Роторный способ бурения

Роторные бурение – разновидность вращательного способа бурения. Оно широко для проходки скважин при поисках, разведке и эксплуатации жидких и газообразных полезных ископаемых, а также при разведке месторождений твердых полезных ископаемых на стадии детальной разведки.

Название роторного способа бурения произошло от названия механизма – ротора с помощью которого передается крутящий момент через ведущую трубу (квадрат) колонне бурильных труб.

 

Рис. 12 Схема компоновки снаряда роторного бурения

В состав бурового снаряда (см. рис12) входит породоразрушающий инструмент-1, которые называются долотами, утяжеленные бурильные трубы – 2, колонна бурильных труб – 3 и ведущая труба – 4.

Долота для бескернового бурения. По характеру разрушения горной породы долота делятся на лопастные, алмазные и долота тип ИСМ.

пастные долота разрушают породу резанием и скалыванием. Они предназначены для бурения мягких и иногда средней твердости пород I-IV категорий по буримости. Выпускаются долота следующих типов, двухлопастные 2Л с диаметрами от 76 мм до 161 мм с обычной промывочной, трехлопастные ЗЛ и ЗЛГ с диаметрами от 118 мм до 445 мм с обычной и гидромониторной промывкой, многолопастные типа ИР и ИРГ диаметрами от 76 мм до 269 мм. На корпус долота наносится его шифр. Например, ЗАГ-295 расшифровывается следующим образом: ЗЛ- трехлопастные, Г – с гидромониторными насадками, 295 – диаметр долота 6 мм. Шарошечные долота получили наибольшее распространение при бурении скважин. Они применяют при бурении пород любой категории крепости, но наиболее успешно в породах V-Х категорий по буримости.

Классификация шарошечных долот: по количеству шарошек они подразделяются на одно, двух, трех и многошарошечных долота, по конструкции корпуса подразделяются на группу А и группу Б.У долот группы А сварной, у долот Б корпус цельнолитой, по принципу действия шарошечные долота подразделяются на долота дробящего действия и долота дробяще-скалывающего действия. У долот дробящего оси шарошек направлены к продольной оси долота, а у долот дробяще-скалывающего действия оси шарошек смещены относительно продольной оси долота (см. рис.13).

 

Рис.13 Схемы расположения шарошек

а) дробящего действия; б) дробяще-скалывающего действия.

Долота дробящего действия в основном используются при бурении твердых и крепких пород. Разрушение горной породы осуществляется за счет нанесения ударов зубьями шарошки по забоя с образованием лунок разрушения. Порода между смежными лунками самопроизвольно скалывается, а при бурении мягких пластичных пород скалывания между лунками не происходит и их разрушение происходит за счет проскальзывания шарошек к забою, что достигается смещением осей шарошек относительно продольной оси долота.

По твердости буримых пород шарошечные долота делятся на 13 типов: М, МЗ, МС, МСЗ, С, СЗ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К, КЗМ, ОК. Здесь М означает, что долота данного типа предназначены для бурения мягких пород, С- средних пород, Т- твердых, К- крепких, ОК – очень крепких пород. Буква З – означает, что данные долота предназначены для бурения абразивных горных пород, например, МЗ – для бурения мягких абразивных пород (песок).

Тип долота обычно указывается в шифре долота, например, 1В-295С расшифровывается следующим образом: 1-первая модификация, В – Верхнесергинский долотный завод, 295 – диаметр долота в мм, С – тип долота (для бурения пород средней твердости). В шифре долота дополнительно могут быть обозначения ГНУ или ГАУ, которые обозначают, что эти долота выполнены с герметизирующими маслонаполненными опорами.

Диаметры выпускаемых шарошечных долот стандартизованы и соответствуют следующими нормальному ряду (в мм): 93, 98 112, 132, 140, 151, 165, 190, 214, 243, 269, 295, 320, 349, 445, 490.

Алмазные долота предназначены для бурения пород V-XI категорий по буримости на больших глубинах (свыше 2500-3000м). В таких условиях применение алмазных долот, обладающих высокой изностойкость (до 200-250 работы), обеспечивает высокую рейсовую скорость проходки.

Алмазное долото состоит из корпуса с присоединительной резьбой и припаянной к нему алмазосодержащей матрицы. В корпусе имеются каналы для прохода промовочной жидкости.

При бурении установками роторного типа, когда зачастую бурение ведется с «крюка», т.е. у установки отсутствует принудительная система подачи, в компоновку бурового снаряда включают утяжеленные бурильные трубы (УБТ).

Основные назначение утяжеленных бурильных труб это создание необходимого осевого усилия породоразрушающему инструменту для эффективного разрушения горной породы. Набор необходимого осевого усилия подбирается длиной УБТ, которая определяется из следующей зависимости:

(17)

 

где – необходимая длина утяжеленных бурильных труб, м;

– необходимая осевая нагрузка, даН;

– коэффициент увеличения УБТ для дополнительного растяжения бурильных труб ( );

– ускорение свободного падения, м/с², ( );

– масса 1 п.м. УБТ, кг;

и – соответственно плотности промовочной жидкости и материала труб, (для стали ), для воды , для нормального глинистого раствора .

Масса 1 погонного метра УБТ приведена в таблице 9.

Таблица 9 – Массы 1 п.м. УБТ.

 

Диаметр УБТ, мм
Масса 1 п.м., кг	49,9	68,0	98,0	145,0	192,0

Использование УБТ также применяется для растяжения нижней части колонны бурильных труб, которая принимает форму спирали от собственного веса и на этом участке колонна испытывает знакопеременные нагрузки и зачастую могут привести к их поломке. Кроме того использование УБТ применяется для предотвращения искривления скважин.

Бурильные трубы применяются для тех же целей, что и при колонковом способе бурения.

При роторном способе бурения применяются бурильные трубы двух основных типов: с концами высаженными внутрь и наружу.

Бурильные трубы изготовляют наружным диаметром 60, 73, 89, 102, 114 и 140 мм при толщине стенок от 7 до 12 мм. Для изготовления труб используют стали групп прочности Д, К, Е, Л, М, Р, Т имеющие предел текучести не менее 380 МПа. Длина поставляемых труб – 6,8 и 11,5 м.

Для удобства спуска и подъема бурильная колонна составляется из отдельных секций, которые не развинчиваются при спускоподъемных операциях. Секция составленная из нескольких бурильных труб и соединяемая муфтами, называется свечой. Длина свечи определяется высотой буровой вышки и обычно применяется на 25-30% меньше ее.

Ведущая труба – элемент технологического инструмента расположенная в верхней части бурильной колонны и непосредственно воспринимает крутящей момент от ротора буровой установки. Ведущие трубы выпускаются квадратного, шестигранного или крестообразного сечения. Она состоит из собственно трубы, верхнего переходника с левой резьбой для соединения с вертлюг-сальником и нижнего переводника с правой резьбой для соединения с бурильной колонной. Ведущие трубы квадратного сечения выпускаются с размерами стороны квадрата 65х65, 80х80, 115х115, 140х140, 155х155. Общая длина ведущей трубы в сборе составляет 10

14,5м.

Определение параметров режима бурения. Основными параметрами режима бурения для роторного способа являются те же параметры, что и для колонкового: осевая нагрузка, частота вращения снаряда и расход промывочной жидкости.

Осевая нагрузка на долото при бурении пород с недостаточно изученными свойствами ориентировочно можно определить по формуле:

(18)

где – необходимая осевая нагрузка, кН;

– рекомендуемая удельная нагрузка на 1 см диаметров долота, кН;

Д- диаметр долота, см.

Рекомендуемая удельная нагрузка в зависимости от типа долота и твердости горных пород приведена в таблице 10.

Таблица 10 – Значения рекомендуемой удельной нагрузки , кН.

Тип долота	Группа пород по твердости
мягкие	средние	твердые	крепкие	очень крепкие
Категория пород по буримости
I-II	III-IV	V-VII	IX-X	XI-XII
лопастные	1-4	–	–	–	–
шарошечные	2-5	3-8	7-10	8-15	9-20
алмазные	–	–	2-4	4-6	–

Частот вращения бурового снаряда определяется:

(19)

где – рекомендуемая окружная скорость вращения долота, м/с, ( м/с);

Д- диаметр долота, м.

Расход промывочной жидкости можно определить:

(20)

Где Д- диаметр скважины, дм;

– наружный диаметр бурильных труб, дм;

 

studopedia.su

РОТОРНОЕ БУРЕНИЕ (а. rotary drilling; н. Rotarybohren; ф. forage rotary; и. perforacion por rotacion, taladrado rotativo) — разновидность вращательного бурения, когда породоразрушающий инструмент (долото), которым осуществляется углубление забоя в скважине цилиндрической формы, получает вращение через колонну бурильных труб от ротора буровой установки. Впервые роторное бурение было применено в США в конце 80-х гг. 19 века и велось лопастными долотами с промывкой глинистым раствором. В России роторное бурение было впервые использовано в 1902 в Грозном.

Оборудование для роторного бурения включает вышку, буровую установку с приводом, ротор, буровые поршневые насосы, вертлюг (через него насосы подают промывочную жидкость в бурильную колонну), талевую систему, состоящую из кронблока, блока и крюка, на который в процессе бурения подвешены вертлюг и бурильная колонна, систему очистки промывочной жидкостью, включающую вибросита, желоба и гидроциклоны, приёмные и запасные ёмкости. Кроме стационарных имеются передвижные роторные буровые установки, всё оборудование которых (кроме систем очистки) размещено на платформе автомашины или прицепа, что обеспечивает их манёвренность.

Ротор получает вращение от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания через приводной вал. Вращение вала конического зубчатой передачей ротора трансформируется во вращение стола ротора относительно оси скважины. В столе ротора установлены т.н. ведущие вкладыши, которым передаётся вращение стола ротора. Внутри ведущих вкладышей устанавливаются ведущие вкладыши (меньших размеров), внутреннее сечение которых соответствует сечению верхней рабочей трубы бурильной колонны.

рма сечения рабочей трубы бурильной колонны может представлять квадрат, шестигранник, крестовину и т.д. Аналогичную форму должно иметь внутреннее сечение рабочих вкладышей, вращающих верхнюю рабочую трубу бурильной колонны. Основную часть бурильной колонны составляют бурильные трубы. Между ними и долотом устанавливаются утяжелённые бурильные трубы (УБТ), масса которых должна обеспечивать необходимую нагрузку на долото в процессе роторного бурения и работу труб в растянутом состоянии.

Рабочая труба бурильной колонны в своей верхней части присоединяется к вертлюгу, через который по гибкому шлангу подаётся промывочная жидкость в бурильную колонну и далее через насадки долота на забой.

Спуск и подъём бурильной колонны из скважины для смены долота осуществляется свечами, состоящими из нескольких бурильных труб. Длина свечи 25-50 м в зависимости от глубины бурения и высоты буровой вышки. Для ускорения процесса свинчивания и развинчивания свечей бурильные трубы оснащаются замками, имеющими конические соединительные резьбы. Под влиянием осевой нагрузки, создаваемой массой УБТ, долото при вращении разрушает породу. Промывочная жидкость охлаждает долото, очищает забой от шлама разбуренной породы и через кольцевое пространство между бурильной колонной и стенками скважины выносит шлам на поверхность. Промывочная жидкость после очистки от шлама (и дегазации, если в этом есть необходимость) поступает в приёмную ёмкость и вновь подаётся в скважину. Пробурив с поверхности Земли 30-600 м, в ствол скважины спускают первую обсадную колонну для крепления верхнего интервала. Первая обсадная колонна (т.н. кондуктор) предназначена для перекрытия слабых неустойчивых пород или возможного притока воды.

После спуска колонну цементируют, т.е. закачивают цементный раствор в кольцевое пространство между обсадными трубами и стволом скважины. После затвердения цемента роторное бурение продолжают долотом меньшего диаметра, которое проходит внутри обсадной колонны.

В зависимости от геологических условий и сложности проходки скважины ствол её может обсаживаться не одной, а несколькими обсадными колоннами, причём каждая последующая колонна меньшего диаметра опускается на большую глубину. Последняя обсадная колонна в нефтяных, газовых, а также гидрогеологических скважинах называется эксплуатационной. Низ эксплуатационной колонны перфорируется. Через перфорированные отверстия нефть, газ или вода из продуктивного горизонта поступает в эксплуатационную колонну.

В современной практике роторного бурения значительно расширился арсенал промывочных жидкостей. Применяются растворы, обработанные различными химическими методами, полимерные и аэрированные растворы, нефтяные эмульсии, в т.ч. инвертные, вода. В ряде случаев целесообразно вести роторное бурение с продувкой забоя воздухом или газом. Последнее особенно целесообразно при вскрытии продуктивных горизонтов с низким пластовым давлением. Эффективность роторного бурения особенно повысилась в последние десятилетия с появлением струйных шарошечных долот, долот с шарошками, армированными твердосплавными штырями и долот с герметизированными маслозаполненными опорами шарошек. В практике роторного бурения получают распространение долота режущего типа, оснащённые сверхтвёрдыми композиционными материалами, естественными и синтетические алмазами и двухслойными алмазно-твердосплавными резцами.

Современные режимы роторного бурения скважин шарошечными долотами в твёрдых и крепких породах характеризуются нагрузками до 1 т на 1 см диаметра долота. Шарошечные долота при роторном бурении могут успешно работать в диапазоне частот вращения от 40 до 200 об/мин. В мягких породах частота вращения более высокая, чем в твёрдых, а нагрузка на долото меньше. При применении режущих долот из сверхтвёрдых материалов нагрузка ещё ниже, а частоты вращения максимально возможные по условиям технологии роторного бурения.

Самая глубокая скважина, пробуренная методом роторного бурения в 1974 в Оклахоме (США), имеет глубину 9583 м. Роторное бурение в США используется как в вертикальных, так и в наклонных скважинах. В CCCP наклонное бурение ведётся только забойными двигателями; в США — комбинированным способом. Прямолинейные участки бурятся роторным способом, а искривления — забойными двигателями.

www.mining-enc.ru

1 Особенности технологии роторного бурения

Роторное бурение скважин это технология, подходящая в том случае, когда необходимо получение большого объема наиболее экологически чистой воды, со стабильной, долговечной работой всей системы. В таких условиях роторный способ бурения находится вне конкуренции.

Читайте также: особенности обустройства и эксплуатации скважины иглы.

В целом, роторные буровые установки при их эксплуатации имеют следующие преимущества перед аналогами:

• Добыча воды в большом объеме;
• Ротор-бурение имеет длительный срок эксплуатации;
• Большие объемы воды поставляются стабильно, без перебоев и проблем;
• Высокое качество добываемой воды.

Роторы буровых установок способны добывать из источника такое количество воды, что ее хватит не только на водоснабжение дома, но и на наполнение различных резервуаров (таких, как бассейн), полив и на нужды еще пары-тройки других зданий. Благодаря этому можно находиться с соседями в условиях кооперации, тем самым не затрачивая колоссальные деньги на обустройство водозабора.

Технология роторного бурения зарекомендовала себя как долговечную и стабильную. Соблюдая все инструкции по работе с роторной системой бурения, и эксплуатации пластиковых труб в ее конструкции, пользователь может быть уверен в том, что срок эксплуатации такой системы будет не менее двух десятков лет.

При необходимости бурения глубоких скважин на воду обычно применяют ротор-бурение. Механизм работы такой системы выглядит так: в бурильную трубу загружают вращающийся вал, который имеет прочный наконечник — долото (например, долото PDC). Нагрузка на долото достигается работой гидравлической установки.

Благодаря данному механизму работы можно достигнуть любой глубины скважины для добычи воды. Промывают скважину от находящегося в ней грунта специальным бурильным раствором, который по трубам подается двумя различными способами:

• Закачивается с помощью специального насоса в бурильную трубу, а затем самотеком попадает наружу через затрубное пространство (так называемая «прямая промывка»);
• Раствор самотеком проходит в затрубное пространство, а потом с помощью насоса выкачивается вместе с грунтом из бурильной трубы (так называемая «обратная промывка»).

Ротор-бурение такими методами используют даже на нефтяных скважинах.

При этом обратная промывка хороша тем, что благодаря ней добывается больший дебит скважины, потому как водоносный горизонт вскрывается наиболее качественно. Впрочем, без привлечения сложнейшего и высокотехнологичного оборудования при таком методе работы не обойтись, и такое ротор-бурение выйдет весьма затратным по деньгам.

Ротор-бурение прямой промывкой несколько дешевле первого варианта, и именно поэтому для большинства владельцев своих участков данных метод наиболее приемлем и адекватен в ценовом вопросе.
к меню ↑

1.1 Оборудование для роторного бурения

Оборудование, которое применяется при роторном бурении, включает следующие компоненты:

• Вышка;
• Буровая установка и привод к ней;
• Ротор;
• Поршневые насосы;
• Буровой вертлюг;
• Талевая система из кроноблока;
• Система очистки специальными жидкостями;
• Вибросито;
• Желоб;
• Гидроциклоны (необходимые наиболее часто для нефтяных скважин).

Важно отметить, что существуют не только стационарные роторные установки (такие, как на нефтяных скважинных добычах). Существуют и передвижные версии, что оборудованы специальной платформой, крепящейся на прицепе.

При этом в передвижной версии присутствуют всё перечисленное оборудование кроме системы жидкостной очистки. Благодаря данному варианту роторной установки, обладающей маневренностью и способностью изменять свое положение в кратчайшие сроки, можно сэкономить деньги на этапе выбора необходимой скважины.
к меню ↑

2 Этапы и нюансы применения технологии роторного бурения

Ротор-бурение имеет два варианта произведения водозабора:

• С прямым водотоком;
• С обратной подачей (обратный водоток).

Первый способ применяется в песчаных, скальных и текучих грунтах, имеющих глубину залегания водоносных горизонтов не более 500 метров.

При данной системе водозабора промывочный раствор проходит по отстойнику к шлангам, а затем попадает в забой. Раствор с выработанной породой движется под давлением между внутренней поверхностью источника и трубами для бурения вверх, и, в конечном счете, попадает в отстойник.

Промывочный раствор изготавливается из глиняных или клеящих веществ. Они должны быть наиболее близки по плотности к той породе, которую ротор буровой установки подвергает разрушению. Такая система применяется и при нефтяных добычах из скважин.

Ротор-бурение работает по принципу раздробления породы в области вращения оси устройства, при этом создается большая вертикальная нагрузка под массой бурового снаряда. На начальных этапах используют долото большого размера, работа которого обеспечивает ротором, что в свою очередь работает за счет двигателя.

После завершения бурения устанавливается стальная обсадная труба. Далее используют долото меньших размеров, и, соответственно, меньших размеров обсадную трубу. Такое бурение продолжается вплоть до водоносного слоя. На нефтяных скважинах использую похожий алгоритм работы.

Роторные буровые установки в работе с прямым водотоком имеют неоспоримое преимущество в том, что вся работа делается без крепления скважины вплоть до сотни метров. Впрочем, из-за этого в водоносные слои время от времени может попадать глина, что, в конечном счете, скажется на производительности пробуренного источника.

Ротор-бурение с обратной подачей имеет похожую схему работы. Для данного вида бурения промывочным раствором делают обыкновенную чистую воду. Вода закачивается в пространство между стенками водозабора и установленной буровой колонной.

Далее вода через долото, имеющие специальное отверстие, с помощью насоса поднимается по трубам колонны и закачивается в отстойник. Добыча воды из необходимой скважины производится вращательным глубинным насосом. Преимущества данного метода следующие:

• Ротор-бурение такого вида осуществляется в 10-15 раз быстрее, чем при прямой промывке;
• Водоносный пласт не подвергается глинизации;
• Необходимо небольшое количество обсадных труб;
• Управляемые параметры скважин: можно создавать как большого диаметра скважины, так и маленького;
• Роторы буровых установок по такому методу могут работать на нефтяных скважинах.

Рекомендуется использовать роторные буровые установки в местах с хорошо изученной гидрогеологией.
к меню ↑

byreniepro.ru

Особенности технологии 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:

1. Охлаждения инструмента в процессе его работы;
2. Размягчения грунта.
3. 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.

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.

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.

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:

1. Глубина.
2. Статический уровень.
3. Динамический уровень.
4. Дебет.
5. 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.

oburenie.ru

Этапы и особенности роторного бурения

Роторным бурением можно разрушить практически любую по твердости породу. Работающий двигатель (электрический или газотурбинный) передает вращение ротору через вал, ротор передает вращение на рабочий механизм – долото. Долото дополнительно утяжеляют («пригружают») трубами, чтобы увеличить степень разрушения породы.

Роторное бурение скважин на воду

Роторное бурение проводится не быстро – средняя скорость выполнения не превышает 20 метров в сутки. Дополнительно облегчить процесс можно с помощью промывки или продувки. С использованием промывки из скважины быстро удаляется отработанная порода, при этом она остается чистой, и можно беспрепятственно вставлять обсадную колонну, препятствующую обрушению стенок. В зависимости от особенностей почв на участке, а также от глубины, на которой осуществляется поиск воды, скважину обсаживают несколькими трубами.

Роторное бурение различается по способам промывки – бурение с прямой промывкой глинистым раствором позволяет не только быстро удалить отработанные породы, но и укрепить стенки, так как глина исключает кольматацию пласта. Как правило, такую промывку производят на завершающей стадии бурения.

Бурение с обратной промывкой водой применяют для очищения от шлака затрубного пространства, этот вид промывки могут применять при обсадке.

Преимущества и недостатки роторного бурения

Среди основных преимуществ технологии роторного бурения:

• Высокая степень надежности. Прочность долота рассчитана на то, что работы будут производиться долго, на значительную глубину и на твердые виды почв, с каменистыми включениями.
• Долговечность скважины, пробуренной таким способом. Скважина, пробуренная по технологии роторного бурения, прослужит без ремонта несколько десятилетий.
• Прочность стенок скважины благодаря промывке глинистым раствором.
• Возможность выполнять бурение на ограниченной территории, буровая установка не занимает много места.

Недостатком роторного бурения можно считать то, что в холодное время года при промывке глинистым раствором работы выполнять сложно (да и в целом, роторное бурение – технология, которая осложняется зимой). Также среди минусов можно назвать низкую скорость выполнения работ, хотя если речь идет о бурении скважин на легком грунте, скважина будет готова за пару дней.

Оставить заявку на бурение

moskontrakt.ru

Особенности технологии

Для начала определимся, что такое способ роторного бурения. Это особая технология бурения скважин, которая применяется в том случае, если необходимо, чтобы гидротехническое сооружение давало большие объёмы экологически чистой питьевой воды. При этом скважина будет отличаться стабильной и долговечной работой. В этом случае данный способ подходит лучше, чем какая-либо другая технология бурения.

Роторная буровая установка и сама технология имеют следующие преимущества перед другими бурильными конструкциями и методиками:

• Скважина, пробуренная таким способом, будет обладать высокой производительностью, то есть давать воду в большом объёме.
• Долговечность гидротехнического сооружения.
• Подача воды из скважины осуществляется стабильно (без снижения уровня и перебоев).
• Качество добываемой жидкости будет на высоте. Её смело можно использовать в питьевых целях.

Такой способ бурения скважин позволяет получить гидротехническое сооружение, которое будет обладать настолько высоким дебетом, что воды из источника хватить не только для водоснабжения жилого дома, но и для полива огорода, наполнения бассейнов и других резервуаров, а также для удовлетворения различных технических нужд.

Важно: чтобы не тратить большие деньги на обустройство скважины роторным методом, можно скооперироваться с соседями, ведь одного такого источника хватить для обеспечения нужд нескольких жилых домов.

Роторная буровая установка используется в том случае, если необходимо бурить глубокую скважину на воду. Суть метода заключается в следующем: в бурильную трубу опускается вал с наконечником в виде долота. Во время вращения вала долото разрушает породу. Вращение осуществляется за счёт функционирования гидравлической установки.

Чтобы очищать скважину от находящейся в ней породы, используют специальный промывочный раствор. Он подаётся в проходку по трубам. При этом может использоваться два способа подачи:

1. Бурильный раствор закачивается в бурильную трубу при помощи специального насосного оборудования. После этого он выдавливается наружу через затрубное пространство. Такой метод называется прямая промывка. Именно он показан на видео в конце статьи.
2. Второй способ делается иначе. Раствор подаётся в затрубное пространство, а затем при помощи насосного оборудования выкачивается из бурильной трубы вместе с измельчённой породой. Этот метод называется обратная промывка.

Важно: обе методики роторного бурения используются не только для создания скважин  на воду, но и в нефтедобывающей отрасли.

Способ обратной промывки имеет одно неоспоримое преимущество – с использованием такой методики можно получить гидротехническое сооружение с большим дебетом, поскольку вскрытие водоносного слоя происходит наиболее качественно. Среди недостатков стоит назвать необходимость привлечения сложной высокотехнологичной техники, поэтому данная методика более дорогостоящая.

Преимуществом роторного бурения с прямой промывкой можно назвать его относительную дешевизну в сравнении со вторым методом. Именно поэтому данный способ чаще всего используется при бурении скважин на воду на территории частных владений.

Внимание: промывочный раствор изготавливается из клеящих или глинистых веществ. Причём по плотности эти вещества должны быть максимально приближены к той породе, в которой производится бурение.

Оборудование

Роторное бурение невозможно осуществить без  специального оборудования, которое включает следующие приспособления и механизмы:

• вышка;
• ротор;
• буровая установка с приводом;
• насосное оборудование поршневого типа;
• буровой вертлюг;
• механизмы и оборудование для выполнения очистки при помощи промывочного раствора;
• талевая система, состоящая из кроноблока;
• желоб;
• вибросито;
• гидроциклоны (обычно используются при бурении нефтяных скважин).

Важно: при роторном бурении могут использоваться стационарные установки и передвижные вышки на платформе с прицепом. Стационарные конструкции применяются при бурении нефтяных скважин.

В мобильной версии буровой установки для роторного бурения есть все вышеперечисленные составляющие механизмы, кроме системы очистки при помощи промывочного раствора.

Этапы бурения

При бурении скважины роторным способом можно организовать забор воды одним из перечисленных ниже способов:

• С прямой подачей воды. Главное преимущество такой методики состоит в том, что первые сто метров проходки можно выполнять без укрепления стенок скважины обсадными трубами. Однако недостаток состоит в том, что в водоносные слои могут попадать частицы измельчённой породы или глины из промывочного раствора. В итоге это негативно может сказаться на самой скважине, поскольку производительность источника уменьшится.
• С обратной подачей. Данная методика имеет больше преимуществ, которые мы опишем дальше.

Первый тип добычи воды организуется на скальных, песчаных и текучих грунтах. При этом глубина залегания водоносного слоя не должна быть более 500 м. В такой системе водозабора бурильный раствор транспортируется к шлангу по отстойнику и только после этого попадает в проходку. Промывочная жидкость движется под давлением с измельчённой породой между внутренней поверхностью забоя и бурильными трубами вверх. После этого она попадает в отстойник.

Технология роторного бурения основана на том, что дробление породы происходит благодаря вращательным движениям бурового снаряда. Она выглядит следующим образом:

1. Благодаря массе долота создаётся значительная вертикальная нагрузка. В начале бурения используется долото больших габаритов. Оно приводится в действие благодаря роторному двигателю.
2. Когда процесс бурения завершён, выполняется установка обсадной трубы.
3. После этого используют долото меньшего размера. В пробуренную проходку устанавливается обсадная труба меньшего сечения, чем на начальном этапе.
4. Бурение продолжают до момента вскрытия водоносного горизонта.

Технология бурения с обратной подачей воды очень напоминает описанную выше методику. Только здесь вместо промывочного раствора используется обычная чистая вода. Технология выглядит следующим образом:

1. Промывочная жидкость закачивается между стенками проходки и установленной бурильной колонной.
2. Обратная добыча воды осуществляется при помощи глубинного насоса.

Среди преимуществ методики бурения с обратной подачей воды можно назвать следующие моменты:

• Роторное бурение скважин с обратной промывкой осуществляется в 10-15 раз быстрее, чем методика бурения с прямой промывкой.
• В водоносный горизонт не попадает глина из промывочного раствора.
• Используется минимальное количество обсадных труб.
• Можно управлять параметрами скважины. Так, можно соорудить гидротехническое сооружение как небольшого, так и внушительного диаметра.
• Данная методика роторного бурения подходит для выполнения нефтяных скважин.

Видео процесса роторного бурения скважины на воду:

vodakanazer.ru