Draaiboren: technologie, werkingsprincipe en kenmerken

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Een van de meest gebruikte methoden voor het maken van productie- en exploratieputten voor water is roterend boren. Het wordt geleverd door de overdracht van rotatiebewegingen van de oppervlakterotor naar de boorkolom.

Roterend boren is anders omdat er geen axiale kracht wordt gegenereerd door de aandrijving. Tijdens het proces wordt de bewerking (slachting) met behulp van water en speciale oplossingen van steenafval gewassen. Overweeg de methode in meer detail.

Historische achtergrond

Draaiboren wordt al meer dan honderdveertig jaar gebruikt. De technologie van deze methode voor het boren van putten werd voor het eerst gebruikt in de Verenigde Staten van Amerika in het begin van de jaren tachtig van de negentiende eeuw. Sindsdien is het vrijwel ongewijzigd gebleven, met uitzondering van kleine innovaties die hebben geleid tot een grotere efficiëntie. De veranderingen waren van invloed op snijgereedschappen voor stenen - ze werden verbeterd, er werden nieuwe vloeibare media gecreëerd voor het doorspoelen van putten en de sterkte van delen van het mechanisme werd vergroot.

Roterend boren is een van de soorten roterend boren. Het principe is:dat het gereedschap voor het breken van rotsen, dat zich in de put bevindt, werkt door de kracht die erop wordt overgebracht door een elektrische motor of gasturbine-apparatuur. Deze methode is vrij eenvoudig en effectief. Met zijn hulp worden productieolie- en exploratiebronnen geboord. Door het compacte formaat van de unit kan deze op privéterrein worden gebruikt om waterputten te creëren.

Boormethoden

Op dit moment wordt het boren van waterputten uitgevoerd door middel van steengroeven met behulp van speciale mechanismen. Bodem kan op twee manieren beu zijn:

• Met behulp van mechanismen - droge methode.
• Waterstraal onder hoge druk of zwaartekracht - hydraulisch.

Mechanisch boren wordt in het algemeen op drie manieren uitgevoerd:

• Roterend boorgat - de grond wordt geboord met draaiende bewegingen.
• Impact - de grond wordt vernietigd door de impact van de boor.
• Trillen - de grond wordt gebroken door hoogfrequente trillingen.

De eerste methode wordt het meest gebruikt vanwege zijn eenvoud, lage kosten en tegelijkertijd prestaties.

Wanneer de methode wordt toegepast

Roterend boren wordt gebruikt wanneer halfrotsachtige en rotsachtige bodems worden ontwikkeld voor het boren van putten tot honderdvijftig meter diep. Voor het succesvol boren van stenen is het noodzakelijk om het juiste boorgereedschap te kiezen - een beitel en verzwaarde buizen. Volgens deskundigen moet voor een effectieve werking roterend boren worden gebruikt als:aan de volgende voorwaarden is voldaan:

• De studie van het hydrogeologische gedeelte van de site is voldoende gedetailleerd uitgevoerd.
• Het is bekend dat de bodem uit rotsen bestaat.
• Er zijn gegevens over het niveau van de watervoerende laag.
• Er is een goede ondergrondse waterdruk.
• Er is de mogelijkheid van constante afgifte van spoelvloeistof.

Bovendien moet er rekening mee worden gehouden dat de omstandigheden in de zuidelijke regio's het hele jaar door boren toestaan, en in de noordelijke regio's wordt het werk beperkt door de temperatuur van de externe omgeving, waarbij de spoelvloeistof bevriest.

Apparatuur voor het boren van putten

Draaiboortechnologie omvat het gebruik van speciale installaties - gemonteerd op basis van zelfrijdende voertuigen of stationair. Beide moeten de volgende componenten hebben:

• Motor.
• Toren.
• Rijden.
• Swivel - een systeem dat vloeistof naar het bodemgat levert.
• Drill string.
• Rotor.
• Zuigerpomp.
• Hefmechanisme inclusief blok en kroonblok.
• Drukleiding
• Een vloeistofretour- en zuiveringssysteem met hydrocyclonen, een stortkoker en een trilzeef.

Voor- en nadelen van de methode

De roterende boormethode heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere methoden. Onder hen moet het volgende worden opgemerkt:

• Overtreft de rest in termen van prestaties: vijf keer de impactmethode en tien keer de vibratiemethode.
• Heeft een highsnelheid van werken.
• Door het gebruik van een verscheidenheid aan verwijderbare beitels, kan het worden gebruikt op bodems van verschillende complexiteit.
• Het apparaat heeft een compact formaat, zodat het in een beperkte ruimte kan werken.
• Vanwege de mogelijkheid van locatie op het platform, is de unit behoorlijk mobiel.
• Maakt het boren van diepe bronnen en waterwinning uit gebroken kalksteen mogelijk.
• De methode heeft goede watervoerende eigenschappen.
• Maakt het boren van putten met een diameter tot tweehonderd centimeter mogelijk.

Naast deze voordelen heeft roterend bestuurbaar boren de volgende nadelen:

• Houd rekening met het grondtype om de juiste beitel te vinden.
• De aanwezigheid van superharde rotsdeeltjes in de weg kan een obstakel zijn dat het gebruik van meer destructieve mechanismen vereist.
• Kleigrond kan interfereren.
• Een ernstig obstakel voor boren is bevroren grond.
• Vermogen hangt af van de momenteel geïnstalleerde rotor.
• De noodzaak om altijd een grote hoeveelheid spoelvloeistof te hebben.

Ondanks bepaalde nadelen heeft deze methode veel meer voordelen.

Het werkingsprincipe van roterende eenheden

Roterend boren van putten wordt uitgevoerd door een speciale installatie - een frame of roostertoren, bevestigd op het platform. Alle andere systemen zijn eraan bevestigd, waardoor u de geprofileerde boorkolom omhoog en omlaag kunt brengen. Zo eende kolom is samengesteld uit verschillende pijpen die zijn verbonden door inklapbare koppelingen.

De drijvende kracht is de elektromotor van de auto of een afzonderlijke generator, die de rotatie van de kolom naar de rotor overbrengt via de aandrijfas en tandwieltrein. Roterend drijft de rotor de beitel aan, die met zijn werkranden de grondlaag in de put vernietigt. Het draaibereik kan worden aangepast. Bitranden kunnen diamant, composiet of hardmetaal zijn. Hun vorm kan variëren.

De ontwikkelde grondlaag wordt uit de mijn verdreven door direct of omgekeerd wassen door zwaartekracht of onder druk met behulp van pompeenheden. Na het spoelen van de put worden er mantelbuizen in geïnstalleerd. Door de wartel en holle pijpen van de boorkolom wordt spoelvloeistof aan de beitel toegevoerd, die de grond onder de beitel erodeert. Door de opening tussen de pijpen en het vat voert de vloeistof de grond naar buiten. Aan de oppervlakte wordt vloeistof opgevangen en door speciale filters gereinigd, zodat deze met zuigerpompen weer in bedrijf kan worden genomen.

Kenmerken van roterende boortechnologie

Het boorproces is zo georganiseerd dat door het uitspoelen van de grondlaag uit de mijn, de boorkolom bij elke beweging dieper gaat. Periodiek moet het worden verhoogd door andere leidingen toe te voegen.

Het boorproces wordt in stappen uitgevoerd:

• Na het passeren van de eerste losse grondlagen, wordt de kolom omhoog gebracht en wordt de behuizing in de schacht neergelaten.
• De opening wordt in een cirkel opgevuld met cementmortel.
• Nawanneer het cement hard wordt, wordt een bit met een kleinere diameter in de schacht gevoerd en gaat het werk verder.

Verscheidene van deze vergelijkbare stappen kunnen worden uitgevoerd, en dan wordt een aan het uiteinde geperforeerde productiepijp in de schacht neergelaten. Afhankelijk van de kwaliteit van de grondlaag en diepte wordt gekozen voor het aantal en het gewicht van de leidingen, het type bit, de rotatiesnelheid en het randmateriaal en de druk van de spoelvloeistof. De bijzonderheden zijn als volgt:

• Lichte rotsformaties draaien op maximale snelheid en de meeste spoeling.
• Rotsachtige bodems vereisen een lagere frequentie en een lagere vloeistofdruk.

Harde insluitingen in de grond - keien - in het pad van de rotor, die kunnen vastlopen, of grond die het wasgoed actief absorbeert, kan het werk belemmeren. Het proces wordt ook afgeremd door het gebrek aan water op de werf en de aanwezigheid van een grote kleilaag. Klei, vermengd met water, verstopt het waterkanaal en vereist extra grondig wassen.

Behuizingspijpen

Na het boren van een put is het belangrijk om de muren te versterken. De grond is onbetrouwbaar en kan verschuiven, wat een negatief effect heeft op het bodemgat.

Om te voorkomen dat de aarde instort, is er een mantelstreng geïnstalleerd. Het helpt het morsen van de grond te voorkomen en voorkomt het doorsijpelen van water. De eerste kolom wordt de "geleider" genoemd. Het is gemonteerd om onstabiele rotsen te bedekken. Installatie vindt plaats op een afstand niet eerder dan het merkteken van 30 meter en niet later dan 600 meter. Voor een oliebron wordt de kolom op een maximale afstand geplaatstdicht bij het oppervlak.

Omdat draaiend boren in bijna elke grondsoort wordt gebruikt, worden werknemers tijdens de installatie van kolommen geleid door geologische omstandigheden. Soms moet je meerdere kartelstrengen gebruiken om het bodemgat te versterken.

De kleinste diameter zinkt dieper dan de rest en wordt operationeel genoemd. Perforatie wordt van onderaf gemaakt, het is door deze gaten dat de massa van gas, water of olie erin zal stromen.

Het belang van boorvloeistof bij booroperaties

De juiste spoelmethode voor roterend boren kan de efficiëntie van het proces aanzienlijk verhogen. Voor werken van dit type geldt:

• Polymeeroplossingen.
• Olie-emulsies.
• Beluchte oplossingen.
• Water.

De luchtzuiveringsmethode wordt ook veel gebruikt. Als er wordt gewerkt in gebieden met een lage reservoirdruk, gebruiken werknemers een speciaal gas. Doorspoelen helpt bij het verwijderen van overtollige onzuiverheden en objecten, afbrokkelende rotsen, wat onvermijdelijk is in het boorproces. De vloeistof die op het bit komt, koelt het af. Wat de standtijd verlengt.

Draaiboren vindt plaats in drie fasen:

1. Vernietiging van aardrotsen met een beitel.
2. Lancering van water om de vernietigde rots uit te voeren. Het proces kan zowel omgekeerd als direct worden uitgevoerd, het hangt allemaal af van de diepte van de put, het gebruikte watervolume en het type grond. Gebruikt in particuliere huishoudenspopulaire directe spoelmethode.
3. Versterking van de wanden van een nieuwe put met mantelbuizen.

Draaiboren is een arbeidsintensief proces, waarbij met veel factoren rekening moet worden gehouden. Desondanks wordt het als behoorlijk effectief beschouwd en wordt het onder verschillende omstandigheden gebruikt.