Roterande borrning: teknik, driftprincip och funktioner

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

En av de mest använda metoderna för att skapa produktions- och prospekteringsbrunnar för vatten är rotationsborrning. Den tillhandahålls genom överföring av rotationsrörelser från ytrotorn till borrsträngen.

Roterande borrning är annorlunda genom att den inte har någon axiell kraft som genereras av drivenheten. Under processen tvättas bearbetningen (slakten) från stenavfall med hjälp av vatten och speciallösningar. Överväg metoden mer i detalj.

Historisk bakgrund

Roterande borrning har använts i över hundrafyrtio år. Tekniken för denna metod för att borra brunnar användes först i USA i början av åttiotalet av artonhundratalet. Sedan dess har den varit i stort sett oförändrad, med undantag för mindre innovationer som lett till ökad effektivitet. Ändringarna påverkade bergskärningsverktyg - de förbättrades, nya flytande medier skapades för spolning av brunnar och styrkan hos delar av mekanismen ökades.

Roterande borrning är en av typerna av roterande borrning. Principen äratt stenbrytningsverktyget, som är placerat inuti brunnen, arbetar från kraften som överförs till det av en elmotor eller gasturbinutrustning. Denna metod är ganska enkel och effektiv. Med dess hjälp borras produktionsolja och prospekteringsbrunnar. Enhetens kompakta storlek gör att den kan användas på privat mark för att skapa vattenbrunnar.

Borrmetoder

För närvarande utförs borrning av brunnar för vatten genom bergskärningsmetoder med speciella mekanismer. Jorden kan matas upp på två sätt:

• Med hjälp av mekanismer - torr metod.
• Jet av vatten under högt tryck eller gravitation - hydraulisk.

I allmänhet utförs mekanisk borrning på ett av tre sätt:

• Roterande rotationsborrning - jorden borras med roterande rörelser.
• Impact - jorden förstörs av borrningens inverkan.
• Vibrerande - jorden bryts av högfrekventa vibrationer.

Den första metoden är den mest använda på grund av sin enkelhet, låga kostnad och prestanda på samma gång.

När metoden tillämpas

Roterande borrning används när halvsteniga och steniga jordar utvecklas för borrning av brunnar på upp till etthundrafemtio meters djup. För framgångsrik borrning av stenar är det nödvändigt att välja rätt borrverktyg - en mejsel och vägda rör. Enligt experter, för effektiv drift, bör roterande borrning användas omföljande villkor är uppfyllda:

• Studien av den hydrogeologiska delen av platsen utfördes tillräckligt detaljerat.
• Det är känt att jorden består av stenar.
• Det finns data om nivån på akvifären.
• Det är bra underjordiskt vattentryck.
• Det finns möjlighet till konstant tillförsel av spolvätska.

Dessutom bör man ta hänsyn till att förhållandena i de södra regionerna tillåter borrning året runt, och i de norra regionerna begränsas arbetet av temperaturen i den yttre miljön, vid vilken spolvätskan fryser.

Utrustning för brunnsborrning

Roterande borrteknik innebär användning av speciella installationer - monterade på självgående fordon eller stationära. Båda måste ha följande komponenter:

• Engine.
• Tower.
• Drive.
• Swivel - ett system som tillför vätska till bottenhålet.
• Borrsträng.
• Rotor.
• Kolvpump.
• Lyftmekanism inklusive block och kronblock.
• Trycklinje
• Ett vätskeretur- och reningssystem som innehåller hydrocykloner, en ränna och en vibrerande skärm.

Fördelar och nackdelar med metoden

Den roterande borrmetoden har ett antal fördelar jämfört med andra metoder. Bland dem bör följande noteras:

• Överträffar resten när det gäller prestanda: fem gånger slagmetoden och tio gånger vibrationsmetoden.
• Har en högarbetshastighet.
• På grund av användningen av en mängd olika löstagbara mejslar kan den användas på jordar med varierande komplexitet.
• Enheten har en kompakt storlek, så den kan användas i ett begränsat utrymme.
• På grund av möjligheten till placering på plattformen är enheten ganska mobil.
• Möjliggör djupborrning och vattenutvinning från sprucken kalksten.
• Metoden har goda vattenförande egenskaper.
• Tillåter borrning av brunnar upp till tvåhundra centimeter i diameter.

Tillsammans med dessa fördelar har roterande styrbar borrning följande nackdelar:

• Se till att överväga jordtyp för att hitta rätt mejsel.
• Närvaron av superhårda stenpartiklar i vägen kan vara ett hinder som kräver användning av mer destruktiva mekanismer.
• Lerjord kan störa.
• Ett allvarligt hinder för borrning är frusen mark.
• Strömmen beror på för närvarande installerad rotor.
• Behovet av att alltid ha en stor mängd spolvätska.

Trots vissa nackdelar har denna metod mycket fler fördelar.

Funktionsprincipen för roterande enheter

Roterande borrning av brunnar utförs av en speciell installation - ett ram- eller gallertorn, fixerat på plattformen. Alla andra system är fästa vid den, så att du kan höja och sänka den profilerade borrsträngen. Sådankolonnen är sammansatt av flera rör sammankopplade med hopfällbara kopplingar.

Drivkraften är bilens elmotor eller en separat generator, som överför rotation från pelaren till rotorn genom drivaxeln och växeln. Roterande driver rotorn mejseln, som förstör jordlagret i brunnen med sina arbetskanter. Rotationsområdet kan justeras. Bitskanter kan vara diamant, komposit eller hårdmetall. Deras form kan variera.

Det utvecklade jordlagret förskjuts från gruvan genom direkt eller omvänd tvättning med gravitation eller under tryck med hjälp av pumpenheter. Efter spolning av brunnen installeras höljesrör i den. Genom borrsträngens svängbara och ihåliga rör tillförs spolvätska till borrkronan, vilket eroderar jorden under borrkronan. Genom springan mellan rören och tunnan bär vätskan ut jorden. På ytan samlas vätska upp och rengörs genom speciella filter så att den kan tas i drift igen med hjälp av kolvpumpar.

Funktioner hos roterande borrningsteknik

Borrprocessen är organiserad på ett sådant sätt att borrsträngen, på grund av att jordlagret från gruvan sköljs ut, går djupare för varje rörelse. Periodvis måste den ökas genom att lägga till andra rör.

Borrprocessen utförs i steg:

• Efter att ha passerat de första lösa jordlagren höjs kolonnen och höljet sänks ner i schaktet.
• Sp alten är fylld i en cirkel med cementbruk.
• Efternär cementen stelnar matas en bit med mindre diameter in i schaktet och arbetet fortsätter.

Flera av dessa liknande steg kan utföras, och sedan sänks ett produktionsrör som är perforerat i änden ner i axeln. Beroende på jordlagrets kvalitet och djupet väljs rörens antal och vikt, typ av borrkrona, dess rotationshastighet och kantmaterial samt trycket på spolvätskan. Detaljerna är följande:

• Lätta klippformationer går i maximal hastighet och mest spolande.
• Steniga jordar kräver minskad frekvens och minskat vätsketryck.

Smuts hårda inneslutningar - stenblock - i rotorns bana, som kan fastna, eller smuts som aktivt absorberar tvätt kan störa arbetet. Processen bromsas också av bristen på vatten på arbetsplatsen och närvaron av ett stort lerlager. Lera, blandad med vatten, täpper till vattenkanalen och kräver ytterligare noggrann tvättning.

Höljerör

Efter att ha borrat en brunn är det viktigt att förstärka dess väggar. Jorden är opålitlig och kan förskjutas, vilket kommer att påverka bottenhålet negativt.

För att förhindra att jorden kollapsar installeras en höljessträng. Det hjälper till att förhindra jordspill och förhindrar vattenläckage. Den första kolumnen kallas "ledaren". Den är monterad för att täcka instabila stenar. Installation sker på ett avstånd tidigast än märket 30 meter och inte senare än 600 meter. För en oljekälla placeras kolonnen på maxim alt avståndnära ytan.

Eftersom roterande borrning används i nästan alla typer av jord, under installationen av kolonner, styrs arbetarna av geologiska förhållanden. Ibland måste du använda flera fodersträngar för att stärka bottenhålet.

Den minsta diametern av dem sjunker djupare än resten och kallas operationell. Perforering görs underifrån, det är genom dessa hål som massan av gas, vatten eller olja kommer att flöda in i den.

Vikten av borrvätska i borroperationer

Rätt spolningsmetod för roterande borrning kan avsevärt öka effektiviteten i processen. I verk av denna typ gäller:

• Polymerlösningar.
• Oljeemulsioner.
• Aerated solutions.
• Vatten.

Luftrensningsmetoden används också flitigt. Om arbete utförs i områden med lågt reservoartryck, använder arbetare en speciell gas. Spolning hjälper till att bli av med överflödiga föroreningar och föremål, sönderfallande stenar, vilket är oundvikligt i borrningsprocessen. Vätskan som kommer på biten kyler den. Vilket förlänger verktygets livslängd.

Roterande borrning sker i tre steg:

1. Förstörelse av jordstenar med hjälp av en mejsel.
2. Uppskjutning av vatten för att bära ut den förstörda stenen. Processen kan utföras både genom omvänd och direkt spolning, allt beror på brunnens djup, mängden vatten som används och typen av jord. Används i privata hushållpopulär direktspolningsmetod.
3. Förstärkning av väggarna i en ny brunn med höljesrör.

Roterande borrning är en arbetsintensiv process, under vilken många faktorer måste beaktas. Trots detta anses den vara ganska effektiv och används under olika förhållanden.