Roterende boring: teknologi, operasjonsprinsipp og funksjoner

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

En av de mest brukte metodene for å lage produksjons- og letebrønner for vann er rotasjonsboring. Den tilveiebringes ved overføring av rotasjonsbevegelser fra overflaterotoren til borestrengen.

Roterende boring er annerledes ved at den ikke har noen aksialkraft generert av drivverket. Under prosessen vaskes arbeidet (slaktet) fra steinavfall ved hjelp av vann og spesialløsninger. Vurder metoden mer detaljert.

Historisk bakgrunn

Roterende boring har vært brukt i over hundre og førti år. Teknologien til denne metoden for å bore brønner ble først brukt i USA på begynnelsen av åttitallet av det nittende århundre. Siden den gang har den holdt seg tilnærmet uendret, med unntak av mindre innovasjoner som har ført til økt effektivitet. Endringene påvirket bergskjæreverktøy - de ble forbedret, nye flytende medier ble laget for å spyle brønner, og styrken til deler av mekanismen ble økt.

Roterende boring er en av typene rotasjonsboring. Prinsippet erat bergbrytningsverktøyet, plassert inne i brønnen, opererer fra kraften som overføres til det av en elektrisk motor eller gassturbinutstyr. Denne metoden er ganske enkel og effektiv. Med dens hjelp bores produksjonsolje og letebrønner. Den kompakte størrelsen på enheten gjør at den kan brukes på privat grunn for å lage vannbrønner.

Drilling Methods

På nåværende tidspunkt utføres boring av brønner for vann ved fjellskjæringsmetoder med spesielle mekanismer. Jord kan mates på to måter:

• Med hjelp av mekanismer - tørr metode.
• Vannstråle under høyt trykk eller gravitasjon - hydraulisk.

Generelt utføres mekanisk boring på en av tre måter:

• Roterende rotasjonsboring - jorda bores med roterende bevegelser.
• Impact - jorda blir ødelagt av støtet fra boret.
• Vibrerende - jorda brytes av høyfrekvente vibrasjoner.

Den første metoden er den mest brukte på grunn av sin enkelhet, lave kostnader og ytelse på samme tid.

Når metoden brukes

Roterende boring brukes når det utvikles halvsteinete og steinete jordarter for boring av brønner på opptil hundre og femti meters dyp. For vellykket boring av steiner er det nødvendig å velge riktig boreverktøy - en meisel og vektede rør. Ifølge eksperter, for effektiv drift, bør rotasjonsboring brukes hvisfølgende betingelser er oppfylt:

• Undersøkelsen av den hydrogeologiske delen av stedet ble utført i tilstrekkelig detalj.
• Det er kjent at jorda består av steiner.
• Det er data om nivået på akviferen.
• Det er godt underjordisk vanntrykk.
• Det er mulighet for konstant levering av spylevæske.

I tillegg bør det tas i betraktning at forholdene i de sørlige regionene tillater boreoperasjoner året rundt, og i de nordlige regionene er arbeidet begrenset av temperaturen i det ytre miljøet der spylevæsken fryser.

Utstyr for brønnboring

Roterende boreteknologi innebærer bruk av spesielle installasjoner - montert på basis av selvgående kjøretøy eller stasjonært. Begge må ha følgende komponenter:

• Engine.
• Tower.
• Drive.
• Swivel - et system som tilfører væske til bunnhullet.
• Borestreng.
• Rotor.
• Stempelpumpe.
• Løftemekanisme inkludert blokk og kroneblokk.
• Trykklinje
• Et væskeretur- og rensesystem som inneholder hydrosykloner, en renne og en vibrerende sikt.

Fordeler og ulemper med metoden

Roterende boremetode har en rekke fordeler fremfor andre metoder. Blant dem bør følgende nevnes:

• Overgår resten når det gjelder ytelse: fem ganger slagmetoden og ti ganger vibrasjonsmetoden.
• Har en høyarbeidshastighet.
• På grunn av bruken av en rekke avtakbare meisler, kan den brukes på jord med varierende kompleksitet.
• Enheten har en kompakt størrelse, slik at den kan brukes på begrenset plass.
• På grunn av muligheten for plassering på plattformen er enheten ganske mobil.
• Muliggjør dyp brønnboring og vannutvinning fra oppsprukket kalkstein.
• Metoden har gode vannførende egenskaper.
• Tillater boring av brønner opptil to hundre centimeter i diameter.

Sammen med disse fordelene har roterende styrbar boring følgende ulemper:

• Pass på å vurdere jordtype for å finne riktig meisel.
• Tilstedeværelsen av superharde steinpartikler i veien kan være en hindring som krever bruk av mer destruktive mekanismer.
• Leirjord kan forstyrre.
• En alvorlig hindring for boring er frossen mark.
• Strøm avhenger av rotor som er installert for øyeblikket.
• Behovet for alltid å ha store mengder spylevæske.

Til tross for visse ulemper har denne metoden mye flere fordeler.

Prinsippet for drift av roterende enheter

Roterende boring av brønner utføres av en spesiell installasjon - et ramme- eller gittertårn, festet på plattformen. Alle andre systemer er festet til den, slik at du kan heve og senke den profilerte borestrengen. Sliksøylen er satt sammen av flere rør forbundet med sammenleggbare koblinger.

Drivkraften er bilens elektriske motor eller en separat generator, som overfører rotasjon fra søylen til rotoren gjennom drivakselen og giret. Roterende driver rotoren meiselen, som ødelegger jordlaget i brønnen med arbeidskantene. Rotasjonsområdet kan justeres. Bitskanter kan være diamant, kompositt eller karbid. Formen deres kan variere.

Det utviklede jordlaget fortrenges fra gruven ved direkte eller omvendt vasking med gravitasjon eller under trykk ved hjelp av pumpeenheter. Etter spyling av brønnen, installeres foringsrør i den. Gjennom de svingbare og hule rørene til borestrengen tilføres spylevæske til borkronen, som eroderer jorda under borkronen. Gjennom gapet mellom rørene og tønnen fører væsken jorda ut. På overflaten samles væske opp og renses gjennom spesielle filtre slik at den kan settes i drift igjen ved hjelp av stempelpumper.

Funksjoner ved roterende boreteknologi

Boreprosessen er organisert på en slik måte at på grunn av utvaskingen av jordlaget fra gruven, går borestrengen dypere for hver bevegelse. Med jevne mellomrom må den økes ved å legge til andre rør.

Boreprosessen utføres i trinn:

• Etter å ha passert de første løse jordlagene, heves søylen, og foringsrøret senkes ned i sjakten.
• Sp alten er fylt i en sirkel med sementmørtel.
• Etternår sementen stivner, mates en bit med mindre diameter inn i sjakten, og arbeidet fortsetter.

Flere av disse lignende trinnene kan utføres, og deretter senkes et produksjonsrør perforert i enden ned i akselen. Avhengig av kvaliteten på jordlaget og dybden, velges antall og vekt av rør, type borkrone, rotasjonshastighet og kantmateriale og trykket på spylevæsken. Spesifikasjonene er som følger:

• Lette fjellformasjoner kjører med maksimal hastighet og mest skylling.
• Stenete jordarter krever redusert frekvens og redusert væsketrykk.

Smuss harde inneslutninger - steinblokker - i banen til rotoren, som kan sette seg fast, eller smuss som aktivt absorberer vask kan forstyrre arbeidet. Prosessen bremses også av mangel på vann på arbeidsstedet og tilstedeværelsen av et stort leirelag. Leire, blandet med vann, tetter vannkanalen og krever ekstra grundig vask.

Casing pipes

Etter å ha boret en brønn er det viktig å forsterke veggene. Jorden er upålitelig og kan forskyve seg, noe som vil påvirke bunnhullet negativt.

For å forhindre at jorden kollapser, er det installert en foringsrørstreng. Det bidrar til å forhindre jordsøl og hindrer vannlekkasje. Den første kolonnen kalles "dirigenten". Den er montert for å dekke ustabile bergarter. Installasjon skjer på en avstand ikke tidligere enn merket på 30 meter og ikke senere enn 600 meter. For en oljebrønn plasseres kolonnen maksim alt på avstandnær overflaten.

Fordi rotasjonsboring brukes i nesten alle typer jord, blir arbeiderne ledet av geologiske forhold under installasjonen av søyler. Noen ganger må du bruke flere foringsrør for å styrke bunnhullet.

Den minste diameteren av dem synker dypere enn resten og kalles operativ. Perforering er laget nedenfra, det er gjennom disse hullene at massen av gass, vann eller olje vil strømme inn i den.

Betydningen av borevæske i boreoperasjoner

Riktig spylemetode for rotasjonsboring kan øke effektiviteten i prosessen betydelig. For verk av denne typen gjelder:

• Polymerløsninger.
• Oljeemulsjoner.
• Aerated solutions.
• Vann.

Luftspylingsmetoden er også mye brukt. Hvis arbeid utføres i områder med lavt reservoartrykk, bruker arbeidere en spesiell gass. Skylling hjelper til med å kvitte seg med overflødige urenheter og gjenstander, smuldrende steiner, noe som er uunngåelig i boreprosessen. Væsken som kommer på biten avkjøler den. Noe som forlenger verktøyets levetid.

Roterende boring foregår i tre trinn:

1. Ødeleggelse av jordbergarter ved hjelp av en meisel.
2. Utskyting av vann for å bære ut den ødelagte steinen. Prosessen kan utføres både ved omvendt og direkte spyling, alt avhenger av brønnens dybde, vannvolumet som brukes og jordtypen. Brukes i private husholdningerpopulær metode for direkte spyling.
3. Forsterkning av veggene i en ny brønn med foringsrør.

Roterende boring er en arbeidskrevende prosess, der mange faktorer må tas i betraktning. Til tross for dette anses den som ganske effektiv og brukes under forskjellige forhold.