бурового раствора
Этот метод бурения лучше всего подходит для участков, где обычно запрещено использование вращательного бурения с использованием воздуха. К этим областям геологического типа относятся: коренные породы, песчано-гравийные образования и участки битых пород. Фактически, это предпочтительный метод бурения в песчаных и гравийных породах. В штате Техас, особенно на северо-востоке Техаса, есть несколько областей, которые идеально подходят для бурового роторного бурения.
Какое влияние оказывает роторное бурение на окружающую среду?
Роторное бурение иногда требует большого количества воды, что приводит к гораздо большему количеству отходов, чем при бурении других типов.Существуют методы, которые могут уменьшить количество твердых отходов, образующихся при вращательном бурении с использованием бурового раствора, однако Talon / LPE использует шейкер для отделения воды от твердых частиц. Это производит меньше отходов и использует меньше воды. Использование шейкера минимизирует воздействие на окружающую среду.
Если вам необходимо установить мониторинговые скважины, позвоните специалистам по экологическому бурению из отдела бурения Talon / LPE прямо сейчас.