Роторное бурение это


Роторное бурение - это... Что такое Роторное бурение?

        (a. rotary drilling; н. Rotarybohren; ф. forage rotary; и. perforacion por rotacion, taladrado rotativo) - разновидность Вращательного бурения, когда породоразрушающий инструмент (долото), к-рым осуществляется углубление забоя в скважине цилиндрич. формы, получает вращение через колонну бурильных труб от ротора буровой установки. Bпервые P. б. было применено в США в кон. 80-x гг. 19 в. и велось лопастными долотами c промывкой глинистым раствором. B Pоссии P. б. было впервые использовано в 1902 в Грозном.         Oборудование для P. б. включает вышку, буровую установку c приводом, ротор, буровые поршневые насосы, вертлюг (через него насосы подают промывочную жидкость в бурильную колонну), талевую систему, состоящую из кронблока, блока и крюка, на к-рый в процессе бурения подвешены вертлюг и бурильная колонна, систему очистки промывочной жидкостью, включающую вибросита, желоба и гидроциклоны, приёмные и запасные ёмкости. Kроме стационарных имеются передвижные роторные буровые установки, всё оборудование к-рых (кроме систем очистки) размещено на платформе автомашины или прицепа, что обеспечивает их манёвренность.         Pотор получает вращение от электродвигателя или двигателя внутр. сгорания через приводной вал. Bращение вала конич. зубчатой передачей ротора трансформируется во вращение стола ротора относительно оси скважины. B столе ротора установлены т.н. ведущие вкладыши, к-рым передаётся вращение стола ротора. Bнутри ведущих вкладышей устанавливаются ведущие вкладыши (меньших размеров), внутр. сечение к-рых соответствует сечению верх. рабочей трубы бурильной колонны. Форма сечения рабочей трубы бурильной колонны может представлять квадрат, шестигранник, крестовину и т.д. Aналогичную форму должно иметь внутр. сечение рабочих вкладышей, вращающих верх. рабочую трубу бурильной колонны. Oсн. часть бурильной колонны составляют бурильные трубы. Mежду ними и долотом устанавливаются утяжелённые бурильные трубы (УБТ), масса к-рых должна обеспечивать необходимую нагрузку на долото в процессе P. б. и работу труб в растянутом состоянии.         Pабочая труба бурильной колонны в своей верх. части присоединяется к вертлюгу, через к-рый по гибкому шлангу подаётся промывочная жидкость в бурильную колонну и далее через насадки долота на забой.         Cпуск и подъём бурильной колонны из скважины для смены долота осуществляется свечами, состоящими из неск. бурильных труб. Длина свечи 25-50 м в зависимости от глубины бурения и высоты буровой вышки. Для ускорения процесса свинчивания и развинчивания свечей бурильные трубы оснащаются замками, имеющими конич. соединит. резьбы. Под влиянием осевой нагрузки, создаваемой массой УБТ, долото при вращении разрушает породу. Промывочная жидкость охлаждает долото, очищает забой от шлама разбуренной породы и через кольцевое пространство между бурильной колонной и стенками скважины выносит шлам на поверхность. Промывочная жидкость после очистки от шлама (и дегазации, если в этом есть необходимость) поступает в приёмную ёмкость и вновь подаётся в скважину.         Пробурив c поверхности Земли 30-600 м, в ствол скважины спускают первую обсадную колонну для крепления верх. интервала. Первая обсадная колонна (т.н. кондуктор) предназначена для перекрытия слабых неустойчивых пород или возможного притока воды.         После спуска колонну цементируют, т.e. закачивают цементный раствор в кольцевое пространство между обсадными трубами и стволом скважины. После затвердения цемента P. б. продолжают долотом меньшего диаметра, к-poe проходит внутри обсадной колонны.         

B зависимости от геол. условий и сложности проходки скважины ствол её может обсаживаться не одной, a неск. обсадными колоннами, причём каждая последующая колонна меньшего диаметра опускается на большую глубину. Последняя обсадная колонна в нефт., газовых, a также гидрогеол. скважинах наз. эксплуатационной. Heз эксплуатац. колонны перфорируется. Через перфорированные отверстия нефть, газ или вода из продуктивного горизонта поступает в эксплуатац. колонну.         

B совр. практике P. б. значительно расширился арсенал промывочных жидкостей. Применяются растворы, обработанные разл. хим. методами, полимерные и аэрированные растворы, нефт. эмульсии, в т.ч. инвертные, вода. B ряде случаев целесообразно вести P. б. c продувкой забоя воздухом или газом. Последнее особенно целесообразно при вскрытии продуктивных горизонтов c низким пластовым давлением. Эффективность P. б. особенно повысилась в последние десятилетия c появлением струйных шарошечных долот, долот c шарошками, армированными твердосплавными штырями и долот c герметизированными маслозаполненными опорами шарошек. B практике P. б. получают распространение долота режущего типа, оснащённые сверхтвёрдыми композиционными материалами, естественными и синтетич. алмазами и двухслойными алмазно-твердосплавными резцами.         

Cовр. режимы P. б. скважин шарошечными долотами в твёрдых и крепких породах характеризуются нагрузками до 1 т на 1 см диаметра долота. Шарошечные долота при P. б. могут успешно работать в диапазоне частот вращения от 40 до 200 об/мин. B мягких породах частота вращения более высокая, чем в твёрдых, a нагрузка на долото меньше. При применении режущих долот из сверхтвёрдых материалов нагрузка ещё ниже, a частоты вращения максимально возможные по условиям технологии P. б.         

Cамая глубокая скважина, пробуренная методом P. б. в 1974 в Oклахоме (США), имеет глуб. 9583 м. P. б. в США используется как в вертикальных, так и в наклонных скважинах. B CCCP наклонное бурение ведётся только забойными двигателями; в США - комбинир. способом. Прямолинейные участки бурятся роторным способом, a искривления - забойными двигателями. Литература: Бурение нефтяных и газовых скважин, M., 1961. P. A. Иоаннесян.

dic.academic.ru

Технология роторного бурения скважин

Огромное количество владельцев своих участков задумываются о децентрализованном независимом водоснабжении. В этом есть смысл не только потому, что собственная система водоснабжения позволяет избегать всех проблем централизованной, но и потому, что по трубам государственных предприятий водоснабжения течет вода, которую тяжело назвать экологически приемлемой.

Установка роторного бурения на базе грузового автомобиля

Определенные проблемы создания своей собственной системы водоснабжения возникают на этапе выбора технологии бурения.

Особенности технологии роторного бурения

Роторное бурение скважин это технология, подходящая в том случае, когда необходимо получение большого объема наиболее экологически чистой воды, со стабильной, долговечной работой всей системы. В таких условиях роторный способ бурения находится вне конкуренции.

Читайте также: особенности обустройства и эксплуатации скважины иглы.

В целом, роторные буровые установки при их эксплуатации имеют следующие преимущества перед аналогами:

  • Добыча воды в большом объеме;
  • Ротор-бурение имеет длительный срок эксплуатации;
  • Большие объемы воды поставляются стабильно, без перебоев и проблем;
  • Высокое качество добываемой воды.

Роторы буровых установок способны добывать из источника такое количество воды, что ее хватит не только на водоснабжение дома, но и на наполнение различных резервуаров (таких, как бассейн), полив и на нужды еще пары-тройки других зданий. Благодаря этому можно находиться с соседями в условиях кооперации, тем самым не затрачивая колоссальные деньги на обустройство водозабора.

Технология роторного бурения зарекомендовала себя как долговечную и стабильную. Соблюдая все инструкции по работе с роторной системой бурения, и эксплуатации пластиковых труб в ее конструкции, пользователь может быть уверен в том, что срок эксплуатации такой системы будет не менее двух десятков лет.

При необходимости бурения глубоких скважин на воду обычно применяют ротор-бурение. Механизм работы такой системы выглядит так: в бурильную трубу загружают вращающийся вал, который имеет прочный наконечник — долото (например, долото PDC). Нагрузка на долото достигается работой гидравлической установки.

Благодаря данному механизму работы можно достигнуть любой глубины скважины для добычи воды. Промывают скважину от находящегося в ней грунта специальным бурильным раствором, который по трубам подается двумя различными способами:

Процесс бурения

  • Закачивается с помощью специального насоса в бурильную трубу, а затем самотеком попадает наружу через затрубное пространство (так называемая «прямая промывка»);
  • Раствор самотеком проходит в затрубное пространство, а потом с помощью насоса выкачивается вместе с грунтом из бурильной трубы (так называемая «обратная промывка»).

Ротор-бурение такими методами используют даже на нефтяных скважинах.

При этом обратная промывка хороша тем, что благодаря ней добывается больший дебит скважины, потому как водоносный горизонт вскрывается наиболее качественно. Впрочем, без привлечения сложнейшего и высокотехнологичного оборудования при таком методе работы не обойтись, и такое ротор-бурение выйдет весьма затратным по деньгам.

Ротор-бурение прямой промывкой несколько дешевле первого варианта, и именно поэтому для большинства владельцев своих участков данных метод наиболее приемлем и адекватен в ценовом вопросе. к меню ↑

Оборудование для роторного бурения

Оборудование, которое применяется при роторном бурении, включает следующие компоненты:

  • Вышка;
  • Буровая установка и привод к ней;
  • Ротор;
  • Поршневые насосы;
  • Буровой вертлюг;
  • Талевая система из кроноблока;
  • Система очистки специальными жидкостями;
  • Вибросито;
  • Желоб;
  • Гидроциклоны (необходимые наиболее часто для нефтяных скважин).

Важно отметить, что существуют не только стационарные роторные установки (такие, как на нефтяных скважинных добычах). Существуют и передвижные версии, что оборудованы специальной платформой, крепящейся на прицепе.

Компактная буровая установка роторного бурения

При этом в передвижной версии присутствуют всё перечисленное оборудование кроме системы жидкостной очистки. Благодаря данному варианту роторной установки, обладающей маневренностью и способностью изменять свое положение в кратчайшие сроки, можно сэкономить деньги на этапе выбора необходимой скважины. к меню ↑

Этапы и нюансы применения технологии роторного бурения

Ротор-бурение имеет два варианта произведения водозабора:

  • С прямым водотоком;
  • С обратной подачей (обратный водоток).

Первый способ применяется в песчаных, скальных и текучих грунтах, имеющих глубину залегания водоносных горизонтов не более 500 метров.

При данной системе водозабора промывочный раствор проходит по отстойнику к шлангам, а затем попадает в забой. Раствор с выработанной породой движется под давлением между внутренней поверхностью источника и трубами для бурения вверх, и, в конечном счете, попадает в отстойник.

Промывочный раствор изготавливается из глиняных или клеящих веществ. Они должны быть наиболее близки по плотности к той породе, которую ротор буровой установки подвергает разрушению. Такая система применяется и при нефтяных добычах из скважин.

Ротор-бурение работает по принципу раздробления породы в области вращения оси устройства, при этом создается большая вертикальная нагрузка под массой бурового снаряда. На начальных этапах используют долото большого размера, работа которого обеспечивает ротором, что в свою очередь работает за счет двигателя.

Рабочая часть — долото

После завершения бурения устанавливается стальная обсадная труба. Далее используют долото меньших размеров, и, соответственно, меньших размеров обсадную трубу. Такое бурение продолжается вплоть до водоносного слоя. На нефтяных скважинах использую похожий алгоритм работы.

Роторные буровые установки в работе с прямым водотоком имеют неоспоримое преимущество в том, что вся работа делается без крепления скважины вплоть до сотни метров. Впрочем, из-за этого в водоносные слои время от времени может попадать глина, что, в конечном счете, скажется на производительности пробуренного источника.

Ротор-бурение с обратной подачей имеет похожую схему работы. Для данного вида бурения промывочным раствором делают обыкновенную чистую воду. Вода закачивается в пространство между стенками водозабора и установленной буровой колонной.

Далее вода через долото, имеющие специальное отверстие, с помощью насоса поднимается по трубам колонны и закачивается в отстойник. Добыча воды из необходимой скважины производится вращательным глубинным насосом. Преимущества данного метода следующие:

  • Ротор-бурение такого вида осуществляется в 10-15 раз быстрее, чем при прямой промывке;
  • Водоносный пласт не подвергается глинизации;
  • Необходимо небольшое количество обсадных труб;
  • Управляемые параметры скважин: можно создавать как большого диаметра скважины, так и маленького;
  • Роторы буровых установок по такому методу могут работать на нефтяных скважинах.

Рекомендуется использовать роторные буровые установки в местах с хорошо изученной гидрогеологией. к меню ↑

Роторная буровая установка в работе (видео)

 Главная страница » Виды бурения

byreniepro.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Вращательное роторное бурение производится специальными передвижными или стационарными установками.  [2]

Вращательное роторное бурение характеризуется наибольшей скоростью РїСЂРѕС…РѕРґРєРё, допускает выход колонн обсадных труб РґРѕ 300 - 500 Рј, РЅРѕ требует весьма сложного Рё РіСЂРѕРјРѕР·РґРєРѕРіРѕ оборудования, квалифицированной рабочей силы Рё длительного периода подготовительных работ.  [3]

Вращательное роторное бурение производится станком РђР’Р‘-100 СЃ промывкой забоя глинистым раствором, вследствие чего обсаживание скважины трубами делается РїРѕ окончании бурения. Это повышает скорость РїСЂРѕС…РѕРґРєРё РґРѕ 4 - 8Рј / час, Р° РїСЂРё РјСЏРіРєРёС… породах РґРѕ 10 - 12 Рј час. Р’ состав этой передвижной установки РІС…РѕРґСЏС‚: приводимая РІ движение РѕС‚ двигателя автомашины мощностью 42 Р». СЃ. лебедка 1 для подъема инструмента, 9 - Рј вышка 2 Рё поршневой грязевой насос 3 производительностью 2РЎРћ Р» РјС€ СЃ напором 80 ат.  [4]

Вращательное роторное бурение РїРѕ сравнению СЃ ударным более совершенно Рё выгодно. Однако Рё РѕРЅРѕ имеет СЂСЏРґ существенных недостатков, РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ РёР· которых - необходимость вращать РІСЃСЋ бурильную колонну для передачи вращения двлоту.  [5]

Вращательное роторное бурение РЅР° нефть было впервые применено РІ РЎРЁРђ РІ 1901 Рі. РІ сочетании СЃ непрерывной промывкой забоя, изобретенной французским инженером Фовеллом РІ 1848 Рі. Роторное бурение РІ Р РѕСЃСЃРёРё было применено РІ 1902 Рі. РќРѕ-подлинное признание его преимуществ перед ударным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј пришло лишь после победы Октябрьской революции.  [6]

Вращательное роторное бурение отличается РѕС‚ ударного тем, что РїРѕСЂРѕРґСѓ РЅРµ долбят, Р° высверливают специальным долотом, прикрепленным Рє колонне бурильных труб Рё вращающимся вместе СЃ РЅРёРјРё РїСЂРё помощи бурильного станка, который установлен над устьем скважины.  [7]

Вращательное роторное бурение имеет серьезные недостатки.  [8]

Стационарная установка вращательного роторного бурения состоит РёР·: долота; трубы; колонны бурильной трубы; стола ротора; лебедки; двигателя; шланга; вертлюга Рё насоса. Это наглядно показывает, что современная буровая установка - сложное инженерное сооружение.  [9]

РџСЂРё РїСЂРѕС…РѕРґРєРµ скважин вращательным роторным бурением РїРѕСЂРѕРґСѓ разрушают путем вращения Р±СѓСЂРѕРІРѕРіРѕ инструмента РїСЂРё одновременном нажиме РЅР° него.  [11]

Как Рё РІ обычном вращательном роторном бурении, разрушение РїРѕСЂРѕРґС‹ РЅР° забое производится долотом, приводимым РІРѕ вращение электродвигателем, опущенным РІ забой РЅР° колонне бурильных труб. Охлаждение долота Рё вынос РЅР° поверхность земли разбуренной РїРѕСЂРѕРґС‹ осуществляется РїСЂРё помощи жидкости, прокачиваемой грязевыми насосами внутри колонны бурильных труб через РіРёР±РєРёР№ резиновый шланг Рё вертлюг.  [13]

Р’ 1901 Рі РІ РЎРЁРђ впервые было применено вращательное роторное бурение СЃ промывкой забоя циркулирующим потоком жидкости. Необходимо отметить, что вынос выбуренной РїРѕСЂРѕРґС‹ циркулирующим потоком РІРѕРґС‹ изобрел РІ 1848 Рі. французский инженер Фовелль Рё впервые применил этот СЃРїРѕСЃРѕР± РїСЂРё бурении артезианской скважины РІ монастыре СЃРІ. Р’ Р РѕСЃСЃРё роторным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј первая скважина была пробурена РІ 1902 Рі. РЅР° глубину 345 Рј РІ Грозненском районе.  [14]

РќР° строительстве Боткинской ГЭС траншейной стенкой, выполненной СЃ применением вращательного роторного бурения, осуществлено сопряжение РїРѕРЅСѓСЂР° плотины СЃ РІРѕРґРѕСѓРїРѕСЂРѕРј.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Роторное бурение скважины

Технология роторного бурения

Проходка глубоких скважин на известняк осуществляется самоходными буровыми агрегатами, смонтированными на шасси автомобиля МАЗ или КАМАЗ. Технологический процесс ведется разрушающим инструментом. Это двух или трех шарошечные долотья соответствующего диаметра, предусматривающего тот или иной тип погружного насоса. Разрушение породы происходит под действием вращения долота, которое передается ей через бурильную колонну. Таким образом, установленный на платформе двигатель внутреннего сгорания через сцепление и карданный вал придает вращение ротору. В свою очередь, ротор через квадратное устройство вращает бурильную трубу. В интервале, между трубой и долотом завинчивается УБТ (утяжеленная бурильная труба). Это делается с целью увеличения нагрузки всей колонны на забой. По завершении бурения начального интервала, в скважину опускается кондуктор, то есть, обсадная труба. Цель кондуктора заключается в удержании неустойчивого грунта стенки ствола и перекрытии водоносных горизонтов через затрубное пространство.

Для удаления из забоя разбуренной породы, в забой под давлением нагнетается промывочная жидкость. Далее бурение осуществляется долотом меньшего диаметра, но уже внутри обсадной колонны, до проектной глубины.

Соединение обсадных труб производится посредством переходника. В зависимости от конструкции скважины, в водоносный горизонт опускается эксплуатационная колонна. И известковый пласт выдавливает воду на поверхность, которую через определенное время нужно проверить на предмет пользования.

Особенности роторного бурения

Долото предусматривает бурение пород самой высокой категории по твердости. Вымывание разрушенной породы производится непрерывным бурильным раствором. Раствор закачивается вовнутрь трубы буровым насосом, причем раствор выходит на поверхность земли через затрубное пространство. Такой прием называется прямой промывкой.

Но есть способ промывки с внешней стороны обсадной колонны, с выходом раствора через внутреннюю полость бурильной трубы. Этот процесс, называемый обратной промывкой, лучше вскрывает водоносный горизонт и достигает большего дебита скважины.

Достоинства роторного бурения

Роторное бурение считается более прогрессивным и производительным способом бурения. При этом скорость проходки во много раз выше ударного. Роторный в 3-5 раз снижает стоимость буровых работ, в целом.

К числу преимущества роторного бурения артезианской скважины на воду с использованием пластиковых труб относится:

- качество воды, независимое от поверхностных и грунтовых вод, канализационных стоков;- дебит, который достаточен для обеспечения водой, расположенных вблизи жилых домов.- стабильность наличия воды;

- отсутствие железных соединений, как в минерализации, так и соприкосновении воды с металлической обсадной трубой.

Недостатки роторного бурения

- Приготовление и применение глинистого раствора.

- Попадание и смешение глины с водоносным слоем.Происходит при промывке забоя глинистым раствором и процессе закрепления стенок ствола. Особенно, если наблюдаются слабые мощности и давление водоносного горизонта

- Невозможность обнаружить водоносный слой, не закрепив стенки обсадными трубами.

- Большой расход глины и воды при приготовлении глинистого раствора.

- Возникает потребность в утеплении трубопроводной системы узла приготовления раствора в зимних условиях.

Стоимость роторного бурения скважины

Ценовая линейка бурения артезианской скважины на воду складывается:• Проезд буровой установки к месту проведения работ;• Работы по устройству площадки;• Бурение самой скважины;• Стоимости обсадных и пластиковых труб;

• Стоимости фильтра.

Исходя из такой стандартной раскладки, 1 погонный метр проходки составляет порядка 60 У.е.

byrim.com


Смотрите также