Бурение роторным способом

17.05.2017


Наша буровая компания Дело располагает установками роторного бурения, такими как ПБУ, ПБУ-2, УГБ 1ВС, УРБ 2А2, МРК - 750, установленные в основном на шасси автомашин вездеходов ЗИЛ 131, и Мерседес Unimog. Специалисты нашей буровой компании Дело, имеют высокую квалификацию и могут работать на всех перечисленных буровых установках, предназначенных для роторного бурения в грунтах повышенной категории твердости. Наша буровая компания базируется в Волосовском районе Ленинградской области и по этому мы производим бурение большого количества скважин на воду в основном в соседних районах Гатчинском районе, Ломоносовском районе, Кингисеппском районе, Волосовском районе и так же в Петродворцовом и Красносельском районе города Санкт-Петербурга. и сегодня мы хотим вам рассказать , что же это такое роторное бурение скважин.

Роторный способ один из самых скоростных способов бурения. 
При роторном способе бурения скважины на воду в Ленинградской области и Санкт-Петербурге (СПб), порода разрушается с помощью вращающегося бура (бур – это породоразрушающий инструмент). Вращение на бур передаётся от ротора, расположенного на поверхности от палубного двигателя буровой установки или посредством коробки отбора мощности от двигателя шасси автотранспортного средства на котором установлена буровая установка, с помощью колонны бурильных труб. Роторный способ позволяет бурить скважины на воду диаметром от 76 мм до 215 мм. При использовании долот различного диаметра роторный способ позволяет бурить внутри обсадных труб. Чтобы закрепить стенки буримой скважины и предотвратить её обрушение, в скважину опускают обсадные трубы, а дальнейшее бурение скважин на воду проводят долотом меньшего диаметра. 

Роторное бурение скважин на воду (беспрерывное вращательное бурение на воду) - это способ проходки эксплуатационных скважин на воду, при котором вращение на долото передается через колонну бурильных труб от ротора, расположенного на поверхности и которое обеспечивает разрушение (крошение, резание) пород в забое скважины, соответствующими долотами и дальнейший вынос их глинистым раствором, водой или сжатым воздухом при одновременном охлаждении бурового инструмента.

Роторное бурение следует использовать при выполнении следующих условий:

1. Хорошо изученный геолого-гидрогеологический разрез участка бурения;
2. Заранее разведанные и опробованные водоносные горизонты, для которых имеется подробная характеристика качества и количества воды;
3. Горизонты воды характеризуются большими напорами;
4. Возможность проведения каротажа скважины;
5. Возможность бесперебойной доставки воды и глины к месту бурения.
В настоящее время в нашей стране широкое применение получили следующие виды роторного бурения: с прямой промывкой глинистым раствором и водой (комбинированный), с обратной промывкой водой, с продувкой сжатым воздухом, колонковое , ну и конечно шнековый способ бурения скважин на воду.

Роторное бурение скважин на воду в Ленинградской области и Санкт-Петербурге (СПб) с прямой промывкой глинистым раствором.



Этот способ имеет некоторые преимущества и может быть рекомендован для бурения различных пород, а также при применении испытателей пластов, опережающего способа опробования на стадии поисково-разведочных работ. Роторный способ бурения скважин на воду с промывкой, может быть осуществлен следующими буровыми установками: СБДУМ-150-ЗИВ, УРБ-2, УРБ-2,5А; УРБ-3АМ, 1БА-15В, УБВ-600; БУ80БРД, УРБ-3А3, УРБ-3А2.

Преимущества:
1. Возможность бурения пород различной твердости на различной глубине;
2. Небольшая металлоемкость конструкции.

Недостатки:
1. При использовании глинистого раствора возникает трудность качественного опробования водоносных пластов и их освоения, что приводит к снижению дебита скважины, требует проведения длительных и сложных работ по ее разглинизации;
2. Необходимость снабжения установок проводящих бурение скважин водой и качественной глиной;
3. Трудности бурения в породах, содержащих валунно-галечниковые включения, поглощающие промывочную жидкость;
4. Трудности организации работ в зимнее время при отрицательных температурах.

Роторное бурение скважин на воду в Ленинградской области и Санкт-Петербурге (СПб) с обратной промывкой водой.




При этом способе бурения скважину промывают водой, которая поступает на забой между стенками скважины и бурильных труб. Разрушенная порода и вода (шлам) поднимаются с забоя по трубам бурильной колонны и через резиновый рукав поступают в отстойник, где вода очищается от шлама и снова, самотеком, направляется в затрубное пространство будущей водозаборной скважины. Вода, омывая, охлаждает долото, а затем, смешиваясь с разрушенной породой, всасывается при помощи эрлифта или центробежного насоса в отстойник. При этом уровень воды в скважине должен быть постоянно на 3-4 метра выше статического уровня водоносного горизонта. Если от устья скважины до глубины статического уровня залегают неустойчивые породы (пески, супеси), то этот интервал закрепляют трубами.

Преимущества:
1. Высокие механические скорости бурения в мягких и рыхлых породах, превышающие аналогичные показатели при бурении с прямой промывкой в 1,5-2 раза;
2. Высокое качество вскрытия пласта, обеспечивающее высокие дебиты;
3. Возможность бурения скважины больших диаметров (до 1200-1500 мм).

Недостатки:
1. Возможность бурения только в мягких и рыхлых породах I-IV категорий по буримости;
2. Возможность бурения, если уровень подземных вод находится на глубине 3 м и более.

Роторный способ с обратной промывкой водой осуществляется буровыми установками: 1БА115К, FA12, FA20, FA10, PA15. Этот способ может быть рекомендован для бурения мягких и рыхлых пород, залегающих на глубине до 200-300 м, при необходимости создания мощного контура гравийной обсыпки и сооружения высокодебитной скважины.

Колонковое бурение скважин на воду в Ленинградской области и Санкт-Петербурге (СПб).




Колонковое бурение скважин на воду, вращательное бурение, при котором разрушение породы осуществляется не по всей площади забоя, а по кольцу с сохранением внутренней части породы в виде керна. При таком способе частицы разрушенной породы удаляются из забоя и выносятся на поверхность промывочной жидкостью, нагнетаемой буровым насосом в колонну бурильных труб. Выбуренный керн входит в колонковую трубу и по мере углубления будущей водозаборной скважины заполняет её. Периодически керн заклинивают, отрывают от забоя и поднимают на поверхность. Колонковое бурение скважин на воду осуществляется буровыми установками, с помощью которых производятся спуск и подъём инструмента, вращение и подача бурового снаряда и другие операции связанные с производством буровых работ. В зависимости от твёрдости и абразивных свойств горных пород для бурения используются буровые коронки (или долота) различных типов. Колонковое бурение бывает - вертикальное, наклонное, восстающее. Многозабойные скважины в породах с самыми разнообразными физико-механическими свойствами. Колонковое бурение обычно применяется, при разведке твердых полезных ископаемых, а также в инженерно-геологических изысканиях, но и при бурении скважин на воду в горных породах повышенной категории твердости.

Преимущества:
1. Возможность бурения скважин почти во всех разновидностях горных пород ;
2. Сравнительно большие глубины бурения;
3. Возможность получения керна с незначительными нарушениями природного сложения грунта;
4. Хорошая освоенность технологии бурения;
5. Возможность проводить бурение при любых температурах;

Недостатки:
1. Малый диаметр скважин;
2. Не позволяет проводить гидрогеологические исследования и испытания грунтов штампами;

Шнековращательное бурение скважин на воду в Ленинградской области и Санкт-Петербурге (СПб).



Бурение «всухую» (без подачи в скважину воды и без расхаживания снаряда) — наиболее распространенная разновидность колонкового бурения при изысканиях. Хотя оно носит название бурения «всухую», однако реализуется при наличии в скважине воды или с подливом последней.
Один из самых распространенных способов бурения скважин ,это - шнековый способ. При бурении неглубоких скважин в мягких и рыхлых породах получило распространение вращательное бурение с транспортировкой разрушенной породы на поверхность шнековым транспортером, выполняющим одновременно функции бурильной колонны. Этим способом осуществляется бурение скважин глубиной до 50 м (реже до 80 м) диаметрами от 60 до 800 мм.
Шнеком называется стальная труба, на которую наваривают стальную ленту по спирали. По виду это напоминает обычный штопор или деталь мясорубки, которая называется «архимедова спираль». 
Торцы шнеков снабжаются креплением, для соединения между собой, это может быть шпонка, резьба или шестигранник(папа и мама). Такое бурение применяется для бурения взрывных скважин при сейсморазведке, инженерно- и гидрогеологических исследованиях, геологической съемке, поисках и картировании, разведке некоторых видов полезных ископаемых (строительных материалов, россыпей месторождений тяжелых металлов, никеленосных латеритов в корах выветривания и др.).Процесс шнекового бурения скважин на воду включает в себя разрушение породы на забое, которое, в зависимости от ее физико-механических свойств, представляет собой резание или разрыхление, и транспортировку продуктов разрушения шнековым транспортером к устью скважины.
Для бурения с отбором керна применяют шнеки с большим проходным отверстием в трубе, позволяющим размещать внутри колонны съемный керноприемник-грунтонос. Разрушенная порода вытесняется вращающимися лопастями долота на ленту шнекового транспорта. Дальнейший ее подъем возможен при условии, что угол винтовой линии спирали меньше угла трении породы о поверхность шнека. Движение породы вверх происходит в результате того, что пластичная породная масса образует со спиралью шнека пару «винт»-«гайка». Породная масса («гайка»), удерживаемая от вращения неровностями ствола, при вращении винтовой поверхности шнека перемещается вверх. Режим ее перемещения определяется частотой вращения шнековой колонны. 

Преимущества шнекового способа: 
1. Высокая механическая скорость бурения скважин на воду, 
2. Незначительные затраты времени на монтажно-демонтажные работы и вспомогательные операции, 
3. Сравнительно большой диаметр скважин; 
4. Отсутствие потребности в воде для промывки.
5. Возможность проводить буровые работы автономно.
6. Постоянное внедрение новых технологий.

Недостатки: 
1. Большой расход мощности и ограниченная область применения,
2. Трудность проведения качественной геологической документации.




Конструкция скважины при роторном бурении.

При роторном бурении скважин на воду, скважины, бурение которых производится на глубины более 55м, обычно имеют следующую конструкцию: шахтное направление, кондуктор, промежуточная колонна, эксплуатационная колонна и фильтровая колонна. 
Шахтное направление служит для закрепления устья скважины от размыва глинистым раствором и направления циркулирующего раствора. Направление состоит из трубы длиной 3-6 м. В зависимости от устойчивости верхнего слоя пород направляющая труба спускается в заранее вырытый шурф, после проверки вертикальности ее забутовывают или цементируют. Кондуктор предназначен для перекрытия горизонта, не подлежащего эксплуатации, или неустойчивых верхних пород, а также для обеспечения вертикальности скважины. Длина кондуктора не должна быть больше 50 м. затрубное пространство обязательно цементируют от башмака до устья скважины. Промежуточная колонна устанавливается редко, только при необходимости перекрытия не закрепленных направлением или кондуктором водоносных горизонтов, склонных к обвалам и поглощению промывочной жидкости. Эксплуатационные колонны являются основными для скважин на воду.
При бурении скважин на воду на глубины до 55м обычно устанавливается только эксплуатационная колонна, которая в случае возникновения каких-либо проблем со скважиной легко изымается из скважины и если это требуется по технологии ремонтных работ заменяется на другую или реставрируется её отдельный участок. Если вы эксплуатируете скважину строго согласно «правил эксплуатации водозаборной скважины», то в течении года обсадная , она же эксплуатационная, колонна обжимается грунтами по всей глубине скважины. 

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
Хочешь получить бесплатную консультацию специалиста?