Технология бурения водозаборных скважин, виды бурения

Бурение скважины на воду – сложный многоступенчатый процесс, состоящий из нескольких технологических этапов.

При поступлении заказа на бурение скважины, наш специалист проводит первичный анализ стоимости, основываясь на геологических данных компании и предполагаемой глубине бурения. Заказчику озвучивается приблизительный диапазон цен на услуги, а также уточняется дата посещения участка, удобная для вас. Участок предполагаемого бурения подвергается первичному осмотру, уточняются необходимые детали и назначается дата начала проведения работ.

В назначенный день на участок прибывает наш специалист, который окончательно выбирает место для бурения скважины. В это же время уточняется степень участия заказчика – у нашей компании есть все необходимое, чтобы провести данные работы “под ключ”, включая обустройство скважины, что позволяет вам планировать свое собственное время и избежать постоянного контроля работ на участке.

А в будущем, при необходимости, можем проводить периодический осмотр и ремонт скважины.

После уточнения всех необходимых условий и составления договора отбирается бригада для работы и организуется выезд техники – и команда приступает к непосредственному бурению скважины.

Виды бурения скважин

• Шнековое бурение

  Шнек представляет собой стальную трубу с навитой стальной спиралью – подобно штопору, шнек бурит породу вращательными движениями. Шнеки соединены между собой при помощи шпонок и резьбы. Подобное бурение – идеальный вариант для неглубоких скважин в песчаной и других мягких породах.

• Роторное бурение

  Производится при помощи специального долота, вращающегося при помощи ротора, который располагается на поверхности. В процессе бурения буровой инструмент непрерывно охлаждается, а раскрошенная и резаная порода выносится при помощи глинистого раствора, воды либо сжатого воздуха.

• Колонковое бурение

  Вращательным элементом служит стальная колонковая труба, имеющая твердосплавную коронку в основании. Порода бурится по краям трубы, заводится в центр и в дальнейшем выдувается при помощи сжатого воздуха. Колонковый метод широко используется также при лабораторных исследованиях, так как предоставляет породу в первозданном состоянии (выдуваемую из центра колонковой трубы).

• Ударно-канатное бурение

  Наиболее простой способ: бурение производится забиванием трубы, поднимаемым грузом и с силой опускаемого на верх трубы. Сила удара достаточна для разрушения породы, которая удаляется из скважины обычной желонкой.

Перечисленные методы бурения скважин

используются уже многие годы и отлично зарекомендовали свою эффективность, но в настоящее время специалисты нашей компании предпочитают наиболее современный и универсальный способ – вращательное бурение скважин по роторному методу. Роторное бурение скважин – наиболее быстрый способ с максимально высоким КПД.

Процесс бурения скважин

В процессе бурения скважин наблюдается отклонение ствола от вертикали вследствие геологических особенностей (угол залегания пластов, наличие твердых включений породы, тектонические нарушения и прочее). Также причиной отклонения могут стать технологические причины: неправильная центровка вышки, перекос бурильной колонны, чрезмерная осевая нагрузка и другие. Искривление ствола скважины наблюдается при любом способе бурения – но современный уровень технологий и большой опыт специалистов позволяет не допускать отклонения ствола скважины более чем на 2-3 градуса.

В компании «Бурвода 72» используется только современная профессиональная техника высокой точности, позволяющая максимально сократить угол отклонения. Высокоточное оборудование позволяет избежать технических неполадок в работе скважины и продлить срок ее службы.

Процесс бурения скважин заключается в последовательном разрушении поверхности забоя, производимом вращением бурового долота (породоразрушающего инструмента). Разрушенная в результате бурения порода выводится на поверхность при помощи специального раствора.

Затем производится поиск водонасыщенного горизонта. В случае непредвиденного отклонения от проекта (редкие случаи, возникающие, например, в удаленных малоизученных районах) производится согласование с клиентом дополнительных условий.

На завершающем этапе бурения проводится компрессорная прокачка скважины под высоким давлением, вызов притока и разглинизация – освоение скважины. Также проводится обязательный замер производительности, откачка до чистой воды, предоставляется устный отчет по бурению.

Заказчикам стоит помнить, что особенности бурения той или иной скважины могут отличаться в зависимости от участка, на котором ведутся работы. К примеру, не стоит использовать грунтовые воды, если объект находится в районе с высокой промышленной активностью – и наоборот, в отдаленном месте возможно бурение относительно неглубокой скважины. Опытные специалисты нашей компании учтут все возможные нюансы работы и помогут вам выбрать оптимальный вариант, а при необходимости установить систему очистки воды из скважины.

Для того, чтобы узнать приблизительную глубину скважины конкретно для вашего района, на нашем сайте представлена подробная карта бурения. Получить более точную и подробную информацию вы можете у наших операторов по номеру +7(3452) 930-317, а также оставив свой вопрос в разделе «Вопросы специалисту».

Остались вопросы? Звоните по телефону +7 930-317

основные методы, особенности, технологические этапы

Бурение артезианских скважин выполняется вращательным способом, когда породоразрушающий инструмент (шарошечное долото) вращается за счет крутящего момента, передаваемого буровыми штангами от вращателя. В последнее время для этих целей наибольшее распространение получили буровые станки УРБ 2А-2 на базе ЗИЛ 131, УРАЛа или КАМАЗа. В качестве двигателя буровой установки может использоваться как маршевый двигатель, так и отдельный палубный двигатель.

Бурение на воду с промывкой

При бурении промывкой разрушаемая порода гидравлическим способом вымывается на поверхность. Поскольку буровые штанги представляют собой толстостенные трубы с резьбовым муфтовым соединением, через них с помощью насоса на забой подается специальная жидкость. Пройдя по штангам вниз до долота, эта жидкость вымывает разрушаемую породу и поднимает ее по стволу на поверхность, где она самотеком переливается в отстойник. Из отстойника по гибкому шлангу раствор вновь насосом подается внутрь штанг и по штангам на забой, тем самым, осуществляя круговорот.

Когда проходят неустойчивые породы в качестве промывочной жидкости применяют глинистый раствор, поэтому насос, который прокачивает этот раствор получил название грязевого насоса. А этот метод получил название бурения с промывкой. Если геологический разрез начинается с глинистых слоев, раствор получается естественным образом. При невозможности образования глинистого раствора естественным путем его замешивают из специальной глины (бентонитовой), возможно добавление небольшого количества цемента. При прохождении твердых пород, таких как известняк, в качестве промывочного раствора, как правило, используется вода.

Глинистый раствор выполняет еще одну важную функцию – за счет гидростатического давления удерживает стенки ствола скважины от обрушения. Глинистый раствор хорошо удерживает стенки при прохождении глинистых и песчаных слоев.

По виду вымываемого глинистого раствора буровой мастер видит, какие породы разрушает долото и фиксирует это в журнале.

Когда инструмент доходит до известняка, ствол обсаживается трубами и промывается. Известняк является естественным хранилищем воды, которая заполняет поры, каверны и трещины, образуя «бесконечную» систему «сообщающихся сосудов». Далее происходит бурение известняка долотом меньшего диаметра с использованием в качестве промывочной жидкости чистой воды (при небольших глубинах используют глинистый раствор). Если встречаются прослойки глины или песчаные линзы, буровой мастер фиксирует это в журнале, в будущем эти участки ствола обязательно перекрываются обсадной трубой меньшего диаметра.

Встречаются и сплошные известняки, иногда окремненные, в которых по понятным причинам нет трещин и, как следствие, воды. Но рано или поздно инструмент доходит до нужных пластов.

Когда начинается поглощение промывочной жидкости, ее количество пополняется с помощью привозной технологической воды, которую привозит автоцистерна, получившая название водовозки. По степени поглощения промывочной жидкости буровой мастер определяет ожидаемый дебит, то есть ее производительность. Когда это поглощение достигает необходимых значений, буровой мастер отбивает статический уровень и при необходимости обсаживает ствол известняка обсадной трубой меньшего диаметра.

Бурение скважин на воду в Московской области состоит из 3 операций, которые выполняются последовательно или параллельно:

1. Разрушение породы.
2. Транспортировка разрушенной породы с забоя на поверхность.
3. Крепление стенок обсадной колонной.

Разрушение породы производится долотом, транспортировка буровым раствором с помощью насоса, а стенки скважины крепятся обсадными трубами.

Завершающая стадия

Завершается процесс бурения прокачкой. В скважину на буровых штангах опускается скважинный насос, которым она прокачивается. Процесс занимает от нескольких часов до суток. Но объективное представление о качестве воды можно сделать лишь через пару недель эксплуатации скважины.

При прокачке замеряют еще одну очень важную характеристику – динамический уровень. Затем рассчитывается удельный дебит скважины.

Скважина готова к эксплуатации. То есть не совсем так. Теперь ее необходимо обустроить кессоном и смонтировать скважинный насос.

Звонок нашим инженерам поможет Вам принять решение: (495) 649-8593

Узнайте цены на бурение и установку водоподьемного оборудования (кессон, адаптер, насос, гидробак).

Какие работы включает обустройство скважины, которое необходимо для создания полноценной системы водообеспечения коттеджа круглый год.

Какие данные содержит паспорт скважины, и почему его наличие необходимо при подборе водоподьемного оборудования.

Технология бурения скважин на воду

Прежде, чем заказать бурение скважины на воду, мы рекомендуем каждому домовладельцу ознакомиться с основными технологиями и способами бурения. Для чего это нужно? Ведь в любой фирме есть консультанты, которые объяснят чем одна технология бурения скважин на воду отличается от другой. В первую очередь это необходимо лично Вам. Система автономного водоснабжения делается на долгие годы и должна все это время быть источником комфорта, а не беспокойства. Даже базовые знания в области бурения позволят квалифицированно общаться с подрядчиками. Более точное представление о сложности поставленной задачи и способах ее решения позволит не только выбрать лучший метод бурения и обустройства скважины, но и оптимизировать затраты.

Технология бурения водяных скважин имеет различные варианты реализации. Среди них есть как уже устаревшие и низко эффективные, так и современные, использующие последние достижения науки, требующие дорогой и сложной техники. Организация автономного водоснабжения решает вполне определенный круг задач, что позволило частным буровикам и буровым компаниям выбрать оптимальные методы. Для создания индивидуальных скважин на воду используются три основных способа бурения:

• ударно-канатное

• шнековое

• роторное

Ударно-канатное бурение — это устаревшая технология бурения. Метод медленный и технологически несовершенный. В основном используется для скважин небольшой глубины. Недостатки метода компенсируются его дешевизной, отсутствием необходимости использовать буровой раствор и организовывать свободный заезд для буровой установки. Но здесь лучше сразу выбрать, что для Вас выгоднее — долго и дешево, либо быстро и чуть дороже. Например, неглубокую и среднюю скважину можно быстро пробурить шнековым методом. Выбирая вариант «долго и дешево» учитывайте, что в таких условиях в рыхлых и неустойчивых грунтах возрастает риск обрушения стенок. Дешевизна ударно-канатного метода относительна. В сложных гидрогеологических условиях, либо при большой глубине скважины финансовые и трудозатраты могут резко возрасти.

установка АВБ-2М на шасси ГАЗ для ударно-канатного бурения

Технология ударно-канатного бурения очень проста. Тяжелое остроконечное или цилиндрическое долото при падении разрушает породу. Долото поднимается и опускается, углубляя выработку, цикл постоянно повторяется. Размельченную породу удаляют с помощью желонки. Компактность оборудования достигается за счет того, что для вертикального перемещения долота используется не жесткая буровая штанга, а гибкий металлический трос, намотанный на барабан. Если порода прочная, долото может быть утяжелено с помощью ударной штанги. Если грунт мягкий, до буровое долото и желонка могут быть объединены в один снаряд.

Технология бурения шнеком — одна из самых популярных для создания скважины на песок. Шнек — это так называемый архимедов винт, то есть сплошная винтовая поверхность, размещенная вдоль оси. Шнековая буровая установка может быть установлена на автомобильном шасси, в этом случае максимальная глубина скважин — до нескольких десятков метров.

компактный мотобур и шнек

Менее глубокие скважины бурятся малогабаритными шнековыми установками, которые можно перевезти в легковом пикапе. Простейший комплект для ручного шнекового бурения позволяет сделать скважину глубиной до 10 м. Компактность ручного оборудования дает возможность разместить его на участке без организации свободного заезда. Шнековое бурение используется в мягких и неплотных сухих грунтах. Скальная порода и даже отдельные валуны представляют для шнека непреодолимую преграду. Плывуны также сделают проходку невозможной.

шнек для буровой установки на автошасси

Благодаря своей доступности, шнековое бурение очень популярно у частных буровиков, чьими услугами с удовольствием (из-за низких цен) пользуются владельцы загородных участков. Но недостаточно пробурить скважину — необходимо правильно ее обсадить. А вот здесь уже требуется профессиональный уровень и опыт настоящих буровиков. Осторожно выбирайте подрядчика, даже если скважина планируется не очень глубокой и простой по конструкции. В противном случае дешевая скважина станет источником некачественной воды и дополнительных расходов.

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.

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.

Вряд ли получиться выбрать метод бурения, исходя из каких-то личных или финансовых предпочтений. Определяющим будет тип водоносного горизонта, на который собрались бурить, характеристики породы и конструкция скважины. Шнек пригоден только при бурении в мягких породах без камней и валунов на относительно небольшую глубину, поэтому в основном используется при создании песчаных скважин. Роторное бурение универсально, твердые породы на большую глубину шарошечное долото проходит без проблем — это единственный вариант при бурении на известняк. Ударно-канатное бурение требует слишком много времени, низкотехнологично и практически не используется.

Внимательно отнеситесь к выбору буровой компании. При некачественном бурении и обсадке (особенно глубокой артезианской) качество воды ухудшится, срок жизни скважины сократится, а затраты на ремонт и восстановление работоспособности источника водоснабжения будут несоразмерно высоки.

В определенных ситуациях домовладелец задумывается о возможности сделать водяную скважину самостоятельно, надеясь выиграть сразу по нескольким пунктам — бурение, обсадка и т. д. В основном, конечно, все стремятся сэкономить. Главное, чтобы «экономия» не коснулась качества воды и времени, потраченного на самодеятельную скважину. Вполне возможно, что у Вас получится сделать так называемый абиссинский колодец, или скважину-иглу. В этом случае узкая обсадная труба с острой насадкой просто забивается неглубоко в землю до ближайшего водоносного горизонта (не глубже 8 м). Бурение малогабаритной шнековой установкой позволяет сделать более глубокую скважину большего диаметра. Такие установки снабжены либо электрическим, либо бензиновым двигателем.

Но пробурить — это полдела, требуется качественно обсадить скважину. Часто бывает, что пройдя часть ствола, домовладелец вынужден обращаться к специалистам, чтобы те закончили бурение или до конца обсадили скважину. Конечно, в такой ситуации заказчик приобретает некоторый опыт буровика, но опыт этот недостаточен для самостоятельной работы и стоит большого количества потраченных денег, времени и сил. Если стоит задача сделать в коттедже качественное круглогодичное водоснабжение на основе скважины, рекомендуем сразу обращаться в профессиональную буровую компанию.

Технология бурения скважин на воду

Главная » Технологии » Технология бурения

Артезианская скважина – сложное гидрогеологическое сооружение. При бурении таких скважин существует немало особенностей и их не соблюдение может привести к выходу из строя скважины, значительному уменьшению срока службы и к ухудшению качества воды. Поэтому так важно соблюдать всю технологию бурения скважин на воду. Наша компания гарантирует Вам, что скважины, пробуренные нами, будут служить Вам долго и надежно, потому что наши бурильщики соблюдают всю технологию бурения.

Прежде всего давайте разберем терминологию, — что такое технология бурения –это свод определенных правил и нормативных документов, позволяющих произвести безаварийное бурение скважины под различное целевое назначение и утвержденные регламентом проведения работ.

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).

Геологическая разведка и что это такое?

Она выполняется на предмет соответствия кадастровым данным, если таковые есть и служит основополагающим материалом для проектирования будущей скважины.При выполнении геологразведки,выполняется комплекс геофизических исследований,при которых описываются интервалы водопроявления,статические и динамические уровни водонасыщенных горизонтов.Отбираются пробы воды для химического и бактериологического анализа, все эти данные помогут проектировщику правильно подобрать конструкцию скважины на необходимый нам водонасыщенный горизонт.И давайте не будем забывать,что бурение без геологической разведки — является грубейшим нарушением технологии бурения скважин на воду.

Проектирование скважины.

После получения исходных данных по геологии и необходимому дебиту скважины делается проект на скважину. Одним из наиболее важным и основным этапом является проектирование конструкции скважины, конструкция скважины и количество колонн зависит от следующих факторов:
— геологического разреза местности. Перед проектированием скважины, обязательно досконально изучаются данные по геологоразведке, после этого проектировщиком делается анализ и в проект закладывается необходимое количество колонн.
— целевого назначения скважины (вода, нефть, газ, геотермальное отопление или другое). Если скважина бурится для отбора воды, то необходимо знать суточное потребление воды на объекте. Эта информация позволит правильно спроектировать конечный диаметр эксплуатационной колонны.
После полученной информации определяется способ бурения и выбор бурового станка:
— способ бурения определяется группой и характеристикой пород

На примере одного населенного пункта постораемся показать как это выглядит:

1. Исходные данные по геологии:

0-2м. суглинки бурые.
2-20м.пески мелкозернистые и валунные отложения.
20-50м.глина коричневая.
50-55м.известняк крепкий.
55-62м.известняк трещиноватый(водонасыщенный)

2. дебит скважины нужен 3куб.час.

Согласно исходных данных конструкция скважины будет следующей:
D159мм.0-20м.(кондуктор)
D125мм.0-52м.(эксплуатационная)
D93мм.  52-62м.(открытый ствол).

Обращаем ваше внимание на то, что все четвертичные отложения, которые идут до известняка должны отсекаться кондукторами, во избежании подтока верхних вод и загрязнения известнякового пласта. Поэтому каждая скважина индивидуальна и прежде чем определять конструкцию скважины, изучается гидрогеология данного населенного пункта и только после этого, можно сказать какой конструкции скважина у вас будет.

Приготовление бурового раствора.

Особое внимание в регламенте проведения буровых работ отводится приготовлению раствора для бурения скважины. При расчете параметров бурового раствора во внимание принимают мощность неустойчивых грунтов, например песко-гравийные отложения. Поэтому при прохождении таких грунтов нужно уделить внимание : плотности раствора, удельному весу и его водоотдаче.

Вскрытие водоносного горизонта.

Данный этап в технологическом процессе бурения скважины необходимо выполнить с большой ответственностью. Прежде всего необходимо перевести скважину на воду, после того как вы произвели обсадку колонны (технической или эксплуатационной) на кровлю известняка, необходимо буровой раствор находящийся внутри колонны выдавить из скважины потоком чистой воды, подаваемой через бурильные трубы на забой (дно скважины) – это делается во избежании загрязнения горизонта и прекращения срока службы скважин находящихся вблизи места бурения. Далее на чистой воде происходит вскрытие известнякового горизонта.

Испытание скважины.

Одним из заключительных этапов в регламенте проведения работ, является прокачка скважины. Она может осуществляться как эрлифтом (компрессорная прокачка), так и центробежными насосами. В результате данных испытаний определяется дебит скважины, статический и динамический уровни. Все полученные данные заносятся в паспорт скважины.

Подводя итог – технология бурения скважин на воду, должна сопровождаться регламентом проведения буровых работ. Так же давайте не будем забывать, что регламент проведения буровых работ описывается индивидуально под скважину, так как его определяет – технология бурения скважин на воду.

Так же рекомендуем Вам, прочитать статью «оптимальная конструкция скважины«

Проверить правильность пробуренной скважины и соблюдение технологии бурения скважины можно заказав геофизический каротаж.

Получить более подробную информацию о скважинах и возможных конструкциях Вы можете по телефонам:

8 (495) 729-00-25,
8 (906) 708-76-75

Технология бурения скважин на воду

Технология бурения на воду. Виды скважин

Технологии бурения скважин на воду классифицируются по способу разрушения грунтовых пород и методу их извлечения на поверхность. В свою очередь, выбранный способ определяет набор оборудования и техники для устройства индивидуальной скважины на воду на дачном участке. Таким образом, именно технология бурения на воду с ее конкретными особенностями определяет конечную стоимость создания и обустройства источника воды на даче или участке загородного коттеджа. В некоторых районах Подмосковья и Твери, где водоносные слои представлены известковыми и песчаными горизонтами, наша компания осуществляет разработку артезианских (известковых) и фильтровых (песчаных) точек водоснабжения.

Технологии бурения на воду: классификация, особенности

Базовые принципы бурения скважин на воду сводятся к выбору технологии разрушения пород. Бурение производят шнековым, роторным или ударно-канатным способом. Выбор зависит от типа местности, ее геологических особенностей, глубины залегания подземных водоносных слоев, конкретного типа грунта на участке.

Виды скважин на воду: различия, преимущества

Геологические особенности местности определяют тип скважины на воду, которая может быть:

Кроме того, некоторые жители сельских районов все еще предпочитают добрый старый колодец.

Артезианская скважина (известковая)

Глубина артезианской скважины под воду зависит от уровня залегания подземных вод. Например, водоносные известняки в Московской области находятся от 20 до 100 и более метров от поверхности земли. Поэтому глубина бурения на воду в северных районах Подмосковья обычно составляет 20-25 метров, а на юге может достигать 200 метров. Для известкового источника характерно большое количество воды (до 10-15 куб.м/час) и долгий срок эксплуатации. Стоимость разработки артезианской скважины больше, чем фильтровой, поэтому иногда соседи по даче кооперируются и оборудуют один источник на несколько домов. Выбирая, где расположить скважину на участке, следует учитывать, что для ее разработки потребуется участие тяжелой техники, которой нужно обеспечить беспрепятственный подъезд. Наша компания использует оборудование на базе ЗИЛ-131. Чтобы буровая машина могла подъехать к объекту, потребуется дорожка шириной не менее 3 метров и площадка 4×6 метров для работы.

Фильтровая скважина (на песок)

Особенности бурения на воду в местности, где подземные воды проходят в песчаных слоях, позволяют заглубляться в грунт не более чем на 30 метров. Технология бурения шнековым способом состоит в одновременном разрушении породы и извлечении ее на поверхность. Дебет фильтрового источника намного меньше артезианского, но его вполне хватает для полива на даче и бытовых нужд.

«Правильная» скважина на воду, обустроенная под ключ, служит от 5 до 15 лет, а по окончании срока эксплуатации требует проведения специального вида работ по ее восстановлению. Сезонная эксплуатация, когда водой пользуются в течение 3-4 месяцев, а остальное время источник «простаивает», негативно сказывается на длительности его жизни. «Сезонная» скважина быстро заиливается, ее дебет уменьшается, и лет через семь она и вовсе выходит из строя. После того, как насос перестает качать воду из песчаного источника, обсадные трубы промывают под давлением с помощью специального оборудования. Если этот метод «реанимации» не помогает, бурят новую точку. Поэтому, выбирая вид скважины на воду, лучше вложить средства в долгосрочный, артезианский, проект.

Абиссинский колодец

Абиссинский колодец является самым доступным вариантом водоснабжения. Если в случае разработки фильтрового или известкового источника порядок бурения на воду сводится к выбору места его обустройства, использованию тяжелой или малогабаритной техники и последующему запуску скважины, то для создания абиссинского колодца грунт просто «прокалывается» трубой с острым наконечником. Его глубина составляет не более 8-12 метров, но к преимуществам относится полная защищенность от грязи, спор, пыли, дождя.

Звоните прямо сейчас!

(4822) 45-21-31

Заказать звонок

Мы свяжемся с вами
в течение 10 минут

Технология бурения скважин на воду

Бурение скважин на воду один из самых распространённых способов добычи подземных вод. Установка скважины позволяет получать  чистую, питьевую воду в любое время года.

Как происходит бурение? В процессе бурения скважин на воду буровой инструмент проходит сквозь слои грунта и извлекает на дневную поверхность шлам (разрушенную горную породу). Для получения из скважины воды необходимо пробурить скважину, а также извлечь из отвала выработку, которой завершается слой грунта, насыщенного водой. Технология бурения состоит в завинчивании в грунт бурового инструмента, либо в разбивании породы и последующем извлечении ее из завала.

 

 

Бурение скважин на воду, сооружаемых на песке

 

При бурении фильтровых скважин на воду устанавливают одну колонну труб, соединенных специальным образом между собой при помощи резьбы либо сварки. Бурение скважины на песке является менее трудоемким и менее затратным процессом, чем бурение на известняке. На конце трубы, используемой для водозабора, устанавливают сетчатый фильтр. При бурении используют трубы различного диаметра в соответствии с необходимой водоотдачей. Обустройство такой водозаборной скважины не требует лицензирования и осуществляется за один-два дня.

 

 

 

Конструкция артезианской скважины

 

Процесс бурения глубоких скважин сопровождается рядом особенностей, которые следует учитывать. Во избежание различных нежелательных последствий, таких как ухудшение качества воды, сокращение эксплуатационного срока, обрушения, должна соблюдаться технология бурения таких скважин. В этой конструкции водозаборной скважины первую обсадную колонну опускают в известняк, после чего зарезают для герметизации для исключения попадания верхних вод. В обсадной колонне осуществляют бурение, вскрывая пласт известняка – данный интервал обустраивают перфорированной обсадной колонной, чтобы избежать обрушения пласта. В перфорированной трубе бурят фильтровой отстойник (карман под шлам). В конструкции скважины «на известняке» также может быть использована дополнительная обсадная колонна либо кондуктор.

 

Чтобы увеличить эффективность водоносного горизонта при снижении водоотдачи, несоответствии воды по бактериологическому либо химическому составу, авариях в забое, либо нарушениях, устранить которые невозможно, может быть использована зарезка либо сооружен второй ствол скважины.

 

Технология бурения дает возможность скорректировать конструкцию скважины в соответствии с фактическим разрезом, а затем убедиться в исправности ее при помощи геофизических каротажных исследований.

 

Типы водозаборных скважин

как изменились технологии за 25 лет — Журнал «Сибирская нефть» — №172 (июнь 2020)

От обычных вертикальных и наклонно-направленных скважин, которые строились на традиционных запасах четверть века назад, «Газпром нефть» проделала большой путь к скважинам сложным и высокотехнологичным. Благодаря им компания сегодня успешно добывает трудноизвлекаемую нефть и реализует проекты, которые в недавнем прошлом казались невозможными. Впрочем, это только начало: большая работа по развитию технологии бурения скважин еще предстоит

Хотя многие прорывные решения в области бурения были разработаны и впервые применены в отечественной нефтяной отрасли, развитие технологий бурения скважин в постсоветской России 90-х годов прошлого века во многом определялось приходом на рынок зарубежных сервисных и нефтяных компаний. После развала СССР отрасль находилась в кризисе, добыча упала, технологическое развитие прервалось. И наверстывать упущенное, догоняя тех, кто успел к тому моменту уйти далеко вперед, было чрезвычайно сложно.

В 1990-х годах развитие было связано в первую очередь с технологиями строительства наклонно-направленных скважин. Ствол такой скважины отклоняется от вертикали. Это позволяет пробурить несколько скважин (куст) с одной кустовой площадки, а значит, сэкономить на подготовке площадок и сократить время на перемещения буровой установки от скважины к скважине (а в бурении время — это не просто деньги, а очень большие деньги).

Развитие наклонно-направленного бурения сдерживалось его не очень высокой точностью. Бурили, можно сказать, наугад, и отклонение от целевой траектории могло оказаться достаточно существенным. Впрочем, главную свою задачу — охватить определенный участок месторождения — такие кусты скважин успешно решали. Ситуация стала меняться с развитием систем телеметрии, которые позволили лучше контролировать, где находится долото, и точнее направлять траекторию скважины. Кроме того, в конце 1990-х более широкое распространение получили винтовые забойные двигатели (ВЗД), а на смену шарошечным пришли более износостойкие PDC-долота. Все это позволило повысить скорость бурения и создало предпосылки для того, чтобы перейти к строительству горизонтальных, а затем и многоствольных скважин.

Выход на горизонт

В отличие от наклонно-направленных, задача горизонтальных скважин — не просто достичь продуктивного слоя, но и пройти по нему достаточно большое расстояние: сотни и даже тысячи метров. А если учесть, что толщина этого слоя может составлять всего лишь несколько метров, становится понятно, что строительство таких скважин — существенно более сложная задача, требующая серьезной подготовки и точных инструментов.

В «Сибнефти» (будущей «Газпром нефти») первые горизонтальные скважины стали строить в начале 2000-х годов. Поначалу длина горизонтального ствола составляла всего 150–300 м. С тех пор показатели заметно увеличились, и сегодня горизонтальный участок протяженностью 2 км и более — обычное дело.

Для освоения новых методов и технологий бурения скважин появились вполне реальные стимулы: ухудшение качества запасов, развитие удаленных арктических, а также шельфовых проектов. Именно шельф в последние десятилетия стал локомотивом технологического развития в нефтедобыче. На нем строятся самые сложные скважины с наиболее длинными горизонтальными стволами. Ведь создание каждого нового куста стоит здесь значительно, иногда на несколько порядков дороже, чем на суше. Для «Газпром нефти» шельфовый проект «Приразломное» в Печорском море также стал уникальным опытом в области бурения. Здесь строят горизонтальные скважины глубиной более 6 тыс. м со смещением от платформы до 4 тыс. м и горизонтальными участками до 1 тыс. м. Особенность проекта еще и в том, что компания реализует его полностью своими силами, без привлечения зарубежных партнеров.

Строительство горизонтальных скважин потребовало использования в процессе бурения сложного комплекса каротажа, который позволял лучше контролировать пространственное положение скважины и в реальном времени определять свойства пласта, в котором идет бурение, чтобы прокладывать путь через его наилучшие зоны. Для передачи большого объема данных каротажа на поверхность потребовались новые, более эффективные телеметрические системы.

Процесс бурения постоянно совершенствовался за счет улучшений в каждом элементе системы. Появлялись новые буровые растворы, бурильные трубы, насосы, система верхнего привода буровой установки. Технологии становились дешевле, а их эффективность росла. Синергетический эффект таких изменений позволял достигать новых результатов.

В конце 1990-х — начале 2000-х получили распространение роторные управляемые системы (РУС), объединившие преимущества роторного бурения (при котором вращается вся колонна буровых труб) и высокую точность проходки по сложной траектории. Они позволили строить скважины с экстремально большими отходами ствола, горизонтальные участки протяженностью иногда в несколько километров, точно проходящие в маломощных коллекторах толщиной 1–2 м.

Освоение строительства горизонтальных скважин открыло возможности для внедрения еще одной технологии, так важной для разработки низкопроницаемых коллекторов: многостадийного гидроразрыва пласта (о его развитии мы писали в предыдущем номере).

Однако не всегда одного ствола достаточно. И не для всех трудных запасов эффективен гидроразрыв. Еще одним важным этапом в развитии технологий бурения стало строительство многоствольных скважин.

Сложность растет

Сама идея бурения многоствольных скважин появилась достаточно давно и успешно реализовывалась еще в 50-х годах прошлого века в Башкирии, а потом и в других регионах СССР. Такая скважина, конечно, дороже обычной. Но все-таки дешевле нескольких скважин, пробуренных с поверхности земли для получения сопоставимых объемов добычи. Однако сложность бурения, более высокие риски аварий и трудность их устранения препятствовали широкому распространению технологии.

В мире бурное развитие многоствольного бурения началось в 90-х годах, и это были уже совсем другие многостволки: технологически более сложные, но и более надежные. Драйвером развития опять же стал шельф: строить на море одну, пусть и очень сложную, скважину может быть заметно дешевле и эффективнее, чем несколько обычных, и тем более новый куст.

В конце 90-х годов возникла классификация многоствольных скважин по уровню их сложности (TAML). Существует 6 уровней TAML, которые различаются в зависимости от того, как обсажены основной и боковой стволы, как решено их сочленение, какое оборудование размещено в стволах. Освоение каждого нового уровня — серьезная технологическая задача, на решение которой может уйти не один год. Конечно, сложность не является самоцелью. Применение многоствольных скважин той или иной конструкции всегда определяется задачами и горно-геологическими условиями.

Незаменимы многоствольные скважины и там, где есть большие газовые шапки, на нефтяных оторочках, в расчлененных коллекторах и других ситуациях, где технологии МГРП не эффективны. За счет большей протяженности стволов такие скважины дают больший коэффициент охвата продуктивного пласта и позволяют добиться более высоких дебитов. А чем выше продуктивность, тем быстрее окупается скважина и проект в целом.

Первые попытки построить двуствольные скважины в «Сибнефти» предпринимались на Сугмутском месторождении в середине 2000-х, однако появление по-настоящему высокотехнологичных скважин на активах «Газпром нефти» относится уже к середине 2010-х, когда были построены первые многостволки с обсаженными стволами. Обсаживание защищает стволы от обрушения в процессе эксплуатации. Это делает скважину более надежной и замедляет темпы падения добычи. Технологию сначала отработали на Новопортовском месторождении, а теперь применяют и на других активах, где она оказалась востребована.

Многоствольные скважины также позволяют более эффективно охватить сложные, расчлененные залежи, состоящие из многочисленных не связанных друг с другом гидродинамически геологических объектов (линз). С подобным строением залежей «Газпром нефть» столкнулась на Восточно-Мессояхском месторождении. Бурить отдельную скважину к каждой такой линзе было бы слишком дорого, а зачастую и слишком рискованно, так как их точное расположение в пространстве достаточно сложно установить. На Мессояхе компания отработала технологию строительства многоствольных скважин-фишбонов (от англ. fishbone — рыбий скелет). Среди достижений: скважина с восемью стволами, а также уникальный 5-ствольный обсаженный фишбон уровня TAML-3, пробуренный на Восточно-Мессояхском месторождении в конце 2017-го. Сегодня технология строительства фишбонов, освоенная на Мессояхе, используется и на других активах компании: Чаяндинском, Песцовом, Тазовском и других месторождениях.

Последнее достижение компании в области строительства многоствольных скважин — построенная на Вынгаяхинском месторождении уникальная для России двуствольная скважина с 8-стадийным МГРП на каждом из стволов. Скважина соответствует уровню сложности TAML-3. Ее конструкция позволила вдвое увеличить приток нефти по сравнению с одноствольной. Высокотехнологичная скважина была построена на ачимовских отложениях. Новая технология способствует существенному повышению рентабельности разработки этих трудных запасов.

Приближая будущее

Строительство многоствольных скважин — перспективное направление развития для «Газпром нефти». Здесь еще многое предстоит сделать в ближайшие годы, отмечает начальник управления бурения Научно-Технического Центра Филипп Бреднев. На очереди — переход на новые уровни сложности TAML: четвертый и пятый.

Среди других технологий бурения скважин, которые планируют осваивать в компании, — бурение на обсадной колонне, бурение на гибких насосно-компрессорных трубах (ГНКТ или так называемый колтюбинг) в карбонатных коллекторах. Гибкая труба позволяет бурить быстрее за счет сокращения времени, которое тратится на спуско-подъемные операции. Также колтюбинг дает возможность не использовать кольматанты (вещества, препятствующие поглощению буровых растворов пластом), которые загрязняют призабойную зону, что негативно сказывается на нефтеотдаче.

Целый ряд проектов, которые «Газпром нефть» реализует в партнерствах с сервисными компаниями и производителями оборудования, направлен на создание новых высокотехнологичных буровых установок для российского рынка, а также переоборудование имеющихся. Новые буровые должны повысить безопасность людей, увеличить скорость бурения и снизить трудозатраты. Среди основных требований: максимальная автоматизация спуско-подъемных операций, безрезьбовое соединение верхнего привода с бурильной трубой, мощные буровые насосы, автоматизированная система учета наработки оборудования и инструмента, предиктивная аналитика для повышения эффективности обслуживания установки.

Огромные возможности по повышению эффективности строительства высокотехнологичных скважин сегодня дает цифровизация. В процессе бурения со скважины поступает обильный поток данных: показания датчиков геолого-технологических исследований (ГТИ), данные каротажа в процессе бурения, показания телеметрии наклонно-направленного бурения, реология бурового раствора и другие. Правильное использование этих данных, применение современных инструментов для машинной обработки больших данных открывают новые перспективы для дальнейшего повышения эффективности строительства скважин.

Для «Газпром нефти» важными шагами на этом пути стали создание в 2012 году центра геологического сопровождения бурения высокотехнологичных скважин и дальнейшая его трансформация в кросс-функциональный центр управления бурением (ЦУБ) «ГеоНавигатор» на базе Научно-Технического Центра. ЦУБ «ГеоНавигатор» стал первым в своем роде среди крупных ВИНК. В нем удалось объединить специалистов разных функций, собрать на одной площадке команду профессионалов. Она способна оперативно решить задачи любой сложности, которые могут возникнуть в процессе строительства скважин. Сегодня этот подход эффективно тиражируется: центры управления бурением создаются уже на базе добывающих предприятий «Газпром нефти». Так в 2019 году был создан региональный центр управления бурением в Тюмени.

Один из фокусов работы ЦУБ — технология геонавигации, которая заключается в оперативном получении информации о геологической модели месторождения и корректировке траектории скважины в соответствии с ней. Данные с бурового инструмента без задержки передаются в Центр во время бурения, и свежая информация отображается на геологической модели месторождения. Фактические данные сравниваются с проектными, анализируются. Если необходимо, траектория скважины корректируется таким образом, чтобы попасть в намеченную зону. С поступлением новой информации цикл повторяется, обеспечивая непрерывный контроль бурения.

Кроме того, в последние годы в «Газпром нефти» созданы и успешно внедряются несколько цифровых решений, основанных на инструментах машинного обучения, которые помогают справляться с наиболее острыми проблемами в процессе бурения и быстрее принимать значимые решения о дальнейшем строительстве скважин. Среди задач, которые решает искусственный интеллект, — сокращение случаев выхода долота из целевого интервала на основании данных сопровождения бурения, распознавание в этих данных предвестников аварийных ситуаций, более точное прогнозирование пространственного положения скважины, а также расчет ее ожидаемой продуктивности в процессе бурения.

Очевидно, что в ближайшем будущем цифровизация будет все более серьезно определять развитие высокотехнологичного бурения, а значит, и освоение трудноизвлекаемых и нетрадиционных запасов.

Технологии в бурении глубоких и сверхглубоких скважин: текущее состояние, проблемы и будущие тенденции в период 13-й пятилетки (2016–2020 гг.)

В период 12-й пятилетки (2011–2015 гг.) CNPC независимо разработала серия нового бурового оборудования, инструмента и химических материалов для глубоких и сверхглубоких скважин, в том числе шесть пакетов ключевого бурового оборудования: станки для скважин глубиной до 8000 м, четырехшарнирно-стендовые станки, устройства автоматического перемещения труб для буровых установок скважины глубиной 5000/7000 м, системы и оборудование для бурения с регулируемым давлением, установки двигателей внутреннего сгорания с альтернативным газом / топливом, а также системы бурения на воздухе / газе / депрессии; семь наборов ключевых буровых инструментов: автоматические инструменты для вертикального бурения скважин, скважинные турбинные инструменты, высокопроизводительные долота PDC, гибридные долота, устройства пульсации струи долота, система контроля отсутствия неожиданности при бурении и устройства для спуска обсадной колонны для верхнего привода; и пять видов буровых растворов и цементных растворов: высокотемпературные и высокоплотные буровые растворы на водной основе, буровые растворы на масляной основе, высокотемпературный цементный раствор с большим перепадом температур и система вязкого цементного раствора.Эти новые технологии разработки сыграли важную роль в поддержке китайского бизнеса по разведке и разработке нефти и газа. В течение следующего периода 13-й пятилетки (2016–2020 гг.) По-прежнему существует множество проблем при бурении глубоких и сверхглубоких скважин, таких как высокие температуры, высокое давление, узкое окно давления, целостность ствола скважины и т. Д. а также огромное давление на снижение затрат и повышение эффективности. Таким образом, будущая тенденция развития будет сосредоточена на разработке эффективных и мобильных буровых установок, высокопроизводительных буровых долот и вспомогательных инструментов, методов обеспечения целостности ствола скважины и широкополосной телеметрии в скважине и т. Д.В заключение, это исследование поможет улучшить возможности и уровень бурения сверхглубоких скважин и окажет поддержку услугам по разведке и разработке нефти и газа в Китае.

Технология бурения — обзор

4.4 Бурение

Технология бурения значительно усовершенствовалась со времени исследования конструкции глубоких скважин Вудворда – Клайда в 1983 году. Достижения были в основном связаны с управлением направлением, которое связано с бумом добычи нефти и газа. бурение, связанное с горизонтальными скважинами.Хотя в настоящее время изучается размещение глубоких скважин в вертикальных скважинах, та же технология наклонно-направленного бурения может использоваться для поддержания прямолинейности ствола скважины (т. Е. Остроты изгиба или максимального углового отклонения на заданном расстоянии) и вертикальности (т. Е. Отвесности ствола скважины), даже когда структура породы, ткань или трещины могут вызывать отклонение бурового долота от вертикали.

Мы в целом группируем соответствующие методы глубокого бурения в зависимости от того, как крутящий момент прикладывается к буровому долоту, как поддерживается управление направлением, а также по типу сверла.Недавний обзор достижений в бурении Li et al. (2016). Исторически сложилось так, что буровые установки прикладывали крутящий момент к буровому долоту через бурильную трубу через самую верхнюю «ведущую» секцию. Келли представляет собой кусок бурильной трубы с некруглым поперечным сечением, который вращается с помощью двигателя, соединенного с втулкой аналогичной формы, прикрепленной к вращающемуся столу на полу буровой установки. Вся длина бурильной трубы затягивается, чтобы сверло повернуть на дне скважины. При продвижении скважины к нижней части секции келли добавляется труба.

В последнее время для поворота бурильной колонны стали использовать двигатели с верхним приводом. Они включают в себя прямое соединение роторного двигателя с бурильной трубой в ее верхней части. Узел роторного двигателя перемещается вверх и вниз по мачте буровой установки во время буровых работ. Хотя это механически сложнее, чем использование стационарной системы ведущей трубы, оператору бурения предоставляется больший контроль, в том числе применение вращения при подъеме.

Забойные забойные двигатели — это современный альтернативный метод приложения крутящего момента к буровому долоту.В этих системах бурильная труба не вращается; Двигатель прямого вытеснения является частью нижней части бурильной колонны над буровым долотом. Закачка бурового раствора по бурильной колонне (то есть прямая циркуляция) затем включает насос, который преобразуется в крутящий момент, прикладываемый непосредственно к буровому долоту.

Системы как с верхним приводом, так и с ведущим приводом могут быть сконфигурированы для использования обратной циркуляции, при которой буровой раствор перекачивается вверх по бурильной трубе, а не вниз по бурильной трубе. Такой подход часто приводит к более зависящему от глубины извлечению шлама, чем прямая циркуляция, когда буровой раствор циркулирует вверх по кольцевому пространству ствола скважины.Очень большие диаметры ствола скважины иногда требуют обратной циркуляции для эффективного удаления шлама, поскольку скорости потока бурового раствора снижаются с увеличением диаметра кольцевого зазора (более крупные выбуренные породы выпадают из бурового раствора при его замедлении), в то время как скорость в бурильной трубе остается высокой. Обратная циркуляция несовместима с некоторыми современными подходами к бурению (например, забойными забойными двигателями или ударным бурением) или требует специального оборудования.

Для управления направлением движения недавно появилось несколько различных типов гибридных поворотных управляемых систем.Эти методы обычно требуют, чтобы бурильная колонна поворачивалась (через килевую трубу или верхний привод), но имеют компьютеризированные активные элементы управления направлением, расположенные внизу бурильной колонны над буровым долотом. Существующие методы либо динамически прикладывают горизонтальную силу к бурильной трубе (т. Е. Подушки динамически толкают стенку скважины, чтобы отклонить долото в определенном направлении) на несколько метров над буровым долотом, либо динамически изгибают бурильную колонну во время вращения для получения надлежащего наведение сверла.Эти роторные управляемые системы могут быть намного дороже, чем забойные забойные двигатели или более традиционные методы бурения, но могут поддерживать точный контроль прямолинейности и вертикальности ствола скважины посредством непрерывных съемок и внутрискважинных измерений во время бурения. Забойные забойные двигатели и многоуправляемая система использовались в немецкой скважине KTB, которая имела отличное управление направлением до глубины примерно 6 км (Bram et al., 1988), но внутрискважинная электроника вышла из строя при более высоких, чем ожидалось, температурах, встречающихся ниже этой глубина (Engeser, 1995).Современная электроника в роторных управляемых системах теперь обычно устойчива к высоким температурам, что делает этот подход более осуществимым.

Буровые долота, используемые в твердых породах, обычно представляют собой вращающиеся долота с роликовым конусом, которые имеют несколько вращающихся компонентов, покрытых твердосплавными штырями, которые вращаются и разрушают породу на дне скважины за счет разрушения при сжатии. Поликристаллические алмазные компактные долота (PDC) — это новый тип бурового долота, разработанный для использования в осадочных породах. Эти долота не имеют движущихся частей и вместо этого разрушают породу в результате разрушения при сдвиге; фрезы протаскиваются по дну скважины.Долота PDC намного дороже, чем долота с шарошечным конусом, но они имеют очень высокую скорость проходки и обычно служат намного дольше (требуя меньшего количества выходов из скважины для замены долота). Некоторые усовершенствованные долота PDC и гибридные долота с шарошечным конусом / долота PDC были недавно разработаны для бурения в твердых породах, но имеется меньше опыта работы с кристаллическими породами по сравнению с обширным недавним опытом работы с долотами PDC в осадочных породах и долгой историей использования трикона. биты в кристаллической породе.

Ударное бурение — это альтернативный метод бурения и тип бурового долота, который концептуально заменяет забойный забойный двигатель буровым молотком, активируемым буровым раствором.Затем молот сжимающим образом разрушает породу на дне скважины за счет быстрого вертикального движения вверх и вниз. Традиционно большая часть ударного бурения выполняется с использованием воздуха в качестве бурового раствора, но доступны некоторые экспериментальные методы ударного бурения на водной основе. В то время как ударное бурение может обеспечить очень высокую скорость проникновения в твердую породу, использование воздуха в качестве бурового раствора часто нежелательно на значительной глубине. Удаление воды, которая течет в ствол скважины с помощью только циркуляции воздуха, может оказаться затруднительным, сжимаемость воздуха и утечка воздуха из стыков в бурильной колонне становятся значительными в очень длинной бурильной колонне, а бурение с использованием воздуха требует бурения на депрессии. подход, который устраняет вес бурового раствора как возможный инструмент в управлении стабильностью ствола скважины.

Ключевые критерии выбора подходящей современной буровой установки (например, с возможностью наклонно-направленного бурения) в дополнение к глубине ствола скважины, диаметру и типу породы включают ожидаемый вес бурильной колонны и вес устанавливаемой обсадной колонны / хвостовика. Буровые установки для нефтяных месторождений доступны мощностью до 4000 лошадиных сил с грузоподъемностью до 900 метрических тонн (Beswick, 2008). Среди доступных наземных установок есть несколько установок, которые способны пробурить скважину большого диаметра на глубину до 5 км в кристаллической породе фундамента.

Роторное бурение с верхним приводом в кристаллическом фундаменте, вероятно, будет выполняться с использованием твердосплавной пластины из карбида вольфрама, опорного подшипника и долота с коническим роликом. Забойный забойный двигатель может быть оснащен гибридными долотами с роликовым конусом и PDC. Для захоронения глубоких скважин следует использовать преимущества последних достижений в технологии бурения и заканчивания скважин, но мы не должны использовать экспериментальные подходы, если только последствия отказа для этих подходов не будут приемлемо низкими.

Выбор метода бурения, а также выбор конкретных долот и рабочих параметров (скорость вращения, вес долота и гидравлика бурового раствора) будет зависеть от местного опыта бурения и характеристик горных пород на площадке.Бурение в кристаллической породе будет медленным, с возможной скоростью проходки до 1 м в час. Твердые кристаллические породы фундамента обычно ограничивают срок службы бурового долота. Частая смена долота увеличивает количество спусков в скважину и выход из нее. В сочетании с большими диаметрами это означает, что затраты на бурение несколько неопределенны. При бурении глубоких скважин в твердых породах количество времени, затрачиваемого на спуско-подъемные работы и испытательное оборудование в скважине и из нее (например, для замены бурового долота, извлечения образцов керна, проведения испытания буровой штанги или проведения испытаний на гидроразрыв), может составлять значительную часть общего времени.Это можно свести к минимуму за счет использования более длинных секций бурильных труб, буровых долот с увеличенным сроком службы, включая новые гибридные типы, альтернативных методов бурения и отбора керна на кабеле.

Система циркуляции жидкости состоит из насосов, соединений с бурильной колонной, оборудования для сбора жидкости и наземного оборудования для подпитки жидкости и удаления шлама. В зависимости от метода бурения циркулирующая жидкость может состоять в основном из воды, масла или воздуха. Его функции заключаются в охлаждении и смазке долота, смазке бурильной колонны, вымывании выбуренной породы из ствола скважины, кондиционировании скважины для ограничения оседания и потери циркуляции, а также в контроле забойного давления.Буровой раствор или раствор часто оказывает значительное влияние на стоимость ствола скважины, особенно когда ствол скважины имеет большой диаметр или имеет потерю циркуляции. Буровой раствор, используемый при бурении покрывающей части ствола скважины, будет выбран для эффективного поддержания устойчивости ствола скважины через покрывающий слой (например, жидкость на водной или масляной основе с бентонитом). В зависимости от геологии покрывающих пород и возможности облупления или набухания глины, для некоторых участков ствола скважины может потребоваться жидкость на нефтяной основе (например,g., для набухающих глин) или рассола (например, если присутствуют минералы эвапорита).

Операции по цементированию важны для обеспечения устойчивости обсадных колонн и хвостовиков. Цементирование также можно использовать для герметизации проницаемых зон и трещин во время бурения, где наблюдается потеря циркуляции и другие методы неэффективны. Журналы цементной связи зацементированных, обсаженных интервалов завершенных скважин используются для подтверждения правильного размещения цемента. На дне интервалов обсаженных скважин можно проводить расширенные испытания на герметичность для проверки характеристик цемента.

Поиск лучших мест для бурения скважин на воду с помощью технологий

Когда вы хотите пробурить новую водозаборную скважину, будь то для орошения, домашнего или муниципального использования, геотермального или водного полива, один из самых больших вопросов — откуда вы знаете, где бурить. Пробурить скважину может стоить сотни или тысячи долларов, и если в итоге получится сухая скважина, это будет потрачено зря.

Последние пару веков технология поиска подземных вод получила название «колдовской».«Это включает использование ветки ивы, чтобы ходить взад и вперед по заданной области, пока подземные воды не заставят ветку согнуться вниз.

Он добился определенных успехов, особенно в обнаружении источников воды, которые расположены близко к поверхности и которым не препятствуют тяжелые слои сланца или глины. Его успех в обнаружении более глубоких или более скрытых водных образований имеет больше ограничений.

Но, как и в других областях сельского хозяйства и геологии, технологии достигли прогресса. Познакомьтесь с Кевином Ригсби, менеджером по геофизическим исследованиям в Hydro Resources, компании, расположенной в Шугарленде, штат Техас, с офисами в девяти местах — все они предназначены для помощи фермерам, сельским предприятиям и правительствам в поиске лучшего места для получения необходимой им воды.

Его местоположение в Канзасе — Гарден-Сити. В Оклахоме у него есть офис в Талсе. Офисы в Техасе находятся в Шугарленде, Дриппинг-Спрингс, Далхарте, Херефорде и Санрей. Есть также офисы в Форт-Луптоне, штат Колорадо, и в Рино и Виннемукке, штат Невада

.

Ригсби работает в офисе в Талсе, Оклахома.

«Более 20 лет я работал в нефтегазовой отрасли, используя сейсмические и электромагнитные технологии, чтобы помочь найти лучшие участки для бурения нефтяных скважин», — говорит Ригсби. «Но почти каждый раз, когда я создавал тестовую площадку, у меня был фермер — землевладелец или сосед — спрашивал меня, можно ли использовать такую ​​технологию для обнаружения воды.”

Ригсби говорит, что его заинтриговал этот вопрос, в основном потому, что он подозревал, что ответ был «да», но также потому, что у него было ощущение, что дни экономики, основанной на ископаемом топливе, были ограничены и что «вода — новое золото».

Итак, он оставил нефтегазовый мир и разработал геофизический способ поиска воды под поверхностью земли. Hydro Resources использует электромагнитные токи для создания сигналов и измерения возвратных сигналов, которые отображают гидрологические особенности под поверхностью и определяют места, где можно найти бурение скважины с хорошим качеством и хорошим запасом воды.

Геотехники размещают на поверхности несколько датчиков для измерения обратных сигналов и вставляют зонды из нержавеющей стали для приема низкочастотных сигналов с земли.

«Когда низкочастотные сигналы проходят через землю и скальные образования, возвращаемый сигнал несет новую информацию, помогая нам находить участки песка, гравия или пористого известняка», — говорит Ригсби. Он добавляет, что данные, собранные на успешных скважинах, помогают определить типы обратных сигнатур, которые указывают, где бурение будет продуктивным.

По его словам, компания

Hydro Resources ведет разведку скважин на воду с использованием этой технологии с 2004 года и имеет около 85% успешных попыток найти приемлемые скважины на национальном и международном уровнях. «У нас очень редко бывает сухая яма; иногда мы получаем меньше объема, чем предполагалось, иногда лучше », — добавляет Ригби.

В случаях, когда пласты подземных вод находятся на глубине 300 футов или более, Hydro Resources располагает технологией, позволяющей использовать естественное электромагнитное поле земли для измерения «удельного сопротивления» или сопротивления току и использовать это для определения где есть бассейны с водой.

В западных Канзасе и Оклахоме некоторые подземные водоносные горизонты часто являются солоноватыми или слишком солеными, чтобы их можно было использовать для орошения. Но Ригсби говорит, что технология Hydro Resources может отличить соленую воду от пресной.

«Соленая вода обладает высокой проводимостью», — говорит он. «Его удельное сопротивление составляет около 6 Ом по сравнению с 16 или 18 или выше для пресной воды. На наших изображениях значения удельного сопротивления пластов обозначены цветом. Желтая или зеленая зона — хорошая цель; оранжевая или красная зона почти наверняка будет соленой водой или глиной / сланцем.”

Он говорит, что та же технология может помочь менеджерам водных ресурсов отслеживать подземные «шлейфы» соленой воды, которые либо возникают естественным путем, либо чаще возникают в результате утилизации или протекающих обсадных труб нефтяных скважин.

«Измеряя удельное сопротивление, можно отличить соленую воду от пресной», — говорит он. «Это действительно единственная технология, которая делает это».

Технологии Буровых Установок

Инструмент для наклонно-направленного бурения

Существует несколько систем для определения и устранения отклонения, и некоторые из них были значительно усовершенствованы в последнее время, особенно после того, как стало более распространено проведение горизонтальных скважин с большим отходом от вертикали или скважин особой формы.

Буровая промышленность перешла от использования клина-отклонителя и струйной обработки к систематическому использованию забойных двигателей, управляемых систем и геонавигации.

В общем, траектория ствола скважины определяется типом используемой компоновки низа бурильной колонны и весом долота.

Компоновка низа бурильной колонны состоит из нескольких компонентов:

• Труба бурильная тяжелая, УБТ, Стабилизаторы, Переводники

Типовая компоновка низа бурильной колонны с вращением с поверхности (КНБК) состоит из стабилизаторов, утяжеленных бурильных труб и оборудования для измерения в процессе бурения (MWD).

Размещение и размер стабилизаторов регулируют наклон (угол отклонения от вертикали).

Сборки могут быть спроектированы так, чтобы иметь угол наклона, удерживать его устойчиво или угол падения.

Управляемая система бурения и геонавигация

Роторные агрегаты не позволяют точно контролировать азимут ствола скважины (компасный пеленг ствола скважины по отношению к магнитному северу).

Это управление обычно достигается с помощью забойного двигателя с изогнутым корпусом, который позволяет вращать только долото.

Забойные двигатели — это гидравлические машины на конце колонны, навинченные непосредственно на долото, и весь поток бурового раствора проходит через них, а часть давления бурового раствора преобразуется во вращательное движение и крутящий момент.

Таким образом, вращение, необходимое для работы долота, обеспечивается забойным двигателем, в то время как вся бурильная колонна может оставаться неподвижной или может вращаться, если необходимо, с помощью поворотного стола или верхнего привода.

Использование таких двигателей необходимо как при наклонно-направленном бурении, так и при применении современных технологий управления вертикальной траекторией скважин.

Забойные двигатели, являющиеся неотъемлемой частью КНБК, представляют собой машины с осевым потоком трубчатой ​​формы и по размеру аналогичны утяжеленной бурильной трубе.

Эти двигатели не являются частью стандартного оборудования буровой установки, но арендуются у сервисных компаний, которые также предоставляют персонал, специализирующийся на их использовании и обеспечивающий их техническое обслуживание.

Двигатели прямого вытеснения — это вращающиеся объемные машины замкнутого типа, а их внутренняя архитектура на самом деле представляет собой насосы Мойно, предназначенные для работы в противоположном направлении, в результате чего вал двигателя приводится во вращение за счет проталкивания бурового раствора через него под давлением.

Буровой раствор, который проходит мимо статора и ротора, заполняет эти полости и заставляет ротор непрерывно вращаться, вызывая вращение только долота.

Как работает установка для бурения скважин на воду?

За почти 40 лет работы Skillings & Sons в сфере бурения скважин мы обнаружили, что люди часто не задумываются о работе и технологиях, необходимых для создания надежного источника чистой питьевой воды с прекрасным вкусом. Хотя многие домовладельцы в Нью-Гэмпшире и Массачусетсе берут воду из частной скважины, скорее всего, им не пришлось нанимать подрядчика по строительству скважины, и их не было там, когда скважина была пробурена.Наблюдение за работой буровой установки может быть довольно впечатляющим; вот как это работает.

Как работает буровая установка?

Установка для бурения скважин — это крупногабаритное оборудование, которое необходимо доставить на площадку на грузовике и установить на месте, где должна быть выкопана скважина. Буровые установки представляют собой либо роторные бурильщики, которые сверлят землю круговыми движениями, либо «удочку», которая поднимает и опускает тяжелый груз с помощью техники, известной как «кабельное бурение», для пробивки отверстий.В буровой установке для роторного бурения используется ряд коронок. Наиболее распространенными типами являются биты с длинным кабелем или стальные биты, которые вращаются по часовой стрелке, прокалывая землю и разрыхляя почву. При вращении долота камень выносится на поверхность. Токарное долото часто нагревается, поэтому для охлаждения бурового долота используется вода или грязь.

Цель бурения скважин — достичь водоносного горизонта или источника воды глубоко под землей, но не на этом бурение прекращается. Чтобы обеспечить достаточный запас воды и долгий срок службы скважины, компания по бурению скважин продолжит бурение ниже уровня грунтовых вод.Колодцы в коренных породах обычно имеют длину от 100 до 500 футов, но в некоторых случаях могут иметь глубину более 500 футов.

Установка обсадных труб

Обсадные трубы представляют собой длинные трубы из стали или пластика, которые выстилают новую скважину, чтобы предотвратить обрушение во время бурения и загрязнение воды внизу. Между стенкой скважины и обсадной колонной имеется двухдюймовый зазор, называемый кольцевым пространством. Он заполнен гравием и покрыт цементом на последние двадцать футов до поверхности, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ с поверхности в колодец и разрушение источника воды, который его питает.Оболочки также помогают защитить колодец от замерзания в зимние месяцы.

В то время как некоторые компании, занимающиеся бурением скважин, устанавливают обсадную трубу во время бурения, другие могут также установить трубопровод отдельно после завершения бурения.

Поддержание чистоты источника воды

Чтобы предотвратить попадание мусора и других поверхностных загрязнений в водопровод на дне колодца, необходимо установить фильтры. Эти фильтры также предотвращают попадание более крупных частиц в водяной насос.По окончании бурения на дно обсадной колонны помещается экран. На дне колодца также используется гравий — естественная фильтрующая среда.

Опыт и технологии

Сотни лет назад бурение скважин означало копание вглубь земли лопатой и ведрами до попадания в грунтовые воды. Сегодня существует ряд методов и методов, которые подрядчики по бурению скважин могут использовать, чтобы обеспечить домовладельцев надежным источником воды на многие годы.

Если у вас есть вопросы о бурении новых скважин или вам нужна информация о том, как улучшить поток воды из существующей скважины, позвоните в Skillings & Sons прямо сейчас.

Адаптация к меняющейся природе рынков бурения скважин на воду — Water Well Journal

Гэри Л. Хикс, CWD / PI, RG

Мне потребовалось много лет работы в сфере бурения скважин на воду, чтобы осознать, насколько верно это простое утверждение: подрядчики по производству скважин на воду должны оставаться в тонусе, чтобы отслеживать меняющиеся тенденции в сфере услуг по бурению.

Те, кто могут и действительно меняют свой подход к поиску работы, выживают лучше, чем те, кто не изменил услуги, которые они предлагают, в соответствии с текущими требованиями.

Так что же движет рынками бурения скважин? Жилищное хозяйство, экологические нормы и климатические изменения возглавляют мой список.

Я вспоминаю 1970-е и 1980-е годы, когда именно экономический рост и строительство большого количества новых домов стимулировали спрос на колодцы для жилых домов и большие муниципальные колодцы.Наиболее заметно это было на юге и западе, где происходила миграция населения.

Благоприятная экономика создала спрос на разработку грунтовых вод и, в некоторой степени, повысила спрос на сельскохозяйственные колодцы. Я пришел в индустрию бурения скважин в 1977 году, когда NGWA была известна как Национальная ассоциация водозаборных скважин, и бурение скважин на воду определенно было названием игры.

Затем, в середине 1980-х годов правительственные постановления и озабоченность по поводу загрязнения подземных вод вызвали рост услуг экологического бурения.В начале 1980-х годов я разрабатывал и предлагал контракты на бурение скважин на воду для муниципального поставщика воды, но вскоре мы перешли на предложение контрактов на бурение скважин для мониторинга. Я помню, как посещал чрезвычайно успешные конференции на открытом воздухе NGWA и видел разработку новых методов и нового бурового оборудования для этого активного рынка. Мы все учились бурить и строить скважины для мониторинга подземных вод.

Наконец, в 1991 году я сам выскочил на этот рынок, создав свою собственную компанию по оказанию экологических услуг.Какое-то время это был самый популярный рынок бурения и обслуживания скважин. Но он не оставался сильным навсегда. Некоторые отечественные буровые подрядчики хорошо начали работу на этом рынке и выжили, приспосабливаясь к меняющимся потребностям экологических служб. Для успеха на рынке требуются специализированные буровые установки и пробоотборное оборудование. Это больше не рынок, на который может просто вскочить местный бурильщик.

В конце 90-х годов прошлого века спрос на услуги по бурению скважин на муниципальном уровне в пустыне на юго-западе страны возродился.Новый рынок жилья был сильным на Западе, создавая спрос на финансируемые застройщиками муниципальные колодцы. Как подрядчики, мы видели контракты на бурение полдюжины глубоких обратных вращающихся муниципальных скважин.

Бизнес был хорош в течение нескольких лет, но жилищный бум длился недолго, как и спрос на новые муниципальные колодцы. Подрядчикам по обратному вращательному бурению пришлось искать новые рынки, чтобы выжить. Бурильщики жилого дома тоже сделали это.

Новый рынок услуг по бурению возник, когда в некоторых штатах стали популярны геотермальные тепловые насосы.Эта услуга по бурению скважин помогла многим бурильщикам водозаборных скважин сохранить свои услуги, когда скважины на воду не были пробурены. Еще одна рыночная ниша для буровых услуг, на которой работало оборудование некоторых мелких подрядчиков, — это установка катодной защиты. Эти два рынка сами по себе не предназначены для бурения скважин, но на них используется одно и то же оборудование и персонал.

К тому времени, когда наступил рубеж веков, всю страну беспокоили районы, в которых засуха оказывала сильное воздействие на водоносные горизонты как поверхностных, так и подземных вод.Особенно сильно пострадали Техас и Калифорния, поэтому бурение муниципальных и оросительных скважин снова началось. Подрядчики по производству скважин на воду из многих западных штатов переместили свои буровые установки в Калифорнию, чтобы удовлетворить спрос на скважины с грунтовыми водами.

Сегодня рынок может быть не таким сильным, как несколько лет назад. По мере роста опасений по поводу истощающихся ресурсов подземных вод фермеры увидели, что они могут перенести свои операции в соседние штаты, такие как Аризона и Невада. Подрядчики по бурению сейчас возвращаются домой, чтобы удовлетворить спрос на новые сельскохозяйственные водозаборные скважины в этих штатах.

Хорошим сравнением взлетов и падений услуг по бурению скважин на воду всегда была отрасль бурения нефтяных и газовых скважин. Хотя цели и возможности этих двух буровых услуг сильно различаются, кажется, что они тесно связаны с персоналом, вспомогательным оборудованием и инновациями в технологиях бурения.

Посмотрите, как далеко продвинулось оборудование для бурения скважин на воду за последние 50 лет. Многие достижения были достигнуты благодаря развитию нефтегазовой отрасли.Эти достижения наиболее очевидны на ежегодной Неделе подземных вод NGWA, которая проходит в этом году 4-6 декабря в Лас-Вегасе.

История нашей страны и рынков услуг по бурению скважин видна на обложках и написана на страницах публикаций NGWA — Water Well Journal , Мониторинг и восстановление подземных вод и Подземные воды . Рынки бурения скважин меняются так же, как рынок новых легковых и грузовых автомобилей. То, что популярно сегодня, может отличаться от модели, которую мы видим в будущем, и это определяет рынок.

Я писал в сентябрьском выпуске журнала WWJ за 1991 год. Диверсификация является ключом к поддержанию здоровья на меняющемся рынке бурения. Сегодня я более склонен говорить о сокращении вашего бизнеса, модернизации вашего бренда услуг, продаже старого железа и получении новейшего оборудования, разработанного для удовлетворения потребностей развивающихся рынков завтрашнего дня. Ваш старый рынок может снова восстановиться, но к тому времени ваше старое оборудование устареет и станет непригодным для использования.

Интересно, какой будет рынок бурения скважин завтра? Кто знает — возможно, это будет бурение скважин на воду на планете Марс.

---

Гэри Л. Хикс, CWD / PI , RG , бывший президент Ассоциации водозаборных скважин Аризоны и бывший лицензированный подрядчик водозаборных скважин в Аризоне. Он является членом подкомитета NGWA по обучению и информированию и является автором множества статей по темам, связанным с проблемами бурения скважин, для журнала Water Well Journal . С ним можно связаться по адресу [email protected].

добыча нефти | Определение и факты

Добыча нефти , добыча сырой нефти и, часто, попутного природного газа с Земли.

полупогружная платформа для добычи нефти

Полупогружная платформа для добычи нефти, работающая на глубине 1800 метров (6000 футов) в бассейне Кампос, у побережья штата Рио-де-Жанейро, Бразилия.

© Divulgação Petrobras / Agencia Brasil (CC BY-SA 3.0 Brazil)

Нефть — это природный углеводородный материал, который, как полагают, образовался из остатков животных и растений в глубоких осадочных пластах. Нефть, будучи менее плотной, чем окружающая вода, была вытеснена из пластов источника и мигрировала вверх через пористые породы, такие как песчаник и известняк, пока не была окончательно заблокирована непористой породой, такой как сланец или плотный известняк.Таким образом, нефтяные месторождения оказались в ловушке геологических особенностей, вызванных складчатостью, разломами и эрозией земной коры.

Трансаляскинский трубопровод

Трансаляскинский трубопровод проходит параллельно шоссе к северу от Фэрбенкса.

© Райнер Гросскопф — Photodisc / Getty Images

Нефть может существовать в газообразной, жидкой или почти твердой фазах по отдельности или в комбинации. Жидкую фазу обычно называют сырой нефтью, а более твердую фазу можно назвать битумом, гудроном, смолой или асфальтом.Когда эти фазы встречаются вместе, газ обычно находится над жидкостью, а жидкость — над более твердой фазой. Иногда нефтяные месторождения, поднявшиеся во время образования горных хребтов, подвергались эрозии с образованием смолистых отложений. Некоторые из этих месторождений были известны и эксплуатировались на протяжении всей истории человечества. Другие приповерхностные залежи жидкой нефти медленно просачиваются на поверхность через естественные трещины в вышележащих породах. Накопления из этих просачиваемых материалов, называемые каменным маслом, в 19 веке использовались в коммерческих целях для производства лампового масла простой дистилляцией.Однако подавляющее большинство нефтяных месторождений находится в порах естественной породы на глубине от 150 до 7600 метров (от 500 до 25000 футов) от поверхности земли. Как правило, более глубокие отложения имеют более высокое внутреннее давление и содержат большее количество газообразных углеводородов.

Когда в 19 веке было обнаружено, что каменное масло дает дистиллированный продукт (керосин), пригодный для фонарей, начались активные поиски новых источников каменного масла. В настоящее время все согласны с тем, что первой скважиной, пробуренной специально для обнаружения нефти, была скважина Эдвина Лорентин Дрейк в Титусвилле, штат Пенсильвания, США.S., в 1859 году. Успех этой скважины, пробуренной недалеко от выхода нефти, побудил к дальнейшему бурению в том же районе и вскоре привел к аналогичным исследованиям в другом месте. К концу века растущий спрос на нефтепродукты привел к бурению нефтяных скважин в других государствах и странах. В 1900 году мировая добыча сырой нефти составляла почти 150 миллионов баррелей. Половина этого объема была произведена в России, а большая часть (80 процентов) остальной части была произведена в Соединенных Штатах ( см. Также бурового оборудования).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Появление и рост использования автомобилей во втором десятилетии 20-го века создали большой спрос на нефтепродукты. Годовая добыча превысила один миллиард баррелей в 1925 году и два миллиарда баррелей в 1940 году. К последнему десятилетию 20-го века в более чем 100 странах насчитывалось почти один миллион скважин, добывающих более 20 миллиардов баррелей в год. К концу второго десятилетия XXI века добыча нефти выросла почти до 34 миллиардов баррелей в год, из которых растущая доля была обеспечена за счет сверхглубоководного бурения и добычи нетрадиционной нефти (при которой нефть добывается из сланцев, битуминозных песков и т. или битум, или извлекается другими методами, отличными от обычного бурения).Нефть добывается на всех континентах, кроме Антарктиды, которая защищена от разведки месторождений в соответствии с экологическим протоколом к ​​Договору об Антарктике до 2048 года.

Первоначальная скважина Дрейка была пробурена недалеко от известного места просачивания сырой нефти с поверхности. В течение многих лет такие просачивания были единственным надежным индикатором наличия подземных запасов нефти и газа. Однако по мере роста спроса были разработаны новые методы оценки потенциала подземных горных пород. Сегодня разведка нефти требует интеграции информации, собранной в результате сейсмических исследований, геологического построения, геохимии, петрофизики, сбора данных географических информационных систем (ГИС), геостатистики, бурения, разработки резервуаров и других методов исследования поверхности и недр.Геофизические исследования, включая сейсмический анализ, являются основным методом разведки нефти. Методы гравитации и магнитного поля также являются исторически надежными методами оценки, которые можно применять в более сложных и сложных условиях разведки, таких как подсолевые структуры и глубоководные участки. Начиная с ГИС, гравиметрические, магнитные и сейсмические исследования позволяют геологам эффективно сосредоточить поиск целевых объектов для исследования, тем самым снижая риски, связанные с разведочным бурением.

сырая нефть

Натуральный выход нефти.

Предоставлено Норманом Дж. Хайном, доктором философии.

Существует три основных типа методов разведки: (1) наземные методы, такие как картографирование геологических объектов, обеспечиваемое ГИС, (2) территориальные исследования гравитационных и магнитных полей и (3) сейсмографические методы.