Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Процесс бурения нефтяных скважин

Процесс бурения нефтяных скважин

Бурением называется воздействие спецтехники на почвенные слои, в результате чего в земле образуется скважина, через которую будут добывать ценные ресурсы. Процесс бурения нефтяных скважин осуществляется по разным направлениям работы, которые зависят от расположения почвенного или горного пласта: оно может быть горизонтальным, вертикальным либо наклонным.

В результате работы в земле образуется цилиндрическая пустота в виде прямого ствола, или скважина. Ее диаметр может быть различным в зависимости от назначения, но он всегда меньше параметра длины. Начало скважины расположено на поверхности почвы. Стены называются стволом, а дно скважины – забоем.

Регламент проведения работ по бурению скважин на воду

Прежде всего хочется отметить что регламент проведения буровых работ – это основополагающий документ, в котором описывается весь технологический процесс бурения скважины, подлежащий строгому исполнению и любое отступление от регламента должно утверждаться руководством буровой и проектной организациями. Не маловажная роль в регламенте проведения работ отводиться контролю за действиями буровой бригады, путем передачи информации в строго обозначенное время (сводки).

Технология бурения скважины под воду

Схема правильной долговечной скважины

Следующий этап бурения – это бурение по скальной породе. Скальные породы имеют различную степень твердости. В зависимости от твердости породы бурение на воду производится либо пневмоударником, либо шарошечными долотьями. Выдув продуктов бурения (шлама) производится при помощи компрессора. Бурение этими инструментами проходит до основного водоносного (до разлома содержащего воду) слоя, дающего необходимый дебит (водоприток) скважине. Далее всю скважину до этого водоноса обсаживаем трубой ПНД диаметром 125мм. Это делать нужно в обязательном порядке, т.к если порода слабая (неустойчивая), то скважину может завалить, что приведет к потере насоса и скважина перестанет функционировать.

Следующий этап бурения – отбуривание отстойника. Используется тот же инструмент, только бур меньшего диаметра 110мм, чтобы помещался во внутрь 125-ой трубы. Его глубина 3-5 метров. Отстойник необходим для долговечной работы скважины. Все частицы породы, попадающие в водоносный слой в процессе эксплуатации скважины, оседают в отстойнике. Гарантия на такую скважину минимум 5 лет.

После того, как скважина уже готова – обсажена двумя трубами, пробурен отстойник, ее необходимо прокачать до визуально чистой воды. Прокачка может занять от 10 минут до одного часа. В любом случае в процессе прокачки вода должна просветляться. Это говорит о том, что скважина рано или поздно прокачается до чистой воды. После прокачки компрессором скважину необходимо прокачать насосом. Прокачиваем до отсутствия осадка в стакане с водой из скважины. Данный процесс может занять от 10 минут до недели.

ВЫВОД: Обсаживать скважину необходимо только двумя обсадными трубами, т.е использовать двухтрубную конструкцию. Только ДВУХТРУБНАЯ конструкция делает скважину КАЧЕСТВЕННОЙ. Экономия на трубах недопустима.

Наши цены

    Стандартное Бурение750 руб/метр (до 90 м);

    • — Труба ПНД 125мм — 450 рубметр;
    • — Труба ПНД 160мм — 600 рубметр;
    • — Жел. труба 159мм — 1200 рубметр;

Бурение малогабаритной буровой установкой (1,5*2,5*1,9)1100 руб/метр (до 80 м);

Бурение под сваи ямобуром1300 руб/час, мин 4 часа

При удаленности более 60 км от г. Екатеринбурга доп. плата в размере 25 руб/км

Наши преимущества

— Работаем без выходных с 8-00 до 23-00
— Оптимальное соотношение цена/качество. Гибкая система ценообразования, сезонные скидки
— Мощный японский компрессор AIRMAN позволяет значительно сократить время бурения
— Наличие малогабаритной буровой установки
— Многолетний опыт работы наших специалистов в отрасли (стаж бурения от 20 лет)
— Наличный и безналичный расчет
— Гарантия на скважину до 7 лет
— Используем в качестве обсадных труб только сертифицированную продукцию ведущих производителей
— Бурение скважин до 150 м, что позволяет получить более чистую по составу воду
— Выдаются все необходимые документы на скважину
— Оперативное решение комплексных задач водоснабжения дома

Роторный способ

Процесс бурения скважины на воду основан на аналогичной методике, которая применяется в сфере добычи нефти. Роторное бурение считается нежелательным для маленьких участков. Но применяется на ограниченной территории, когда нет другой альтернативы.

Этот энергозатратный метод служит для разбивания твердых пород, прохождения через известняк и скальные образования. Вращающийся ротор уходит вниз, разбивая породу и вынося ее частицы на поверхность. В рабочей зоне появляется загрязнение. Оно состоит из земли, обломков камней, цементного раствора.

В процессе бурения цементный раствор используется для промывки скважины, укрепления ее стенок. После окончания работы излишек раствора удаляется, как и появившееся загрязнение.

Роторное бурение

Высокотехнологичный метод бурения глубоких артезианских скважин. Современные технологии бурения скважин чаще всего используют именно роторный метод. Мощная буровая установка на большом автомобильном шасси, используя шарошечное долото, позволяет бурить скважину на глубину более 200 м практически в любой твердой породе. Помехой не станут ни валуны, ни даже породы повышенной твердости типа окремненного известняка — технология бурения артезианской скважины в этом случае использует специальное алмазное долото. В основном метод используется для создания качественных артезианских скважин с хорошим дебитом. Важным дополнительным достоинством роторного бурения является возможность разместить скважину в любом удобном для Вас месте на участке.

Читать еще:  Какие бывают виды отверток?


буровая установка УРБ2 А2 на шасси УРАЛ

Процесс бурения происходит с промывкой буровым раствором. Раствор выполняет сразу несколько функций: охлаждает и смазывает буровой инструмент, укрепляет стенки скважины, выносит на поверхность шлам. Шлам — это смесь бурового раствора с частицами разрушенной породы. Шлам оседает в приямке, выкопанном рядом с местом бурения, а раствор возвращается в скважину.

Различают два вида промывки при бурении. Прямая промывка — буровой раствор подается через буровые штанги и выходит по стволу скважины, вынося шлам на поверхность. Обратная промывка — попав в скважину, раствор забирается из нижней точки и выводится на поверхность через буровую колонну. Обратная промывка дает возможность более качественно вскрыть водоносный горизонт, но обходится дороже, так как требует сложного оборудования.

Бурение скважин в зимнее время

При строительстве или заселении в готовый дом зимой может потребоваться срочная организация водоснабжения.

Бурение скважин на воду зимой вполне обычное явление и имеет ряд плюсов. К ним относятся:

  • снижение цен из-за меньшего количества заказов у буровиков;
  • уменьшение повреждений грунта на участке;
  • отсутствие необходимости утилизации глинистого раствора;
  • проезд грузовой техники в закрытые для движения летом населенные пункты;
  • возможность беспроблемного бурения в местах с высоким уровнем грунтовых вод.

Поэтому зимнее бурение становится более популярным у владельцев частных домов. Множество плюсов оттеняются только одним минусом — дискомфорт работы для буровиков. Возможность предоставить им горячий чай или место для обогрева оставляет в зимнем бурении только плюсы.

История технологического развития процесса бурения скважин

Так бурили скважины в бакинской нефтяной провинции всего полтора века назад

История нефтедобычи в СССР — это героическая история. На фото: буровой мастер Михаил Каверочкин, с именем которого тесно связано освоение морского месторождения «Нефтяные камни» в Азербайджане

Человек довольно давно понял, что богатства Земли расположены не только на ее поверхности, но и в недоступных глубинах. С тех пор началась интеллектуальная и технологическая битва за недра, которая продолжается и по сей день.

Текст: София Зорина

УДАРНО-КАНАТНОЕ БУРЕНИЕ

Как и когда точно появились первые технологии, известные нынче как бурение скважин, — доподлинно неизвестно. Скорее всего, это случилось в Китае 3000 или 4000 лет до нашей эры. По крайней мере именно китайцы запечатлели свои достижения в этой сфере в различных рисунках. Метод, применяемый китайцами для бурения, позже получил название ударно-канатного и в некоторых случаях успешно применяется сегодня. Суть его проста: породоразрушающий наконечник привязывается к канату, поднимается на высоту и сбрасывается вниз. Терпение и трудолюбие позволяло жителям Китая таким способом сооружать скважины до 500 метров глубиной и добывать из них воду и солевые растворы. Иногда в скважинах находили газ или нефть, но они древних буровиков интересовали мало.

УДАРНО-ШТАНГОВОЕ БУРЕНИЕ

В России бурить скважины начали намного позже. Первые упоминания об этом относятся к IX веку. Целью добычи, как и в Китае, была в основном соль, а искали ее в Старой Руссе и Соликамске. Хотя общий принцип бурения — ударное — был тот же, что и в Китае, сама «бурильная установка» несколько видоизменилась. Канат был заменен на штангу, напоминающую колодезного «журавля». «Журавль» «задирал голову», и затем привязанное к его концу долото падало вниз. В наши дни такой вид бурения носит название ударно-штангового. В современном виде его применяют в основном для бурения скважин на воду. Возможно, именно в России начали впервые применять и обсадные трубы — для крепления стенок скважины. В качестве труб использовались продолбленные стволы деревьев или трубы, сплетенные из ивовой коры.

ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ

Самым распространенным видом бурения в нефтегазовой отрасли сегодня является вращательное и его разновидности. Собственно, получать отверстия с помощью сверла люди научились еще в неолите. Как свидетельствуют археологические находки, наши древние предки с успехом делали отверстия в своих каменных орудиях или в разноцветных камушках, которые потом собирали в бусы. Однако для бурения скважин принцип сверления стали применять на удивление поздно. Только в середине XV века в Европе был опубликован первый чертеж вращательного устройства для сооружения колодцев. Среди документов Леонардо да Винчи можно найти эскиз бурового станка для ручного бурения, датированный 1500 годом. Принцип его работы прост: с помощью рукоятки-крестовины вращается штанга, к концу которой приделан острый наконечник, разрушающий породу. Вся конструкция для устойчивости помещена в треногу. Подобные устройства впоследствии широко использовались во Франции для бурения скважин на воду.

НЕФТЯНАЯ ЛИХОРАДКА

Ощутимый толчок развитию вращательного бурения придали только поиски нефти. Кстати, основоположником нефтедобычи можно считать Российскую империю. Как свидетельствуют документы, в 1846 году в поселке Биби-Эйбат близ Баку (входившего в те годы в Российскую империю) горный инженер Семенов пробурил первую в мире скважину на нефть. Однако российские власти не придали этому факту большого значения, и слава первопроходцев чуть позднее досталась американцам. Уже к концу XIX века стало активно внедряться вращательное бурение, при этом вращение долота вместе со всей колонной бурильных труб осуществлялось с поверхности. Этот способ бурения, называемый роторным, крайне трудозатратен, особенно на больших глубинах. Поэтому еще в XIX веке предпринимались первые попытки создать забойный двигатель, то есть двигатель, который размещался бы на забое непосредственно над долотом. Большинство из предложенных идей тогда так и остались нереализованными.

Читать еще:  Как закрыть трубы в туалете: способы преображения санузла
СИЛА ВОДЫ

Проблему забойного двигателя первым всерьез решил советский инженер Матвей Капелюшников. Он предложил использовать для вращения долота энергию потока промывочной жидкости (бурового раствора), движущейся по бурильной колонне. С помощью турбины гидравлическая энергия потока преобразуется в механическую энергию вращения долота. Такой вид бурильного оборудования стали называть гидравлическим забойным двигателем, или турбобуром. Впервые он был промышленно изготовлен в 1923 году. Позднее конструкция гидравлического забойного двигателя значительно усовершенствовалась, и в настоящее время бурение нефтяных скважин с применением гидравлических забойных двигателей является экономичным, проверенным и надежным способом бурения скважин.

Альтернативой турбобуру можно считать электробур — забойный двигатель, работающий от электричества. Первые варианты электробура появились еще в конце XIX — начале XX века. В Советском Союзе электробур был создан в 1938 году, и в в Баку с его помощью была пробурена первая скважина. Всего в СССР элетробурением проходили порядка 2% от всего объема скважин. С изобретением турбобура и электробура в СССР активно стало развиваться бурение наклонно-направленных скважин.

ПЕРЕМЕНА НАПРАВЛЕНИЯ

Уже в самом начале развития бурения скважин на нефть и газ стало понятно, что вертикальные скважины далеко не всегда достигают цели. Так появилась идея бурить наклонно-направленные скважины, а позднее — горизонтальные. Отклонение скважины от вертикали возможно несколькими способами и зависит от поставленной задачи. Так, наклонная скважина может забуриваться непосредственно с земной поверхности либо отклоняться от вертикали на глубине с помощью специальных отклонителей. Максимальный угол отклонения может достигать 90 градусов.

При роторном способе бурения отклонения достигали за счет использования клина. Сегодня наиболее эффективным считается применение роторных управляемых систем (РУС), позволяющих бурить скважины различного профиля и диаметра. При бурении гидравлическим забойным двигателем искривление скважины достигается за счет отклоняющего давления на долото в процессе бурения. В этом случае весь процесс сводится к управлению отклоняющей силой в нужном азимуте. Создавать отклоняющую силу можно разными способами. В частности, для этого достаточно иметь над забойным двигателем искривленную тем или иным способом бурильную трубу, которая будет стремиться выпрямиться, направляя таким образом долото. Современная техника позволяет полностью контролировать и корректировать направление действия отклоняющей силы.

ВСЕ НАВЕРХ

Эффективное бурение невозможно без удаления из скважины шлама — продуктов разрушения породы. Изначально шлам из скважины просто вычерпывали, поднимая для этого долото наверх и опуская в скважину желонку — «ведро» с клапаном, удерживавшим набранную в желонку породу. Так продолжалось до тех пор, пока в 1833 году французский инженер Фловиль, наблюдая процесс бурения, не пришел к выводу, что фонтанирующая вода очень эффективно удаляет буровой шлам из скважины. Инженер применил этот способ на практике, и по сей день принцип чистки буровых скважин раствором, подаваемым насосом с поверхности в бурильную колонну и выталкиваемым на поверхность в пространстве между колонной и стволом скважины, остается неизменным. Однако если сначала в качестве промывочной жидкости применялась вода, то сегодня состав и функционал бурового раствора значительно усложнились. Современный буровой раствор помимо удаления шлама из скважины несет еще ряд важнейших функций. Во‑первых, он способствует облегчению процесса разрушения горных пород на забое — как за счет энергии потока на выходе из бурового снаряда, так и за счет понижения твердости пород с помощью специальных веществ, добавленных в раствор. Другая задача бурового раствора — способствовать сохранению устойчивости стенок скважины. Для этого в промывочные жидкости вводят твердые компоненты, которые, отлагаясь при фильтрации в порах и тонких трещинах породы, образуют малопроницаемую для жидкой фазы корку. Таким образом буровой раствор не смешивается с содержимым коллектора.

Влияет промывочная жидкость и на технические параметры бурения. Помимо того что при турбинном бурении она является основной движущей силой, буровой раствор также охлаждает бурильный инструмент, предохраняет его от коррозии, влияет на механическую скорость бурения, уменьшает вращение колонны бурильных труб.

СОВРЕМЕННАЯ БУРОВАЯ

Эволюция буровых установок, продолжавшаяся несколько тысяч лет, сегодня идет по пути совершенствования систем управления всеми стадиями процесса бурения. В частности, на современных буровых все основные механизмы управляются с помощью частотно-регулируемого привода переменного тока, а цифровая система управления автоматизирована. Еще одна особенность — высокая монтажеспособность буровой установки, которую можно сравнить с конструктором Lego. Буровую в буквальном смысле можно собрать из нескольких блоков.

Читать еще:  Почему не рекомендуется использовать чёрные саморезы?

Процесс бурения постоянно совершенствуется за счет улучшений в каждом элементе системы. Так, например, бурильные трубы свинчиваются друг с другом с помощью автоматического гидравлического ключа; автоматизирована и подача труб на буровую площадку; для очистки бурового раствора применяется 4- или 5-ступенчатая система; функционируют комбинированная система обогрева буровой установки, система контроля параметров бурения с интуитивным пользовательским интерфейсом, система компенсации крутильных колебаний бурильной колонны.

Улучшены и условия труда: кабина бурильщика оснащена не только всем необходимым оборудованием и цветной системой видеонаблюдения за всей буровой установкой, но и системой терморегулирования, а также ударопрочным остеклением. Применение современных буровых установок позволяет повысить производительность бурения, уменьшить осложнения, сократить сроки выполнения работ на всех этапах, уменьшить влияние на окружающую среду, сократить время выполнения работ и вести бурение скважин сложной конструкции.

ЭВОЛЮЦИЯ БУРЕНИЯ

Темпы развития буровых технологий стремительными не назовешь — многие современные методы изобретены лет назад. Технологический рывок был совершен лишь с началом промышленного использования нефти.


Инфографика: Надежда Андрианова

Методы бурения

Для строительства гидротехнического сооружения может использоваться один из следующих методов бурения:

  1. Роторная технология бурения скважин на воду заимствована у нефтяной отрасли. Процесс бурения проходит за счёт разрушения породы при помощи шарошечного долота. Для его вращения используется привод внутреннего сгорания, расположенный на машине. Этот метод бурения подходит в тех случаях, когда скважина должна пройти через прочные скальные породы и известняк. Для подъёма разрушенной породы на поверхность используется специальный промывочный раствор.
  2. Ударно-канатная методика бурения была заимствована у китайцев. Для разрушения породы используется специальный груз с заострённым концом, который сбрасывается в скважину со значительной высоты. Груз располагается в специальной трубе. Кроме него используются желонки или стаканы. Стакан применяется на глинистых почвах, поскольку порода хорошо прилипает к его стенкам. Желонка хорошо удерживает сыпучую и рыхлую породу за счёт наличия клапана, который открывается при ударе о землю. Это самый трудоёмкий и медленный способ бурения. Среди преимуществ стоит назвать простоту выполнения и минимальное количество необходимых приспособлений.
  3. Гидробурение подходит для рыхлых и песчаных пород. Этот метод делится на две разновидности:
    • В одном случае процесс проходит без забурника. Бурение происходит за счёт воды, подающейся вниз под высоким давлением. Метод считается самым быстрым при условии, что на пути не попадутся крупные камни и твёрдые породы. Максимальная глубина забоя составляет 15-20 м. Зато выбор диаметра скважины довольно большой от 5 см до 30 см. Также облегчается выбор насосного оборудования.
    • Вторая разновидность гидробурения подразумевает использование забурника, которым оборудуется полая штанга. В этом случае для бурения используется не чистая вода, а смесь воды и бентонитовой глины. Этот раствор позволяет дополнительно укрепить стенки скважины. Разрушенная порода вымывается в шламоотстойник. Глубина забоя может быть любой. Однако ствол шахты будет иметь телескопическую форму из-за необходимости использования полых труб.
  1. Шнековая технология бурения скважин – это самый недорогой и простой метод выполнения проходки. Единственный недостаток – такой способ подходит только для песчаных почв. Бурение происходит за счёт вращения керноприёмного бура. Поскольку скорость бурения внушительная, установку обсадных труб производят по мере углубления забоя, чтобы предотвратить обсыпание стенок шахты.
  2. Перфоративное бурение . Этот метод подходит для сооружения абиссинских колодцев. Скважина-игла делается при помощи копья, надетого на железные штанги. Небольшая глубина забоя и незначительный диаметр позволяют проводить работу без использования специальной техники. Бурение выполняется при помощи бабки или штанги. Второй инструмент предпочтительнее, поскольку резьбовому соединению придётся выдерживать только нагрузки на растяжении.

Гидравлические буровые установки

Гидравликой бурят не только с подачей раствора (промывкой), но также применяя проходку шнеком, пневмоударом и колонковой трубой. Проходка может осуществляться для разного типа пород и под любым углом, подходит даже для горизонтального направленного бурения гидрогеологических скважин.

Раму буровой установки для транспортировки можно установить на пикап или прикрепить к ней колеса.

Глубина проходки в зависимости от бурового инструмента.

Тип инструментаГлубина, м.Диаметр, мм.
Твердосплавное долото без выемки грунта60-14076
Твердосплавная коронка с выемкой грунта60-8059, 93, 112
Пневмоударник40110
Шнек30130

Помимо угла проходки можно устанавливать частоту вращений гидробура от 0 до 250 об/мин с крутящим моментом 1600 нм. В среднем буровая установка весит 365 кг. и имеет следующие габариты: высота — 2,5 м., ширина — 1,1 м., длина — 1,4 м. За счет гидравлики, эти машины бурят скважину как в – 40°, так и +40°.

Гидробурение может производиться как самостоятельно, так и при помощи профессионалов со спецтехникой. Обратившись к специалистам, помимо аккуратно выполненной в срок работы вы получите гарантию 1 год.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×