Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Способы бурения скважин

Содержание

Абиссинская скважина: быстрый и малозатратный вариант

Устройство и принцип работы

Самый доступный с финансовый точки зрения тип скважины – абиссинская. Она представляет собой узкую трубу (1-1,5 дюйма), к низу которой припаян фильтр, а к нему острый наконечник, отчего конструкция напоминает большую иглу. В процессе бурения или забивания трубы с помощью «забивной бабы» игла легко входит в грунт и проникает на нужную глубину. Через фильтр вода под давлением поступает вверх, а с помощью поверхностного насоса ее можно подавать в дом.

При забивании трубы можно повредить муфты или сместить фильтр, нарушив целостность колонны, поэтом проще и надежнее бурить

На какую глубину рассчитана

Обычно абиссинские скважины углубляют до первого водоносного слоя, который располагается в 4-5 метрах от поверхности земли. Если же песок в первом слое слишком мелкой фракции – бурят до второго слоя, так как для качественной работы конструкции нужен среднезернистый песок, предупреждающий заиливание скважины.

Совет! Если на вашем участке слои песка мелкозернистые – в колодец можно всыпать мешок мраморной крошки. Она послужит дополнительным фильтрующим слоем.

Преимущества скважины-иглы

Весь процесс бурения занимает от 4 до 10 часов и не требует сложного оборудования. Профессиональные бригады используют для прокалывания грунта небольшую буровую установку, высота которой не превышает 2 метров. Это позволяет обустроить скважину-иглу в стесненных условиях, когда участок застроен и нет подъезда для габаритной спецтехники, а также внутри помещений (подвал, гараж и пр.).

Вода в таком источнике значительно чище колодезной, так как в нее не попадает верховодка, талые и дождевые воды сверху. И если сравнить воду по составу из разных типов скважин, то именно в «игле» будет меньше всего железа и иных минералов, избыток которых вредит здоровью.

Так как скважина заканчивается наконечником-пикой, то не требуется ее погружать до водоупорных слоев вроде глины, а значит, расход труб небольшой.

Недостатки поверхностной конструкции

  1. Не подходит для участков с каменистым грунтом (маломощные установки не способны справиться с твердыми породами).
  2. Небольшой дебит – от 0,5 до 3 кубических метров в час, что не подходит для большого дома с множеством точек водозабора.
  3. Для круглогодичного пользования нужно делать приямок для насосной станции. Ручные насосы зимой работать не будут.

Оборудование для обустройства скважины-иглы довольно простое, поэтому некоторые дачники изготавливают его самостоятельно

Скважина большого диаметра на песок: особенности использования

Отличие от абиссинской

Если грунт на участке каменистый или на глубине до 8 метров нет водоносных слоев, то абиссинку не проколешь. В этом случае бурят скважину большого диаметра на глубину от 14 до 40 метров (в зависимости от геологического строения грунта). Для обсадной колонны используют трубы 120-160 мм. При бурении так же, как и при прокалывании скважины-иглы, ищут первый песчаный водоносный слой.

В отличие от абиссинской, колонна скважины на песок должна стоять на водоупорном слое, чтобы придать конструкции устойчивость

Вся система весьма проста: обсадная колонна состоит из труб одного диаметра, снизу – перфорированная труба, через которую осуществляется забор жидкости из песка. Перфорация защищена мелкоячеистым сетчатым фильтром, чтобы песок не проникал внутрь колонны. Поднимают воду наверх с помощью погружного вибрационного насоса, который не слишком чувствителен к частичкам песка. Центробежные насосы в таких скважинах моментально выходят из строя, так как фильтры забиваются твердыми частицами.

Важно! Самые долговечные скважины получаются на песках крупной зернистости, которые имеют гравийную прослойку. Мелкозернистый песок сокращает жизнь колонны на несколько лет.

Дебит и качество воды

Поверхностная скважина выдает в час не более 1,5 куб.м. воды. Для дачного дома этого вполне достаточно, но коттеджи с бассейнами и фонтанами ей не обслужить. При этом качество воды хуже, чем у абиссинской. Железа там нет и минералов вредных тоже, зато высока вероятность попадания верховодки, стоков из предприятий, талых вод, а с ними и микробов. Поэтому после промывания первую порцию чистой воды всегда относят в санэпидемстанцию для анализа.

Как выбрать скважину на воду

И даже если анализ покажет, что вода пригодная для питья, нет гарантии, что через полгода в нее не попадут вредные стоки. Поэтому хозяева таких скважин устанавливают на входе в дом систему фильтров для очистки воды.

Для очистки воды из скважины на песок нужно покупать комплект фильтров, каждый из которых устраняет конкретные загрязнения

Сколько лет служит

  • Поверхностная скважина прослужит до 15 лет, только если пользоваться ей постоянно. В противном случае она быстро заилится, а вода в ней станет непригодной для питья.
  • Летом уровень воды может падать, а то и вовсе пропадать, так как в засушливые годы вода уходит из песков.
  • При бурении нет гарантии, что вода найдется. В этом случае переходят искать водоносный слой в ином месте, а за эту работу придется платить как за разведывательное бурение.

Из очевидных плюсов стоит отметить высокую скорость работ, приемлемую цену и малые габариты оборудования, используемого при бурении. Бригада может искать воду в любой точке застроенного участка. Из-за малой глубины конструкции не придется оформлять паспорт на скважину, который обходится в немалую сумму.

Артезианская скважина: бесперебойный источник воды

Отличие от скважин на песок

Артезианские скважины отличаются от предыдущих типов тем, что трубу бурят не до песчаных водоносных слоев, а до известняка. Этот пористый минерал прекрасно пропускает воду. При этом известняковые слои находятся на очень больших глубинах, от 40 до 200 метров, а вода в них находится под давлением, что способствует ее быстрому подъему по обсадной колонне. Качество воды считается наиболее высоким, так как на такие глубины грунтовым водам не проникнуть.

Известняк – твердая порода, поэтому артезианские скважины не заиливаются, даже если ими не пользоваться долгое время

Единственное, чем может не устроить хозяев артезианская вода – наличие большого количества минеральных солей и железа. Проходя через слои земли, вода насыщается минералами и нередко их количество превышает допустимые нормы, поэтому фильтр для питьевой воды ставить все же придется.

Поднимают воду глубинными насосами. Срок эксплуатации источника – не менее 50 лет.

Технология бурения

Артезианскую скважину в частных домах встретишь нечасто, так как ее стоимость превышает стоимость работ по бурению поверхностных конструкций в 10-15 раз. Средняя стоимость – 3 тыс. долларов. И это только работа и материалы для скважины. А к ним еще нужно будет собрать пакет документов, который обойдется в 5 тыс. долларов.

Но даже не это останавливает хозяев. Для бурения необходима крупногабаритная техника, а в городской черте она не сможет доехать на нужное место, особенно если строительство дома и участка уже завершено. Для установки оборудования требуется ровная площадка примерно 12 х 4 метра. При этом возле места бурения не должны проходить электрические сети.

Многотонная машина для бурения не может развернуться в узком пространстве, поэтому скважину бурят еще до строительства дома и оформления территории

А после всех работ хозяин должен будет создать так называемую санитарную зону для защиты скважины (около 30 метров). На ней нельзя высаживать деревья, возводить постройки, а саму площадку по периметру огораживают.

Какие документы собирают до начала работ

Артезианские воды считаются собственностью государства, и за их пользование надо выложить немалую сумму. Человек, желающий обзавестись глубинной скважиной, обязан сначала заказать ее проект, принести его в Департамент по недропользованию и получить разрешительную лицензию на использование недр земли. Без этого документа ни одна организация бурить источник не станет.

После окончания работ по обустройству скважину поставят на учет, присвоив номер Государственного водного кадастра, и только после этого ее можно использовать.

Без данного документа пробурить артезианскую скважину невозможно

Каждый тип скважины имеет свои преимущества и недостатки, особенности устройства, поэтому выбрать оптимальный вариант можно только с помощью специалистов.

Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования. Различают три вида бурения:

Бурение скважин — это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки в земле, диаметр «D» которой мал по сравнению с её длиной по стволу «H», без доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем, а стенки скважины образуют её ствол.

История бурения

  • В работах философа Конфуция, которые были написаны в 600 г. до н. э., были описаны китайские скважины для добычи воды и соляных рассолов. Такие скважины сооружались с помощью метода ударного бурения и достигали глубины 900 м. Время от времени китайцы в ходе бурения натыкались на нефть или газ, как, например, в Сычуане из скважин глубиной около 240 м добывали газ, который использовался для выпаривания соли.
  • В России до середины XIX века нефть добывалась на Апшеронском полуострове из колодцев, а уже 14 июля 1848 года в местечке Биби-Эйбат была пробурена первая в мире нефтяная скважина ударным способом с применением деревянных штанг.
  • За пределами России первая нефтяная скважина была пробурена в 1859 году в США полковником Эдвином Дрейком в окрестностях г. Тайтусвиля (Пенсильвания), генеральным представителем Seneca Oil Company. Из-за попыток применить бурение для поиска и добычи нефти местные жители считали Дрейка сумасшедшим. Помимо этого Дрейк, по его собственному утверждению, изобрёл обсадную трубу, «без которой никто не смог бы бурить в низинах, где земля подтоплена».
  • В 1899 году в России был запатентован электробур. Это был электродвигатель, который был соединен с долотом и был подвешен на канате. Уже в 1938 году была разработана его современная конструкция, а через два года таким электробуром пробурили первую скважину.
  • В 1930 году в Европе пробурили с земной поверхности скважину на глубину 3 км. В конце 1950-х годов глубина пробуренных скважин увеличилась до 7 км.
  • Бурение на море впервые было осуществлено в Тихом океане в 1897 г. В России первая морская скважина была пробурена в бухте Ильича на искусственно созданном островке.
  • в 1970—1990 годах пробурена Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — самая глубокая параметрическая скважина в мире, глубиной 12 262 метра..

Классификация скважин по назначению

Скважины на нефть и газ, можно систематизировать следующим образом:

  • структурно-поисковые, назначение которых — установление (уточнение тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизонтов) без дополнительного строительства скважин;
  • разведочные, служащие для выявления продуктивных объектов, а также для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
  • добывающие (эксплуатационные), предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр. К этой категории относят также нагнетательные, оценочные, наблюдательные и параметрические скважины;
  • нагнетательные, предназначенные для закачки в пласты воды, газа или пара с целью поддержания пластового давления или обработки призабойной зоны. Эти меры направлены на удлинение периода фонтанного способа добычи нефти или повышение эффективности добычи;
  • опережающие добывающие, служащие для добычи нефти и газа с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
  • оценочные, назначение которых — определение начальной нефтеводонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и проведение иных исследований);
  • контрольные и наблюдательные, предназначенные для наблюдения за объектом разработки исследования характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;
  • опорные скважины бурят для изучения геологического строения крупных регионов, чтобы установить общие закономерности залегания горных пород и выявить возможности образования в этих породах месторождений нефти и газа.

Способы бурения

Способ бурения Определение
Вращательный Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложением осевой нагрузки.
Роторный Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа.
Турбинный Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается турбобуром.
Объёмный Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается винтовым (объёмным) двигателем.
Электробуром Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром.
Алмазный Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами.
Твёрдосплавный Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твёрдыми сплавами.
Дробовой Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью.
Ударный Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента.

Виды, типы и нюансы скважины на воду

Ударно-канатный Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом.
Ударно-штанговый Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту бурильными трубами.
Ударно-вращательный Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента.
Гидроударный Ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником.
Вибрационный Механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется виброударником.
Гидродинамический Бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струёй жидкости.
Термический Бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием.
Электрофизический Бурение, при котором разрушается горная порода под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда.
Взрывоударный Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва.
Химический Бурение, при котором горная порода разрушается под действием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию.
С промывкой Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости.
С продувкой Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа.

Бурильная колонна

Бурильная колонна представляет собой спущенную в скважину сборку из бурильных труб скреплённых между собой бурильными замками, предназначенную для подачи гидравлической и механической энергии к долоту, для создания осевой нагрузки на долото, а также для управления траекторией бурящейся скважины.

Являясь совместно с долотом и забойным двигателем буровым инструментом, бурильная колонна выполняет следующие функции:

  • передаёт вращение от ротора к долоту;
  • воспринимает от забойных двигателей реактивные моменты;
  • подаёт к забою промывочный агент;
  • подводит гидравлическую мощность к долоту и погружному гидравлическому двигателю;
  • вдавливает долото в горные породы на забое, действуя своей силой тяжести (осевую нагрузку на долото создает часть утяжелённых бурильных труб (УБТ), включённых в состав компоновки низа бурильной колонны (КНБК), часть утяжелённых бурильных труб (УБТ) служит для натяжения бурильной колонны.
  • обеспечивает замену долота и погружного двигателя посредством транспортировки их к забою или на дневную поверхность;
  • позволяет вести аварийные и другие специальные работы в стволе скважины.

Примечания

  • Басарыгин Ю. М., Булатов А. И., Проселков Ю. М. Бурение нефтяных и газовых скважин. — Учеб. пособие для вузов. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. — 632 с. — ISBN 5-8365-0128-9.
  • Башкатов Д.Н., Панков А.В., Коломиец А.М. Прогрессивная технология бурения гидрогеологических скважин. – М.: Недра, 1992. — 286 с. — ISBN 5-247-02228-9.
  • Буровое оборудование. — Технический каталог. — М.: «Немецкая фабрика печати», 2008. — 265 с.
  • Дэниел Ергин. Добыча: Всемирная история борьбы за нефть, деньги и власть = The Prize: The Epic Quest for Oil, Money, and Power. — М.: «Альпина Паблишер», 2011. — 944 с. — ISBN 978-5-9614-1252-9.
  • Мир-Бабаев М. Ф. Краткая история азербайджанской нефти. Книга вторая. — Баку, Изд-вo SOCAR, 2012, 288 с.
  • Загадки глубокого бурения
  • Фрик Э. Л. Бурение // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Petroleum Engineering-Drilling and Well Completions, C. Gatlin (ed.), Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ (1960.
  • Lessons in Rotary Drilling, U. of Texas, Unit II, Lesson 3.
  • A Primer of Oil Well Drilling, third and fourth editions, U. of Texas.
  • Rotary Drilling Handbook, sixth edition, J.e. Brantly (ed.) Palmer Pub., New York City.
  • Andrew B. Cecala, Andrew D. O’Brien, Joseph Schall, Jay F. Colinet et al. Глава 3. Бурение и взрывные работы // Руководство по защите от пыли при добыче и переработке полезных ископаемых = Dust Control Handbook for Industrial Minerals Mining and Processing. — National Institute for Occupational Safety and Health. — DHHS (NIOSH) Publication No. 2012-110, 2012. — 312 p.Вариант перевода PDF

Общая схема буровой установки: 1 — буровое долото; 2 — УБТ; 3 — бурильные трубы; 4 — кондуктор; 5 — устьевая шахта; 6 — противовыбросовое устройства; 7 — пол буровой установки; 8 — буровой ротор; 9 — ведущая бурильная труба; 10 — буровой стояк; 11 — вертлюг; 12 — крюк; 13 — талевый блок; 14 — балкон верхового рабочего; 15 — кронблок; 16 — талевый канат; 17 — шланг ведущей бурильной трубы; 18 — индикатор нагрузки на долото; 19 — буровая лебёдка; 20 — буровой насос; 21 — вибрационное сито для бурового раствора; 22 — выкидная линия бурового раствора.

Шарошечное буровое долото

Чтобы обеспечить частный дом водой, нужно обустроить колодец или скважину. При этом можно столкнуться с несколькими видами грунтовых вод, каждый из которых предназначен для определенных целей: полив огорода, употребление в пищу. Чтобы скважина хорошо функционировала, важно не только правильно определить ее местоположение, но и получить доступ к качественной воде. Для этого нужно знать, как работают различные типы источников.

Классификация водоносных слоев

Водоносные слои

Чем глубже находится водоносный слой, тем чище в нем вода. Грунт по своему составу не однороден – глинистые или каменные водоупорные пласты чередуются с рыхлыми веществами – песком, мергелем, илом или известняком. Песок находится ближе к поверхности, известняк залегает глубже.

Трудно выбрать идеальное место под скважину, так как в каждом регионе пласты располагаются по-разному. Чтобы определить, где есть водная жила, используют разные методы, в том числе народные – определяют по типу растений, применяют лозу, барометр.

При бурении скважины можно обнаружить следующие разновидности грунтовых вод:

  • Верховодка. Это ограниченные участки, которые со всех сторон окружены водоупорными пластами. Жидкость может использоваться для технических целей, так как в нее попадают все химические вещества – фильтрующий слой на таких участках очень маленький. Минус верховодки в том, что она подпитывается дождями, а в летнюю жару уровень существенно уменьшается. Пить такую воду без предварительной подготовки нельзя.
  • Грунтовые воды расположены ниже. Поскольку сверху находится большой слой почвы, жидкость более чистая и прозрачная.

    Виды скважин на воду: особенности и преимущества по глубине для дачи и в частном доме +Фото и Видео

    Количество ее зависит от времени года – весной и осенью уровень поднимается, летом – уменьшается. Песчаные пласты лучше наполняются водой в лесной местности, но на открытых участках жидкость может полностью исчезать в жаркое время года.

  • Межпластовые залежи воды находятся между двумя водоупорными горизонтами. Находятся на глубине от 20 до 80 м под давлением, поэтому при бурении иногда происходит выброс жидкости.
  • Артезианский водоносный слой относится к разновидности межпластового. Для них также характерно повышенное давление. Плюс скважины, пробуренной к артезианскому слою в том, что уровень жидкости в ней всегда одинаковый. Более того, под действием напора зеркало воды находится высоко. Жидкость пригодна к употреблению без дополнительной фильтрации.

Перед началом бурения необходимо сделать несколько пробных шахт и взять жидкость для анализа, чтобы определить качество воды – пригодна для употребления в пищу или нужно подвергать дополнительной очистке.

Разновидности скважин

Существует несколько основных видов скважин на воду:

  • абиссинская;
  • песчаная;
  • известняковая.

Есть еще колодцы, но их обустройство связано с повышенными затратами рабочей силы и средств. Иногда требуется задействовать тяжелую строительную технику, что сказывается на бюджете. Вода из колодца чаще всего требует дополнительной подготовки перед употреблением из-за поступления жидкости с верхних слоев почвы.

Колодец Нортона или абиссинская скважина

Реализовать на участке такой источник можно за один день. Особенности и преимущества скважины без кессона:

  • Труба с острым наконечником не вкручивается, а забивается в почву.
  • Внизу находятся фильтрующие отверстия, через которые жидкость попадает в трубу, а оттуда выкачивается насосом.
  • Место, где находятся отверстия, дополнительно можно обернуть геотекстилем, чтобы исключить попадание песка и грязи в воду.

Кессон необходим в том случае, если в планах подключить насосную станцию, которая качает воду до 8 метров.

Глубина абиссинки до 20 метров, диаметр трубы не более 6 см. В местах, где почва каменистая или глинистая, абиссинскую скважину не делают, так как наконечник не сможет пробить камень или глину. Наиболее удачное решение – песок. Лучше, если абиссинка достает до грунтовых вод – в таком случае жидкость пригодна для питья.

Если нельзя подключить электрический насос, на скважину делают рычаг и качают воду вручную. Подойдет такой вариант для дачных участков, так как дебит источника небольшой – до 1 кубометра в час.

Скважина на песке

Песчаный водоносный слой расположен глубже и дает прозрачную жидкость, теоретически пригодную для питья. Все зависит от того, где расположен участок и как далеко находятся сельскохозяйственные угодья, которые поливают химикатами. Если вблизи нет выгребной ямы без дна, вода с большей вероятностью будет чистой.

Скважина на песок глубже абиссинской – до 40 метров. При ее бурении используют обсадную трубу, чтобы укрепить стенки. Песчаный грунт очень подвижен, поэтому пробуренный участок стараются сразу закрыть обсадкой.

Применяют различные материалы – металл, пластик, бетон. Металл в песчаной скважине быстрее ржавеет, пластик не настолько прочен, чтобы выдерживать движения грунта. Не рекомендуется ставить пластиковую обсадку на глубине ниже 25 метров. Лучший вариант – пластик в металле или бетон.

Песчаные источники самые распространенные из-за оптимального сочетания качества воды, цены монтажа и количества жидкости, достаточного для обеспечения частного дома.

Скважина на известняк

Если жидкость с поверхности грунта проходит через много пластов, она хорошо очищается и насыщается минералами. Артезианская скважина глубокая – свыше 40 метров, хотя в высокогорных регионах можно найти артезианский слой и на глубине 25 метров.

К обустройству скважины на известняке предъявляют серьезные требования – способ бурения, материалы для обсадной трубы. От этого будет зависеть срок эксплуатации и качество воды. К примеру, ни одна компания не рекомендует использовать пластиковые трубы, так как они легко деформируются, а заменить их на глубине около 100 – 200 м будет невозможно. Чтобы понять, как ведет себя артезианская шахта, можно взять пример самой глубокой скважины в мире, расположенной на Кольском полуострове. Сдвиг ствола составляет свыше 840 метров, то есть горловина находится не прямо над самой низкой точкой, а на 840 метров в стороне.

Уровень жидкости всегда одинаковый и не зависит от времени года. Чистить или ремонтировать ее не нужно. По сути – вложить средства нужно только в строительство, а далее пользоваться объектом свыше 50 лет. Дебит скважины позволяет обустраивать ее для водоснабжения нескольких домов. Такой источник может давать свыше 10 кубометров воды в час.

Какую скважину лучше обустроить на участке

Чаще всего жильцы ориентируются на стоимость работы материалов. Иногда выбирают самостоятельное бурение ради экономии средств. Это оправдано, если водоносный слой расположен высоко и грунт в регионе мягкий. Абиссинский колодец или скважина на песок обойдутся дешевле артезианского источника.

Если глубина залегания водной жилы большая, а в грунте встречаются глинистые пласты или камни, придется переплачивать строительным фирмам, специализирующимся на бурении. Строить верховодку – не выход, так как больше денег уйдет впоследствии на фильтрацию воды или ее привоз из других источников, если вдруг уровень понизится в летнее время.

Артезианские типы скважин не имеют недостатков, но стоят очень дорого, поэтому можно скооперироваться с соседями, если для них вопрос водообеспечения так же открыт.

Бурение на большие глубины, где есть залежи углеводородов, выполняют буровыми станками. Они различаются грузоподъемностью. Например, БУ-80, БУ-125. Иногда указывают условную глубину бурения и грузоподъемность: БУ-3200/200 — ЭУК- 3МА2 – установка на электроприводе для кустового бурения. Глубина 3200, грузоподъемность 200 т. Эти установки вне зависимости от способа бурения оборудованы ротором.

Многие технологические операции выполняются вращением бурильной колонны. Ротор передает вращение бурильным трубам, которые на конце имеют породоразрушающий инструмент – долото.

Скважина на воду: как выбрать лучший вариант из трех возможных

На схеме показана буровая установка и оборудование для роторного бурения.

Насос подает буровой раствор по манифольду (нагнетательные трубы), который через грязевый шланг, вертлюг и квадрат попадает в бурильную колонну и через долото на забой. Далее раствор подхватывает выбуренную породу и выносит ее на устье скважины, а затем в очистной блок.

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

Низ колонны состоит (снизу-вверх):

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

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

Буровой ротор входит в комплектацию бурового станка. Его назначение:

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

Особенности роторного бурения

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

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

Роторное бурение имеет ряд преимуществ перед забойными двигателями:

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

В настоящее время чаще используют комбинированные способы бурения: роторный и забойными двигателями. При бурении наклонно-направленных участков (кустовое бурение) используют забойные двигатели (отклонители), вскрытие пластов с АВПД (аномально высокие пластовые давления) выполняют роторным бурением. Так, один из лидеров в области бурения нефтяных скважин “Нафтагаз” в своей практике использует при разведочном бурении роторный способ, а при наклонно-направленном бурении — турбинно-роторный.

Низко оборотистые шарошечные долота с герметичными опорами рассчитаны на роторное бурение. В зависимости от диаметра они выдерживают осевую нагрузку 15-20 т и более. Чтобы обеспечить нагрузку на долото, рекомендованную проектом (ГТН), применяют УБТ. Количество определяют от 75% веса труб. Например, чтобы сделать осевую нагрузку 10 т потребуется 15 т УБТ. 1 м погонный УБТ-203 весит 213 кг, надо в КНБК взять 75 метров. Жесткая КНБК и установленные калибраторы позволяют бурить вертикальные скважины с минимальным отклонением от оси. Чрезмерное искривление скважины приведет к осложнениям, вплоть до поломки бурильных труб.

Добавить комментарий

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