Распространенные способы бурения скважин

Характерные факторы в процессе бурения

Горизонтальное направленное бурение для нефтедобычи сопровождается использованием инновационных технологий, которые дают возможность устроить скважину с большим углом отклонения от вертикального направления. Как правило, слои, которые содержат нефть, имеют горизонтальную структуру, и подобная технологическая особенность делает добычу такой нефти возможной. Горизонтальные скважины, в отличие от стандартных, отличаются большими показателями по производительности, если сравнивать результаты бурения в одной и той же области.

Проход делается в заранее определенном режиме в нужных слоях. Работа должна выполняться с соблюдением условий по функционированию установки, которая разрушает забой скважины.

Эффективность такого разрушения оценивается по следующим показателям:

• Степень нагрузки на долото, которое имеет прямую связь с давлением по оси.
• Количество оборотов при работе устройства.
• Качество глинистого материала в каждом слое и его процент.
• Метод применения устройства.

При учете всех особенностей, которые сопровождают бурение горизонтальной скважины, можно определить, какой метод будет оптимальным. Условия работы, как правило, соотносятся с методами бурения, и если придерживаться идеальных показателей в применении технологии, можно добиться наибольшего роста продуктивности прохода в процессе горизонтальной прокладки скважины.

Место бурения может располагаться на некотором расстоянии от слоя, в котором залегает нефть, и добыча будет иметь положительный результат. В то же время стандартный способ может сильно повредить окружающей среде с точки зрения экологии, и потому горизонтальные скважины не только имеют высокую производительность, но и не наносят урона природе и человеку.

Ключевое преимущество горизонтального направленного бурения заключается в сохранении баланса экосистем и отсутствии вреда ландшафтам, на которые не производится непосредственного влияния. Отрицательное влияние на условия жизни человека также стремится к минимуму, поэтому добычу нефти можно производить и около поселений и городов.

Монтаж бура с помощью треноги

Тренога — это ударный механизм для бурения водных скважин. Механизм треноги используется для облегчения работы с помощью стакана. Такой аппарат можно сделать из дерева (сучков не должно быть) или же из трубы (металлопрофиль тоже подойдёт). Длина каждой из трёх частей должна составлять 3−4 метра. После этого на каркас крепится металлический трос, а на нём закрепляется соответственно буровой стакан.

Буровая установка такого типа является довольно компактной и имеет хорошую прочность. Понять принцип работы подобной конструкции несложно. Стакан, ударяясь в грунт, выбирает его на своём пути в себя. Таким образом, за один удар проделывается скважина от 20 сантиметров до 1 метра, это зависит от типа грунта. Процесс бурения будет проходить проще, если место предварительно обработать водой и делать так время от времени. Также периодично необходимо очищать буровой стакан от набитого грунта.

Использование обсадной трубы

В процессе бурения можно сразу опускать трубу вместе с буром, но тогда его диаметр должен быть меньше самой трубы, так как он в ней должен свободно передвигаться. При выполнении работы необходимо постоянно следить за влажностью грунта. Если пропустить водоносный слой, тогда его можно случайно закрыть трубой.

Первые признаки такого слоя:

• бурение резко облегчается и бур быстро опускается на определённое расстояние;
• после промывки наблюдается наличие водянистого грунта;
• после окончания слоя глины начинает появляется песок;
• возникает первый напор;
• наблюдается прокол;
• вибрация бура при работе.

Когда обнаружена водянистая жила, тогда необходимо сделать пробный забор всей воды для того, чтобы понять, насколько много её будет давать такой источник. Сделать это можно с помощью обычного насоса. Когда достаётся два или три ведра грязной воды, и очищенная ещё не появляется, тогда необходимо продолжить бурение до обнаружения следующего водянистого слоя почвы.

Обсадка скважины

Для целей обсадки можно брать трубы металлические или пластиковые. Продолжительность работы может длиться до 50 лет

Важно не использовать цинковые трубы, так как есть риск заражения воды окисями цинка

Обсадка нужна для того, чтобы:

• предотвращать осыпание стенок скважины;
• исключить попадание сточных вод, дождевой или талой воды;
• скважина не будет засоряться.

Если труба проходит со скрипом, необходимо ударить её кувалдой.

Промывка после бурения

После того как труба вмонтирована, работа на этом не заканчивается. Следующим этапом является промывание скважины. Делается это тоже несложно. В новообразовавшуюся скважину необходимо опустить трубу, через которую вливается вода. Песок, грязь и глина вымоются под давлением. После этого обязательно нужно сделать анализ на обнаружение в составе воды вредных веществ. Качество воды и требования ко всем её характеристикам указаны в законодательных нормах соответствующего государства. Если качество хорошее, то можно смело продолжать работы по установке.

Обеспечение донным фильтром

Необходимость обеспечения трубы донным фильтром является очень важной. Фильтр позволяет избежать образования мула на дне. Сделать его самостоятельно не составит никакого труда

На трубе требуется сделать пропилы (насечки) с помощью болгарки. Для проделывания таких насечек нужно использовать тонкий болгарочный диск, желательно 0.8 миллиметров. Но, с другой стороны, большое количество насечек может сделать трубу слабее, поэтому их должно быть немного

Сделать его самостоятельно не составит никакого труда. На трубе требуется сделать пропилы (насечки) с помощью болгарки. Для проделывания таких насечек нужно использовать тонкий болгарочный диск, желательно 0.8 миллиметров. Но, с другой стороны, большое количество насечек может сделать трубу слабее, поэтому их должно быть немного.

Также вместо пропилов можно сделать отверстия в трубе. Дальше фильтр нужно обмотать проволокой или мелкой сеткой. После этого засыпать его щебнем, который предотвратит образование мула.

Более простой вариант — это покупка фильтра в магазине. Без него такая скважина долго служить не будет. Допускается его отсутствие, когда отверстие длиной более 40 метров.

Если работы выполняются своими руками, то тут принцип успеха состоит в отсутствии спешки. Нужно придерживаться технологии бурения и использования только качественных материалов, это будет залогом успешного и долгого функционирования скважины.

Метод опорного бурения

Опорное бурение используется в качестве способа для исследований поверхности Земли на предмет получения данных о нефтяных и газовых месторождениях. Данная разведка проходит путем создания глубоких скважин, которые применяются для получения данных о геологической структуре и исторических формирований ее малоизведанных составляющих.

Основанием к бурению скважины служат данные, полученные из аэромагнитных, гравиметрических и других исследований. Процесс происходит с параллельным выбором керна до фундамента кристаллической структуры. Обычное бурение включает в себя комплекс геологических и геофизических исследований грунтовых слоев, вскрываемых в процессе бурения.

О технологических особенностях

У разработки нефтяных месторождений есть своя специфика. Для добычи воды можно использовать среднее или даже легкое оборудование, то в данном случае необходима тяжелая техника. Сперва необходимо установить буровую мачту, ее направление должно строго совпадать с осью вышки, которая проходит по центру. Для соответствия производится центровка, после чего ствол уже будет идти в строго определенном направлении. Чтобы укрепить ствол, закладывается труба, начало заливается цементом определенной фракции. Затем необходимо вновь отцентровать вышку с осью.

Рядом создают еще одну небольшую скважину, ее называют шурф. Туда опускают ведущую трубу в периоды, когда бурение прерывается. Чтобы сделать, пользуются ротором и турбобуром, при использовании последнего нужно собрать подводящую трубу и долото. На вышке будет зафиксирован канат, его предназначение — в управлении скоростью вращения.

В последние дни перед стартом добычи собирается консилиум. На нем присутствуют инженеры-технологи, бурильщики и геологи, другие специалисты. Они обсуждают и оценивают важнейшие моменты, как особенности конкретного объекта, состав породы, которую предстоит бурить, предусматривают возможные проблемы и способы их разрешения.

Роторное бурение водозаборной скважины

Этот вид бурения относится к более специализированному. Он более дорогостоящий, поэтому прибегать к нему стараются только когда в том есть действительно насущная необходимость – в случае обустройства скважины на глубине от 50 метров, а также если нужно проводить бурение в воду.
Для роторного бурения нужно применять специальную буровую трубу, внутри которой располагается специальный наконечник со сверлильным долотом. Именно оно и вгрызается в грунт.
В движение приводится установка с помощью гидравлического привода. Можно бурить практически любые грунты и на любую глубину (в разумных пределах).

Роторное бурение скважин — один из видов вращательного бурения. Породоразрушающий инструмент, располагается внутри скважины и приводится в действие за счет электродвигателя или газотурбинного оборудования.

Во время роторного бурения бур разрушает грунт слой за слоем, а отработанная земля вымывается специальным бурильным раствором. При этом обязательно применение так называемых обсадных труб. Они предотвращают разрушение скважины.
Можно с помощью роторного бурения даже разрушать скальную подземную породу. Так что, если шнековое бурение на местности не позволяет добиваться желаемого результата, то можно заказать роторную бурильную установку. Вот только она довольно дорога, а работа с ней требует наличия специальных навыков от рабочих.
Недостатком данного метода можно считать и то, что после себя роторная установка оставляет много отработанного материала, включая бурильный раствор.

Роторный метод

Роторное бурение скважин на даче.

Этот способ устройства скважин популярен и имеет широкое применение. Для работы вам потребуется специальная бурильная труба. Внутрь трубы помещаете долото (вращающийся вал, который имеет наконечник). Чтобы запустить процесс бурения, создается нагрузка на вал с наконечником при помощи гидравлической установки. Роторным методом вы сумеете пробурить скважину, имеющую почти любую глубину. При этом порода в этом случае имеет второстепенное значение.

Вымывание породы (грунта) из скважин осуществляется при помощи бурильного раствора, который можно подать в полость трубы двумя способами:

1. С использованием наноса, который закачает внутрь бурильной трубы раствор. Далее через затрубное пространство грунт с раствором выходит самотеком наверх.
2. Раствор попадает в отверстие прямой промывки, а выкачивается оттуда с помощью обратной. Обратная промывка считается наиболее эффективной, так как вскрывается весь водоносный горизонт. В этом случае вам потребуется специальное оборудование, что значительно увеличит ваши расходы. Поэтому многие люди предпочитают делать прямую промывку, что тоже дает неплохой результат.

Ударно-канатный способ бурения скважины- это бросание полого долота, за один удар вынимается 30-40 см грунта.

В отличие от ударно-канатного способа бурения, роторный метод выигрывает в скорости. Однако недостатком этого метода является глинизация водоносного горизонта, что лишает вас возможности опробования во время проходки скважины.

Роторный способ обусловливается наличием буровых машин, то есть грунт разрушает шарошечное долото, а размельченная порода поднимается наверх с раствором. С помощью этого метода бурения можно разрушить любую породу (прослойки известняка, скалистую почву). Чтобы буровые штанги вращались, используется крутящий момент ротора. Необходимо давать нагрузку сверху, чтобы была возможность бурить скважину. Процесс осуществляется путем работы бурильных штанг.

Технология работ

1. При помощи долота с большим диаметром начинается процесс бурения.
2. Под воздействием ротора на колонну для буровых работ вращается долото.
3. Нагрузка (утяжеленные трубы) устанавливается между долотом и трубами для бурения.
4. Удаление жидкости происходит путем запуска бурового насоса с раствором.
5. По завершении одного участка почвы вставляется обсадная труба. Делается это для того, чтобы не было осыпания верхних слоев грунта.
6. Дальше работа продолжается с применением долота меньшего диаметра. Затем погружается еще одна обсадная труба меньшим диаметром.

Способы проведения бурильных работ

Ударный способ

Подразумевает последовательное разрушение горных пород при помощи долота, подвешенного на канате. Рабочий инструмент буровой установки также состоит из ударной штанги, канатного замка. Они соединяются через переходной блок и канат с опорной мачтой. Основной рабочий инструмент совершает движения при помощи бурового станка. Чтобы углубление в грунте очистить от остатков горной породы, долото время от времени вынимают. Внутрь нагнетают специальную жидкость, которая при помощи желонки извлекается наружу вместе с мелкими частицами почвы.

Вращательный способ

Данная технология бурения приобрела большую популярность. Разрушение горных пород происходит при помощи вращения долота. На него действует осевая нагрузка, что подразумевает прямую передачу крутящего момента от приводного механизма на рабочий инструмент. При роторном бурении используется ротор. Он передает вращение через колонну труб. При обычном бурении в качестве приводного механизма применяют электробур, винтовой двигатель, которые устанавливаются непосредственно над долотом.

Буровые установки

Сегодня буровые установки шнекового типа – это несколько разновидностей, которые отличаются друг от друга только мощностью.

• Ручные мотобуры и легкие переносные установки мощностью до 4 л.с. С их помощью можно бурить скважины глубиною до 15 м.
• Легкое передвижное оборудование. В эту категорию входят установки марки УПБ или ПВУ, мощность который варьируется в диапазоне 6-10 л.с. Ими можно бурить скважины глубиною до 30 м.
• Самоходные бурильные станки: УКБ, УШ, УРБ и прочие. Это мощное бурильное оборудование, с помощью которого бурят скважины на глубину до 230 м.

Требования к работе буровых установок

К сожалению, неправильный подход к бурению скважин шнековым методом приводит к авариям. А это дополнительные расходы на ремонт и приобретению запасных деталей и узлов. Чтобы буровые установки отработали свой срок в безаварийном режиме необходимо:

Точно подбирать установку и инструмент под требуемые условия буровых работ

Нередки случаи, когда шнековый ствол с долотом оказываются прихваченными вытаскиваемой породой. Образуются пробки, которые не дают вращаться шнеку и бурить скважину дальше. В этом случае увеличивают скорость вращения ствола, снижают нагрузки на долото и подливают в шахту воду. Как показывает практика, этих трех способов достаточно, чтобы избежать больших неприятностей.

АрктикГидроСтрой уже 10 лет монтирует шпунтовое ограждение

Проконсультируем, расскажем и посоветуем!

Ударно-канатное бурение

Этот способ бурения скважин является очень старым и впервые его стали применять древнем Китае. Некоторые особенности всё же отличаются от ударно-канатного бурения сегодня, однако, принцип в целом один и тот же. В древности конусообразный груз подкидывали вверх, после чего при падении он раздвигал почву и уплотнял землю. Сегодня для создания скважин таким способом берутся забивные стаканы и всевозможные желонки. Желонка представляет собой простой снаряд, который бросают в скважину с высоты. Когда происходит удар о землю, снаряд заходит в грунт и из-за специального клапана остаётся в нем. После этого оборудование достаётся наверх, из неё выбирают землю и заново бросают. Также используется забивной стакан, который также представляет собой желонку, но только без специального клапана, вследствие чего земля остаётся в стакане под силой трения.

Используя желонки и забивные стаканы, делают скважины в обводных грунтах, а также на песке. Благодаря использованию забивного стакана можно делать скважины на глинистой земле, на суглинке, на вязкой земле в целом. Когда стакан отрывается, такая земля остаётся внутри него и хорошо достаётся.

Такой способ бурения скважин довольно сложный и занимает много сил и времени. Порой для того, чтоб пробить твердые каменные грунты применяют ударно-канатное бурение с использованием бурового патрона. С его помощью пробивают твердые породы грунта. Породу удаляют из скважины, используя желонку.

Ударно-канатным бурением создаются большие и глубокие шахты – до трёхсот метров глубины. Однако, если глубина скважины большая, то здесь не обойтись без телескопической структуры. Это значит, что верхняя часть скважины создаётся из трубы, которая обладает наибольшим диаметром. После этого, проходя определённую глубину, следуют трубы меньшего диаметра, затем ещё меньше и меньше. Также для удобства используют переносные буровые станки, которые подходят для бурения ударно-канатным методом.

Подобное бурение скважин отнимает много времени, весь процесс медленный и занимает много сил и времени, в отличие от шнекового бурения, однако, чтоб создать скважину таким образом, не нужно много специально оборудованного места.

Ударно-канатное бурение

Этот способ бурения скважин является очень старым и впервые его стали применять древнем Китае. Некоторые особенности всё же отличаются от ударно-канатного бурения сегодня, однако, принцип в целом один и тот же. В древности конусообразный груз подкидывали вверх, после чего при падении он раздвигал почву и уплотнял землю. Сегодня для создания скважин таким способом берутся забивные стаканы и всевозможные желонки. Желонка представляет собой простой снаряд, который бросают в скважину с высоты. Когда происходит удар о землю, снаряд заходит в грунт и из-за специального клапана остаётся в нем. После этого оборудование достаётся наверх, из неё выбирают землю и заново бросают. Также используется забивной стакан, который также представляет собой желонку, но только без специального клапана, вследствие чего земля остаётся в стакане под силой трения.

Используя желонки и забивные стаканы, делают скважины в обводных грунтах, а также на песке. Благодаря использованию забивного стакана можно делать скважины на глинистой земле, на суглинке, на вязкой земле в целом. Когда стакан отрывается, такая земля остаётся внутри него и хорошо достаётся.

Такой способ бурения скважин довольно сложный и занимает много сил и времени. Порой для того, чтоб пробить твердые каменные грунты применяют ударно-канатное бурение с использованием бурового патрона. С его помощью пробивают твердые породы грунта. Породу удаляют из скважины, используя желонку.

Ударно-канатным бурением создаются большие и глубокие шахты – до трёхсот метров глубины. Однако, если глубина скважины большая, то здесь не обойтись без телескопической структуры. Это значит, что верхняя часть скважины создаётся из трубы, которая обладает наибольшим диаметром. После этого, проходя определённую глубину, следуют трубы меньшего диаметра, затем ещё меньше и меньше. Также для удобства используют переносные буровые станки, которые подходят для бурения ударно-канатным методом.

Подобное бурение скважин отнимает много времени, весь процесс медленный и занимает много сил и времени, в отличие от шнекового бурения, однако, чтоб создать скважину таким образом, не нужно много специально оборудованного места.

Принципы и правила

Работу нельзя начинать «на авось». Для начала нужно узнать у соседей, как обстоят дела у них, проверить почву на наличие вкраплений скальных пород и состав, произвести геологоразведку. Подумать о том, какой водяной насос для скважины вы будете использовать. Ознакомиться с ценами на водяной насос можно здесь.

Современное оборудование имеет множество возможностей. Для того, чтобы наладить бесперебойное и энергоэкономичное водоснабжение, можно оснастить насос реле давления. Про виды реле давления читайте тут.

Ударно-канатное бурение рациональнее осуществлять в местах с песчаными почвами. Там этот метод позволит проходить максимальное количество метров за раз.

Бурение полым ротором, через который водный раствор вымывает почву, является самым распространенным. Он наиболее обоснован экономически и позволяет осуществлять работы на разных видах почв и в достаточно сжатые сроки. О пластиковых емкостях для воды на дачу читайте по этой ссылке.

Гидробурение – это простой и быстрый способ обзавестись скважиной глубиной 15, а то и 20 метров. Необходимо лишь чтобы почва была доступна для быстрого вымывания.

Перфоративное бурение (под «абиссинский колодец») – доступен каждому. С помощью забивания металлических труб с наконечником можно дойти до первого водоносного слоя.

Шнековый метод позволяет бурить скважины любой глубины и диаметра и в твердом грунте. Правда, этот метод не подходит для песчаных почв. Возможно вам также будет интересно прочитать про особенности водных фильтров от железа для дачи.

Советы перед началом работы

Чтобы подойти к технологии бурения под скважину разумно и без плачевных последствий, следует обратить внимание на несколько важных нюансов. Интенсивность. При неконтролируемом и массовом заборе воды может начаться так называемая суффозия грунта, в результате чего он проваливается и достаточно глубоко, что особенно плачевно для участков с жилыми домами

При неконтролируемом и массовом заборе воды может начаться так называемая суффозия грунта, в результате чего он проваливается и достаточно глубоко, что особенно плачевно для участков с жилыми домами

Интенсивность. При неконтролируемом и массовом заборе воды может начаться так называемая суффозия грунта, в результате чего он проваливается и достаточно глубоко, что особенно плачевно для участков с жилыми домами.

Глубина. При самостоятельном бурении на равнине в России критической глубиной считается двадцать метров. Если вы хотите пробурить глубже, поинтересуйтесь у специалистов, сколько стоит такая работа, и будете приятно удивлены, так как самостоятельное бурение глубокой скважины обойдется значительно дороже.

Срок использования. Период эксплуатации любой скважины сильно зависит от того, как часто и сколько воды будет из нее браться. Если рационально пользоваться песчаной скважиной, она может прослужить и 15 лет, а артезианская зачахнет уже лет через пять, если бесконтрольно качать из нее воду.

Бурение с промывкой скважины

Промывка скважины применяется для двух целей: охлаждения бурового оборудования и вымывания частиц разрушенного грунта. В качестве жидкости может выступать, как техническая вода, так и специальные буровые растворы.

В основном растворы используют при большой глубине выработки, когда по ходу движения могут встречаться различные природные пласты: водные, газовые, нефтяные. Эти пласты должны остаться нетронутыми, поскольку в случае их смешивания, есть риск загрязнения верхних водоносных слоев. Поэтому, когда идет бурение, вся скважина заполнена буровым раствором определенной плотности, который не дает пластам проникнуть внутрь разработки.

При роторном бурении скважины применяют прямую и обратную подачу промывочной жидкости.

Во время прямой подачи жидкость из резервуара подается насосом в буровую колонну на долото с отверстиями. Жидкость попадает на дно забоя и вместе с разрушенной почвой поднимается по кольцевому каналу – промежутку между колонной и стенками скважины – и оттуда в очистительный комплекс.

Во время обратной подачи вода самотеком поступает в скважину, а выбрасывается наверх по бурильной трубе под действием сильного обратного давления, создаваемого насосом или эрлифтом.

Второй способ считается более эффективным по нескольким причинам:

1. Высокая скорость бурения. Насос в этом случае отсасывает жидкость из забоя, а не вдавливает её;
2. скважина лучше очищается, ведь насос откачивает с жидкостью весь шлам;
3. в качестве жидкости можно использовать обычную воду, поскольку не нужно никаких добавок для размыва частиц грунта.

К минусам обратной очистки можно отнести высокую стоимость оборудования.