Găurire rotativă: tehnologie, principiu de funcționare și caracteristici

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Una dintre cele mai utilizate metode de creare a puțurilor de producție și explorare pentru apă este forajul rotativ. Este asigurată de transferul mișcărilor de rotație de la rotorul de suprafață la garnitura de foraj.

Găurirea rotativă este diferită prin faptul că nu are forță axială generată de antrenare. În timpul procesului, prelucrarea (abatorizarea) este spălată din deșeurile de rocă cu ajutorul apei și soluțiilor speciale. Luați în considerare metoda mai detaliat.

Context istoric

Găurirea rotativă a fost folosită de peste o sută patruzeci de ani. Tehnologia acestei metode de forare puțuri a fost folosită pentru prima dată în Statele Unite ale Americii la începutul anilor optzeci ai secolului al XIX-lea. De atunci, a rămas practic neschimbat, cu excepția inovațiilor minore care au condus la o eficiență mai mare. Modificările au afectat sculele de tăiat roci - au fost îmbunătățite, au fost create noi medii lichide pentru spălarea puțurilor și a crescut rezistența unor părți ale mecanismului.

Găurirea rotativă este unul dintre tipurile de găurire rotativă. Principiul estecă une alta de spargere a rocii, situată în interiorul puțului, funcționează din forța transmisă acestuia de un motor electric sau de un echipament cu turbină cu gaz. Această metodă este destul de simplă și eficientă. Cu ajutorul acestuia, sunt forate puțuri de petrol de producție și de explorare. Dimensiunea compactă a unității îi permite să fie folosită pe teren privat pentru a crea puțuri de apă.

Metode de foraj

În prezent, forarea puțurilor pentru apă se realizează prin metode de tăiere a rocii folosind mecanisme speciale. Solul poate fi săturat în două moduri:

• Cu ajutorul mecanismelor - metoda uscată.
• Jet de apă sub presiune ridicată sau gravitație - hidraulic.

În general, găurirea mecanică se efectuează într-unul din trei moduri:

• Foraj rotativ - solul este forat cu mișcări rotative.
• Impact - solul este distrus de impactul burghiului.
• Vibrare - solul este spart de vibrații de în altă frecvență.

Prima metodă este cea mai utilizată datorită simplității, costului redus și performanței în același timp.

Când se aplică metoda

Forajul rotativ este utilizat atunci când se dezvoltă soluri semi-stâncoase și stâncoase pentru forarea puțurilor de până la o sută cincizeci de metri adâncime. Pentru găurirea cu succes a rocilor, este necesar să alegeți instrumentul de foraj potrivit - o d altă și țevi ponderate. Potrivit experților, pentru o funcționare eficientă, găurirea rotativă ar trebui utilizată dacăsunt îndeplinite următoarele condiții:

• Studiul secțiunii hidrogeologice a sitului a fost realizat suficient de detaliat.
• Se știe că solul este format din roci.
• Există date despre nivelul acviferului.
• Există o presiune bună a apei subterane.
• Există posibilitatea de livrare constantă a lichidului de spălare.

În plus, trebuie avut în vedere faptul că condițiile din regiunile sudice permit operațiuni de foraj pe tot parcursul anului, iar în regiunile nordice, munca este limitată de temperatura mediului exterior, la care fluidul de spălare. îngheață.

Echipament pentru forarea puțurilor

Tehnologia de foraj rotativ presupune folosirea unor instalatii speciale – montate pe baza de vehicule autopropulsate sau stationare. Ambele trebuie să aibă următoarele componente:

• Motor.
• Tower.
• Drive.
• Swivel - un sistem care furnizează fluid în fundul găurii.
• Șnur de foraj.
• Rotor.
• Pompă cu piston.
• Mecanism de ridicare inclusiv bloc și bloc de coroană.
• Linie de presiune
• Un sistem de retur și purificare a lichidului care conține hidrocicloni, un jgheab și o sită vibrantă.

Avantajele și dezavantajele metodei

Metoda de găurire rotativă are o serie de avantaje față de alte metode. Printre acestea, trebuie remarcate următoarele:

• Depășește restul în ceea ce privește performanța: de cinci ori metoda impactului și de zece ori metoda vibrațiilor.
• Are un highviteza de lucru.
• Datorită utilizării unei varietăți de d alte detașabile, poate fi folosit pe soluri de complexitate diferită.
• Unitatea are o dimensiune compactă, astfel încât poate funcționa într-un spațiu limitat.
• Datorita posibilitatii de localizare pe platforma, unitatea este destul de mobila.
• Permite forarea puțurilor adânci și extracția apei din calcar fracturat.
• Metoda are proprietăți bune de purtare a apei.
• Permite forarea puțurilor de până la două sute de centimetri în diametru.

Alături de aceste avantaje, găurirea rotativă orientabilă are următoarele dezavantaje:

• Asigurați-vă că luați în considerare tipul de sol pentru a găsi d alta potrivită.
• Prezența particulelor de rocă super-dure în cale poate fi un obstacol care necesită utilizarea unor mecanisme mai distructive.
• Solul argilos poate interfera.
• Un obstacol serios în calea forării este terenul înghețat.
• Puterea depinde de rotorul instalat în prezent.
• Nevoia de a avea întotdeauna o cantitate mare de lichid de spălare.

În ciuda anumitor dezavantaje, această metodă are mult mai multe avantaje.

Principiul de funcționare al unităților rotative

Forajul rotativ al puțurilor se realizează printr-o instalație specială - un cadru sau turn cu zăbrele, fixat pe platformă. Toate celel alte sisteme sunt atașate la acesta, permițându-vă să ridicați și să coborâți garnitura de foraj profilată. Astfel decoloana este asamblată din mai multe conducte legate prin cuplaje pliabile.

Forța motrice este motorul electric al mașinii sau un generator separat, care transmite rotația de la coloană la rotor prin arborele de antrenare și trenul de viteze. Rotindu-se, rotorul antrenează d alta, care distruge stratul de sol din puț cu marginile sale de lucru. Intervalul de rotație poate fi ajustat. Marginile bitului pot fi din diamant, compozit sau carbură. Forma lor poate varia.

Stratul de sol dezvoltat este deplasat din mină prin spălare directă sau inversă, gravitațională sau sub presiune, folosind unități de pompare. După spălarea puțului, în ea sunt instalate țevi de tub. Prin țevile pivotante și goale ale garniturii de foraj, fluidul de spălare este furnizat burghiului, care erodează solul de sub burghiu. Prin golul dintre țevi și butoi, lichidul duce pământul. La suprafață, lichidul este colectat și curățat prin filtre speciale, astfel încât să poată fi repus în funcțiune cu ajutorul pompelor cu piston.

Caracteristici ale tehnologiei de foraj rotativ

Procesul de foraj este organizat în așa fel încât, datorită spălării stratului de sol din mină, garnitura de foraj se adâncește cu fiecare mișcare. Periodic, acesta trebuie mărit prin adăugarea altor conducte.

Procesul de foraj se realizează în pași:

• După trecerea primelor straturi libere de sol, coloana este ridicată, iar carcasa este coborâtă în arbore.
• Glosul este umplut într-un cerc cu mortar de ciment.
• Dupăcând cimentul se întărește, un pic cu un diametru mai mic este introdus în arbore și lucrul continuă.

Câțiva dintre acești pași similari pot fi efectuate, iar apoi o țeavă de producție perforată la capăt este coborâtă în arbore. În funcție de calitatea stratului de sol și de adâncime, sunt selectate numărul și greutatea țevilor, tipul de bit, viteza de rotație a acestuia și materialul marginii și presiunea fluidului de spălare. Specificațiile sunt următoarele:

• Formațiunile de stâncă ușoare rulează cu viteză maximă și cu cea mai mare frecvență.
• Solurile stâncoase necesită o frecvență redusă și o presiune redusă a fluidului.

Incluziuni dure din sol - bolovani - pe traseul rotorului, care se pot bloca, sau solurile care absorb activ spălarea pot interfera cu munca. Procesul este încetinit și de lipsa apei la locul de muncă și de prezența unui strat mare de argilă. Argila, amestecată cu apă, înfundă canalul de apă și necesită o spălare suplimentară amănunțită.

Tevi de carcasă

După forarea unui puț, este important să-i întăriți pereții. Solul nu este de încredere și se poate deplasa, ceea ce va afecta negativ gaura de fund.

Pentru a preveni prăbușirea pământului, este instalat un șir de carcasă. Ajută la prevenirea scurgerii solului și previne infiltrarea apei. Prima coloană se numește „conductor”. Este montat pentru a acoperi roci instabile. Instalarea are loc la o distanță nu mai devreme de marcajul de 30 de metri și nu mai târziu de 600 de metri. Pentru o sondă de petrol, coloana se așează la distanță, maximaproape de suprafață.

Deoarece forajul rotativ este folosit în aproape orice tip de sol, în timpul instalării stâlpilor, muncitorii sunt ghidați de condițiile geologice. Uneori trebuie să utilizați mai multe șiruri de carcasă pentru a întări gaura de fund.

Cel mai mic diametru dintre ele se scufundă mai adânc decât restul și se numește operațional. Perforarea se face de jos, prin aceste găuri se va curge masa de gaz, apă sau ulei.

Importanța fluidului de foraj în operațiunile de foraj

Metoda de spălare potrivită pentru găurirea rotativă poate crește semnificativ eficiența procesului. În lucrările de acest tip se aplică:

• Soluții polimerice.
• Emulsii de ulei.
• Soluții aerate.
• Apă.

Metoda de purjare a aerului este, de asemenea, utilizată pe scară largă. Dacă se lucrează în zone cu presiune scăzută în rezervor, atunci lucrătorii folosesc un gaz special. Spălarea ajută la eliminarea excesului de impurități și obiecte, roci care se prăbușesc, ceea ce este inevitabil în procesul de foraj. Lichidul care intră pe bit îl răcește. Care prelungește durata de viață a sculei.

Găurirea rotativă are loc în trei etape:

1. Distrugerea rocilor de pământ folosind o d altă.
2. Lansarea apei pentru a elimina roca distrusă. Procesul poate fi efectuat atât prin spălare inversă, cât și prin spălare directă, totul depinde de adâncimea puțului, de volumul de apă folosit și de tipul de sol. Folosit în gospodării privatemetoda populară de spălare directă.
3. Consolidarea pereților unui puț nou cu țevi de tubaj.

Găurirea rotativă este un proces intensiv în muncă, în timpul căruia trebuie luați în considerare mulți factori. În ciuda acestui fapt, este considerat destul de eficient și este utilizat în diferite condiții.