Роторный способ бурения нефтяных скважин. Роторное бурение
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:
snkoil.com
Что такое роторное бурение: технология и ее особенности
Современные буровые установки, которые используются для рытья скважин, применяют тот или иной способ бурения. Бурение скважин роторным способом нашло, пожалуй, самое широкое распространение в современной действительности. Далее будет дано определение и описание этого метода. Это отличный способ познакомиться с ним более подробно.
Роторное бурение широко распространено на сегодняшний день. Скважины, полученные в результате роторного бурения, можно использовать долгое время.
Роторный способ используется для тех видов скважин, которые затем планируется эксплуатировать достаточно продолжительный промежуток времени. О том, что такое роторное бурение скважин, должен знать каждый человек, который задумался о том, чтобы сделать автономную систему водоснабжения на дачном участке.
Технология работ
Схема технологии роторного бурения.
Роторный способ бурения скважин является одной из разновидностей вращательной технологии. Речь идет о вращении роторного механизма внутри скважины. Иногда используются и дополнительные устройства, которые устанавливаются на ротор. Здесь весь принцип работы достаточно прост. Работает электродвигатель, который через горизонтальный вал передает вращение ротору, последний уже в свою очередь передает вращательное движение рабочему механизму. Здесь вовсе не обязательно использовать именно электрический двигатель. Роторное бурение можно осуществлять и с помощью газотурбинного агрегата.
Чаще всего роторное бурение скважин сопровождается последующей ее промывкой или продувкой. Это делается с той целью, чтобы скважина всегда оставалась чистой. Сначала нужно отрыть небольшой участок, а затем поместить в него кондуктор, который будет препятствовать обрушению рядом находящихся слоев почвы и грунта. После этого производится уже непосредственно прочистка самой системы. Делать это можно либо с помощью мощного потока воды либо с помощью сжатого воздуха, который может от компрессора подаваться в скважину под давлением.
Вернуться к оглавлению
Достоинства и недостатки
Роторное бурение отличается высокой скоростью.
Стоит подробнее поговорить о том, почему именно эта технология бурения скважин в настоящее время считается наиболее востребованной и прогрессивной. На самом деле у нее намного больше преимуществ, чем у обычной ударной технологии рытья скважин. Самое главное преимущество роторного бурения заключается в том, что оно производится в несколько раз быстрее ударного. На это всегда стоит обращать внимание при проведении работ.
Специалисты, которые долгие годы работают в этом направлении, уже давно используют в большинстве случаев именно роторное бурение скважин под воду.
Итак, при роторном методе бурения скважин можно выделить несколько основных преимуществ, которые заставляют делать выбор именно в сторону этого метода, а не ударного. Как уже отмечалось ранее, самое главное преимущество заключается в более высокой скорости бурения. Здесь даже самая глубокая скважина будет сделана в течение нескольких дней. В то время как ударный метод бурения зачастую подразумевает достаточно продолжительные промежутки времени для этого. Также отличительной чертой этого метода бурения скважин является возможность использования его практически везде. Здесь нет необходимости подстраиваться под ту или иную грунтовую поверхность. Грунт может быть как легким, так и тяжелым. Здесь технология в любом случае будет стандартной.
Данная конструкция отличается относительно небольшими геометрическими параметрами, что сказывается и на ее массе в целом. Роторный метод бурения скважин тем и хорош, что большинство буровых установок, основанных на нем, имеют небольшие габаритные размеры. Соответственно, их можно достаточно легко перемещать на разные расстояния без использования специализированной техники.
Ввиду небольших габаритов установки можно расположить скважину вблизи жилого дома.
Установка для роторного бурения скважин имеет небольшие габариты.
Это позволяет значительно сократить затраты на установку трубопровода. В случае с другими методами бурения скважин этого достигнуть не всегда получается.
Разумеется, у данной конструкции имеются и свои недостатки, которые ограничивают область ее использования в тех или иных условиях. Основная сложность заключается в приготовлении глинистого раствора. В случае когда используется именно он, возникают проблемы с исследованием грунтовых пластов. Обязательно необходимо снабжать установку качественной глиной и чистой водой, что не всегда рентабельно и целесообразно.
Стоит отметить, что роторное бурение скважин достаточно сложно проводить в зимний период, когда грунт становится очень твердым.
Здесь в обязательном порядке нужно монтировать обсадочные трубы, чтобы разглядеть водоносный слой. При использовании данного метода стоит задуматься об утеплении водопроводной системы. Эти недостатки позволяют и ударному методу находить свое место в современной технологии бурения скважин, которая, как понятно, не может быть универсальной.
Вернуться к оглавлению
Расчет стоимости
Итак, человек решил произвести бурение у себя на дачном участке с помощью именно роторного метода. Делается это достаточно легко. Однако всегда стоит помнить об издержках, которые будут сопровождать данную работу. В действительности этот метод бурения не является самым дешевым.
При расчетах в обязательном порядке нужно учитывать следующие составляющие и затраты на них:
При расчете расходов для бурения скважины, необходимо учесть расходы на фильтры.
- Стоимость полипропиленовых труб, которые делаются либо из металла, либо из пластика;
- Обустройство рабочей площадки как необходимая мера проведения работ, связанных с бурением скважин под воду.
- Транспортировка буровой установки к объекту проведения работ. Здесь стоимость может быть самой разнообразной. Все напрямую зависит от габаритных размеров роторной системы. Зачастую для транспортировки бывает достаточно полугрузового автомобиля.
- Непосредственно бурение, которое никогда не отличалось низкой стоимостью;
- Стоимость фильтров. Стоит учитывать тот факт, что при бурении скважин обязательно нужно использовать фильтры глубокой очистки воды, чтобы на выходе получалась чистая вода. Для этого используются самые разнообразные фильтры. Они могут удерживать только механические частицы, которые содержатся в воде, а также устранять другие химикаты. В зависимости от этого в разных скважинах используется определенное количество фильтров той или иной очистки.
Именно по этим данным и формируется окончательная смета проведения всех работ, связанных с бурением скважины роторным способом. Как понятно, здесь нет ничего особенного. После подсчета можно уже делать непосредственные выводы о целесообразности проведения работ, связанных с бурением.
Вернуться к оглавлению
Особенности и нюансы
Для того, чтобы осуществить роторное бурение на известняке, потребуется большая установка передвижного типа.
Самой главной отличительной чертой именно этого метода является тот факт, что при работе происходит разрушение практически любой горной породы. Однако здесь стоит говорить только о конкретной площадке забоя. Стоит помнить о том, что само бурение не должно продолжаться бесконечно до тех пор, пока скважина не будет полностью готова.
Тут стоит поговорить о периодических остановках, а также о заклинивании керна. Это делается для того, чтобы можно было без особых проблем произвести его очистку, которая осуществляется потоком воды, подаваемой в скважину. Эта мера является необходимостью. В противном случае велика вероятность того, что рабочий орган загрязнится, а это снизит работоспособность всего механизма в целом.
Если речь идет о бурении скважин на легком грунте, то здесь нет необходимости в использовании огромных установок. Существуют мобильные передвижные комплексы, которые без труда выполнят поставленную задачу. В том случае если речь идет о работе непосредственно на известняке, то здесь без больших установок передвижного типа не обойтись. Для бурения применяется специальное долото, которое может иметь самые разнообразные диаметры. При этом передвижные станции чаще всего монтируются на грузовые автомобили высокой степени проходимости, что делает их использование универсальным практически на любой местности.
Итак, теперь каждый знает о том, как производится роторное бурение скважин под воду. Как понятно, этот метод имеет ряд преимуществ, которые заставляют все больше людей применять его на практике. Прежде всего нужно отметить высокую скорость рытья скважины. Однако он не обделен и недостатками, которых у него тоже огромное количество.
www.vseoburenii.ru
Роторное бурение скважин: принцип работы
Роторный способ бурения скважин представляет собой один из самых популярных методов обустройства скважин для эксплуатационных и разведывательных целей, в любой среде. Главная особенность данного вида бурения является использование оборудования вращательного типа. В результате поступательно-вращательных движений, оборудование постепенно заглубляется, а почва из забоя выводится наружу.
Бурение скважин роторным способом не предусматривает наличие осевого усилия, которое подается от привода и характеризуется промывкой забоя. В данном случае используется вода, но можно применять и специальные вещества, предназначенные для этих целей. Таким методом для обустройства скважинного колодца пользуются уже более ста лет.
Из чего состоит установка
Установка роторного бурения
На сегодняшний день роторное бурение скважин на воду предусматривает использование нескольких типов установок. Можно использовать стационарные или же переделанные с самоходных транспортных средств. Независимо от конструкций, любой тип установки имеет общие составляющие.
Как работает
Основная особенность работы таких буровых установок заключается в том, что необходимо использование рамной или же решетчатой вышки. Она нужна для закрепления подъемного оборудования, а также других комплектующих оборудования. С её помощью можно опускать и поднимать в шахту скважины детали бурильной колонны.
Установка может иметь двигатель, работающий на электричестве или внутреннего сгорания. Отлично может подойти двигатель ДВС, на котором обустроено оборудование. Для того чтобы передавать вращательные движения от двигателя к ротору, устанавливается привод. Также он может выполнять задачу по изменению диапазона оборотов.
Ведущая труба, которая воспринимает крутящий момент от ротора, характеризуется тем, что сохраняет функцию перемещаться беспрепятственно по направлению оси. На оси стола предусмотрено наличие отверстия, может демонтироваться. Её также можно заменить на трубы различного типа. Такая деталь получила название рабочего вкладыша.
схема роторноого бурение скважин
Отдельные трубы составляют бурильную колонну. Они соединяются с ведущей трубой. Также предусмотрено соединение их между собой с помощью разъемных муфт. Вращательные движения по трубам передаются на долото. Затем долото вращательными движениями с помощью рабочих кромок воздействует на грунт, разрушая его. Характерно, что долото может иметь несколько типов рабочих установок. На него можно устанавливать алмазные, изготовленные из твердых сплавов, а также композитных материалов. Также существует несколько типов, различных по форме кромок – с шарошками или режущая. Это требуется для максимально удобной работы в условиях различных пород грунтов.
Осевое усилие от ротора не воспринимается буровой колонной. Чтобы не допустить появление изгиба труб, из которых делается колонна, её нужно держать в растянутом положении. Необходимо, чтобы было давление на зону забоя от рабочих органов. Над долотом создается усилие, которое достигается благодаря высокой массе труб, используемых специально для увеличения массы. Сила тяжести распределяется неравномерно. Большая часть приходится на долото, а остальная – на растягивание буровой колонны, которая находится в подвешенном состоянии.
Приводной вал, который располагается сверху, подвешивают к талевой системе с использованием вертлюга. Он также используется, чтобы добиться свободного вращения груза. По вертлюгу и полые трубы, расположенные в буровой колонне к соплам долота, нужно подавать жидкость для промывки.
Жидкость, которая подается под напором, размывает породу под долотом. Участвует в процессе вывода на поверхность грунта по зазору, который располагается между бурильными трубами и стволом.
Когда жидкость попадает на поверхность, она переходит к процессу очистки. Из нее удаляются буровые продукты. Это осуществляется при использовании фильтров различного типа.
После того как насосы пройдут очистку, сюда нужно снова закачать жидкость. Достаточно часто используются ступенчатые поршневые насосы. Роторное бурение скважин в условиях различных типов пород, а также на разных ресурсах, нужно использовать разные виды жидкостей для промывки. Если делаем отверстие в скалистой почве, можно использовать обычную воду. Но в условиях рыхлых, требуется сделать раствор воды и глины. Иногда можно продуть, используя воздух.
Особенности технологии роторного бурения
Технология роторного бурения скважин предусматривает вымывание из отверстия породы, а также опускание вниз колонны. Когда забой будет углубляться, нужно по мере необходимости наращивать буровую колонну, используя новые трубы. Периодически нужно поднимать трубы, это делается с помощью талевой системы, которая размещается наверху вышки. Разбирать буровую колонную нужно по очереди, каждую трубу отдельно.
Есть возможность осуществлять роторное бурение в несколько ступеней. После того как сделали проход в верхних слоях, как правило, рыхлых, нужно поднять колонну, а затем опустить в забой трубу. Для заполнения кольцевого забора используется цемент. После его застывания, можно опускать в скважину долото с меньшим диаметром и продвигать его дальше. Можно делать такую работу в несколько этапов. На завершающем этапе нужно опустить вниз эксплуатационную трубу, на конце которой есть перфорация.
Вращения, скорость закачивания жидкости, а также количество и вес труб для утяжеления, какое нужно использовать долото зависят от того, насколько глубоко нужно делать отверстие, а также какой состав и характеристики имеет порода.
Лучше всего бурить в легких грунтах. Тогда достигается высокая скорость и оперативность подачи промывочной жидкости. Если работать в условиях скалистых породах, тогда скорость будет значительно ниже, а также сокращается количество используемой промывочной жидкости, которая используется для выброса грунта на поверхность.
Такой метод бурения позволяет делать скважины на очень большую глубину. Главные преимущества заключаются в высокой скорости работы, возможность работать практически в любом типе почвы, за исключением грунта с большими валунами, поскольку в данном случае есть угроза заклинивания долота, а также в тех грунтах, которые сильно впитывают жидкость для промывки.
Сложно бурить таким методом в холодное время года, поскольку промывочная жидкость замерзает. Очень сложно работать в тех местностях, где есть дефицит воды и глины. Если в работе используется глинистый раствор – это может привести к закупориванию водоносной жилы, поэтому потребуется делать промывку водой. Если породы рыхлые или нужно делать скважину большого диаметра, используется метод обратной промывки. В данном случае вода, которая подается по стволу, впитывается у основания колонны. Чтобы очищать жидкость, нужно сделать отстойники.
kolodeconline.ru
Роторное бурение скважин для воды от а до я с видео
≡ 28 Июнь 2016 · Рубрика: СкважиныА А А Размер текста
Содержание статьи:
Обеспечение загородного участка водой является одной из первоочередных задач после его приобретения. Она необходима для садово – огородных нужд, большое количество воды идет на строительство, да и собственное бытовое потребление живительной влаги требует немалого количество качественной воды. Проблема обостряется, если недоступны ненавязчивые услуги местного водоканала.
Одним из гарантированных способов получить действительно качественную питьевую воду является роторное бурение скважин на воду с глубинных артезианских водоносных горизонтов.
Особенности технологии бурения
Рис.1. Схема роторного бурения
1 – долото, 2 – муфта для крепления бурового инструмента, 3 – буровая колонна, 4 – поток шлама, 5 – резервная емкость с водой, 6 – ротор, 7 – грязевой насос, 8 – шламоотвод, 9 – емкость для воды, 10 – шлам из скважины в отстойнике, 11 – перегородка шламоотстойника, 12 – питающий подвод воды в скважину
Способ роторного бурения характерен применением большого количества воды, которая используется для:
- Охлаждения инструмента в процессе его работы;
- Размягчения грунта.
- Выноса продуктов бурения (шлама) из рабочего пространства ствола.
Для улучшения процесса проходки вместо воды применяют глинистые растворы, более интенсивно охлаждающие инструмент и обладающие смазывающими свойствами. При бурении стволов на воду глинистые растворы проникают в трещины и капилляры водоносного слоя, препятствуя поступлению природной жидкости в скважину, этот процесс получил название «глинизации». Для устранения этого явления применяется длительная промывка водоносного слоя с целью восстановления дебета водозаборного устройства.
Роторное бурение с обратной промывкой (рис.1) предусматривает использование чистой воды, подаваемой в ствол скважины, а вынос продуктов рыхления производится по каналу бурильной колонны с применением грязевого насоса или эрлифтной системы (продувка сжатым воздухом).
Инструмент для производства работ
Данный вид бурения как способ проходки, основанное на измельчении проходимых грунтов, требует применения специального инструмента.
Рис.2. Грунторазрушающий инструмент для роторного бурения скважин
Основа процесса – вращения ротора под воздействием буровой колонны с осевой нагрузкой, определяемой характеристиками грунтов. По средним и тяжелым слоям применяются долота с твердосплавными вставками, а по скальным – с алмазными коронками, позволяющими достаточно легко проходить слои твердых известняков и более тяжелые скальные грунты.
Рис.3. Многообразие видов бурового инструмента
Конструкция скважин
Основным показателем, определяющим конструктивные особенности водозаборного устройства, являются характеристики грунтов в месте установки скважины. Поэтому роторное бурение предполагает обязательную тщательную геологоразведку перед началом работ.
Чаще всего такой способ предусматривает получение водозабора стандартной конструкции, то есть:
- шахтное направление, предназначаемое для укрепления устья ствола при размывке его глинистым раствором. Длина направления составляет от 2-х до 6-ти метров и выполняется из труб увеличенного диаметра в зависимости от несущих способностей грунтов верхнего слоя;
- установка кондуктора – его назначение – изолировать ствол от воздействия проходимых водоносных слоев, эксплуатация которых не предусмотрена проектом водозаборного устройства. Длина кондуктора не превышает 50 метров;
- монтаж колонны промежуточного бурения;
- установка эксплуатационной колонны;
- монтаж фильтра водозабора.
Такой способ бурения с использованием глинистых растворов приводит к заполнению пор и трещин водоносного слоя глиной, значительно снижающей дебет водозабора. В таких случаях применяется технология разглинизации, состоящая в промывке чистой водой, что затратно по времени и требует большого количества жидкости. Поэтому роторное бурение скважин на воду чаще предполагает обратный способ промывки чистой водой с отводом шлама через буровую колонну.
Особенности проходки по различным грунтам
Роторное бурение позволяют с большой скоростью проходить практически любые виды грунтов. Однако такой способ встречает значительные препятствия в виде галечно – валунных слоев, поскольку они поглощают значительное количество промывочной жидкости. Поэтому тщательная геологоразведка мест бурения обязательна.
Достоинства и недостатки роторного бурения
Такой способ строительства водозабора является наиболее производительным и позволяет за несколько дней выполнить его на глубину артезианских водоносных слоев.
Технология вращательного бурения позволяет выполнять скважины не только в вертикальном направлении, но и горизонтально, а также под углом с выходом в заранее намеченном месте.
Установка для роторного бурения компактна, часто ее располагают на шасси грузовых автомобилей, что обеспечивает ее применение в стесненных условиях загородного участка. Выпускаются также ручные буровые установки, перевозимые даже в салоне легкового автомобиля.
Рис.4. Мобильная установка для роторного бурения
Высокая скорость роторного процесса позволяет выполнить артезианский водозабор на участке буквально за несколько дней в нужном месте. Это возможно даже на участках с окремненными известняками, какие весьма распространены во многих местах Подмосковья. Никакой другой способ бурения глубинных стволов не дает подобных результатов.
С глубин от 70 метров можно получить действительно экологически чистую воду, и никакие внешние условия не будут этому препятствием. А роторный метод позволяет выполнять шурфы глубиной 500 и более метров.
При роторном способе происходит качественное вскрытие водоносного слоя, что обеспечивает ее высокий дебет и долговечность. Применение обсадки ствола, а тем более двойной обсадки с трубами из ПВХ определяет жизненный цикл скважины не менее, чем в 80 лет.
К недостаткам можно отнести:
- необходимость получения разрешения на строительство артезианского водозабора, что предусматривает дополнительные расходы времени и денег;
- при бурении на известняк применение глинистого раствора неизбежно, что предусматривает дополнительные затраты на разглинизацию;
Дополнительная информация
Решение о строительстве артезианского водозабора подразумевает получение разрешения на создание такого объекта, а по окончании работ исполнитель должен оформить на нее технический паспорт, в котором указываются основные данные водозаборного устройства:
- Глубина.
- Статический уровень.
- Динамический уровень.
- Дебет.
- Характеристика водозаборного слоя.
Паспорт скважины должен предъявляться по первому требованию водоохранных организаций.
Не лишне также напомнить о необходимости проверить добытую воду на химанализ. Отбор образцов жидкости нужно произвести в стеклянную тару, желательно от минеральной воды. Сдавать образцы на анализ нужно в химлабораторию водоканала.
Выводы
Роторный способ – один из новых методов выполнения стволов на воду, пришедший из нефтегазоразведки и занявший достойное место среди испытанных способов выполнения водозаборов.
Поделиться с друзьями: Поделиться с друзьями:oburenie.ru
Технология роторного бурения скважин
Для качественного и комфортного обустройства загородного дома идеальным вариантом является автономное водоснабжение. Для его организации можно использовать такой метод, как роторное бурение скважин. Это – один из самых распространенных методов организации водоснабжения собственного дома или дачного участка.
Метод используется более 140 лет, так как является простым и надежным. Вращательное бурение основано на приведении в действие вращательного элемента, расположенного под землей. Роль привода выполняет электродвигатель или газотурбинное оборудование.
Состав установок
Установки, предлагающие роторный способ бурения, могут быть двух видов: смонтированными на базе какого-либо вида транспорта либо стационарными.
Стационарная установка для роторного бурения скважин
Однако и те и другие в обязательном порядке имеют:
- двигатель;
- вышку;
- ротор;
- привод;
- вертлюг;
- бурильную колонну;
- напорную магистраль;
- насос;
- систему очищения и возврата промывающей жидкости;
- оборудование для подъема.
Принцип действия установок
Роторное бурение – идеальный метод для формирования колодца или добычи воды в том случае, если в результате нужно получить возможность потребления большого количества чистой питьевой воды. Работать такая скважина должна долго и бесперебойно.
Добиться хороших результатов позволит такое гидротехническое сооружение, как роторная установка.
Схема установки для бурения
Она способна пробурить очень глубокую скважину, воды из которой хватит не только для питьевых целей полива участка, бассейна, но и для прочих бытовых нужд.
У роторного бурения скважин технология довольно проста. Вал с наконечником, представляющим собой долото, опускается в бурильную трубу. Начинается процесс вращения, и при помощи долота порода разрушается. Сам процесс вращения осуществляется при помощи гидротехнической установки. Для того чтобы разрушенная порода покидала скважину, используется промывочный раствор. Способов его подачи два:
- Прямая промывка. Происходит закачивание в бурильную трубу с помощью насоса, и выдавливание наружу через затрубное пространство.
- Обратная промывка. Все происходит противоположно прямой промывке: сначала в затрубное пространство подается промывочная жидкость, а затем при помощи насосов выкачивается вместе с породой из бурильной трубы.
Прямая промывка относительно обратной стоит недорого, что позволяет использовать этот способ владельцам загородных домов. При бурении в промышленных масштабах, например, при разработке нефтяных скважин, более рациональным, хотя и более дорогостоящим, является метод обратной промывки.
Сама очистительная система также состоит из нескольких элементов:
- желоб;
- вибросито;
- гидроциклоны.
Роторная управляемая система
Процесс бурения
Жидкость, подаваемая при использовании метода роторного бурения скважин под большим напором, размывает под долотом грунт, выносит его на поверхность. Там жидкость поступает на очистительные сооружения. Различные фильтры, в том числе вибросито, освобождают жидкость от породы, и вода снова заливается в систему.
Для разных пород могут быть использованы различные типы промывочных жидкостей: чистая вода при работе со скалистой породой или раствор воды с глиной для рыхлого грунта. В отдельных случаях возможен продув скважины сжатым воздухом.
Сама установка для роторного способа бурения скважин представляет собой вышку, к которой прикреплено подъемное оборудование и другие технические приспособления. В стволе вышки, который переходит в скважину, находится бурильная колонна, приводимая в действие при помощи разных типов двигателей: электрических, внутреннего сгорания, двигателя транспортного средства, ставшего основой для роторной установки.
Вращение бурильной трубы передается на долото, для изготовления которого применяют алмазные, композитные или твердосплавные материалы. Кромка долота может быть либо режущей, либо с зазубринами. Это зависит от характера породы.
Обсадные трубы
Пробуренная скважина – это половина дела. Необходимо произвести укрепление, так как грунт может обвалиться, и все придется начинать заново. Чтобы не произошло обрушения забоя, во время перерыва происходит установка обсадной колонны. Она препятствует проникновению грунта в воду впоследствии и осыпанию стенок скважины.
Ставят обсадную колонну на глубине с 30 до 600 метров. При бурении нефтяной скважины обсадная конструкция должна быть установлена как можно ближе к поверхности земли.
Плюсы и минусы
Роторное бурение скважин на воду – очень распространенный вариант действий в случае необходимости получения доступа к живительной влаге. У этого метода перед остальными есть ряд преимуществ:
- высокая скорость процесса;
- возможность работы с разными видами грунта за счет использования долота с теми или иными гранями, изготовленного из подходящего по жесткости материала;
- небольшой размер установки и в некоторых случаях ее мобильность.
Есть у метода и недостатки, скорее определенные ограничения.
В некоторых случаях нужно быть внимательными и помнить, что:
- твердые объекты на пути пролегания скважины – помеха при отсутствии специального оборудования, которое поможет разрушить породу;
- в зимнее время работа роторной установки невозможна, так как грунт промерзает достаточно глубоко, а промывочная жидкость может застыть;
- мощность установки зависит от ротора, который очень уязвим.
Видео по теме: Как выбрать место для бурения скважины
promzn.ru
Бурение скважин вращательным роторным способом
Роторное бурение скважин представляет собой вращательное копание вглубь земли сплошным забоем. Данный вид бурения довольно востребован в последнее время и используется повсеместно для бурения скважин на воду, то есть скважин предназначенных для водоснабжения. По направлению циркуляции воды в пространстве скважины во время бурения делают достаточно глубокими. По другому известному методу поступления, а также по выносу из скважины грунта, роторное бурение скважин делят на два основных вида, а именно на: роторное бурение скважин с водотоком обратным и роторное бурение скважин с водотоком прямым.
Во время роторного бурения с прямым водотоком раствор для промывки из емкости, то есть отстойника подается насосом по бурильным трубам и штангам на забой скважины. А затем из забоя вместе с частицами породы (разбуренной) по пространству между боковой поверхностью труб и стенками скважины вода поднимается в устье скважины, а после вновь по лотку поступает в отстойник.
Чаще всего в качестве раствора, применяемого для промывки во время роторного бурения скважин, используют или растворы различных клеящих веществ или глиняные растворы. Данные растворы в зависимости от разбуриваемых пород имеют различный удельный вес, и благодаря этому не требуется закреплять стенки скважины в пределах значительных интервалов, а именно до ста метров. А это в свою очередь, является очень важным достоинством бурения скважин роторного типа с прямой промывкой перед ударно-канатным способом бурения.
А роторное бурение скважин с промывкой обратной, проще говоря, обраткой, происходит таким образом: промывочный раствор движется сам из отстойника непосредственно в скважину, а затем в место между боковой бурильной поверхностью колонны труб и стенками водоносного источника, а потом к забою скважины. После поступления в забой промывочный раствор (жидкость) вместе с частицами породы при помощи насоса, который установлен возле скважины на поверхности, через отверстия в самом долоте засасывается в колонну труб, а затем по шлангам поступает в отстойник. Во время бурения с использованием обратной промывки используют, как правило, для промывки ствола только чистую воду. Роторное бурение скважин с промывкой обратной ведут только в пределах больших интервалов (до 100 метров) без обсадки, то есть, как и при роторном способе бурения скважин с прямой промывкой. Это в свою очередь является основным преимуществом в отличие от ударно-канатного метода бурения скважин для водоснабжения. При этом стенки водоносных источников не обрушиваются благодаря постоянному избыточному давлению столба воды непосредственно в скважине, а давление составляет при данном виде бурения, как минимум 0,3 атмосфер над статистическим естественным уровнем воды в самой скважине. Роторное бурение при использовании обратной промывки имеет ряд определенных преимуществ, к которым, прежде всего, относят: высокую скорость бурения, небольшой расход труб (обсадных), а так же возможность проходки скважин, имеющих большой диаметр, с обсыпкой фильтров песчаными и гравийными материалами.
Роторное бурение скважин эффективно применяется только на территориях, где четко изучено геолого-гидрогеологическое строение. Кроме этого, организация скважин буровых на водоносные напорные горизонты происходит в таких случаях тоже часто.
Благодаря определенным преимуществам, роторное бурение является одним из самых распространенных видов копания колодца, который используется сегодня, так как этот вид является наиболее приемлемым, в отличие от канатно-ударного способа, или от какого – либо другого метода. В любом случае перед началом бурения проводят исследование грунта.
aquagroup.ru
Роторное бурение скважины на воду
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
