Бурение скважин большого диаметра: Бурение скважин больших диаметров. НПО КВО

Бурение скважин больших диаметров. НПО КВО

Большими считают скважины, диаметры которых укладываются в диапазон 0,3…6,0 метров. Функционально такие скважины рассматриваются в качестве вентиляционных каналов в шахтах и штольнях, коммуникационных и транспортных магистралей. Они позволяют обеспечивать оперативную доставку оборудования и крепежа.

Бурение скважин большого диаметра ведется двумя основными методами: сплошного и колонкового (кольцевого) забоя, отличающимися друг от друга характером деструкции (разрушения) породы.

Сплошное бурение характеризуется деструкцией породы на всей площади, отведенной под забой. Метод кольцевого бурения предполагает разрушение по окружности забоя и последующее извлечение образца горной породы – керна.

Бурение большими диаметрами

В процессе бурения сплошным методом используют реактивно-турбинные установки (РТБ), функциональные возможности которых ограничиваются диаметрами от 1,02 до 6,2 метра и глубиной до одного километра. В комплект установки включены: буровая вышка, талевая система с лебедкой, вертлюг, ротор и реактивно-турбинный бур – РТБ-6М.

Конструктивное исполнение бура предусматривает наличие четырех отдельных турбинных буров, жестко зафиксированных по отношению друг к другу траверсой. Канал, совпадающий с продольной осью траверсы, служит для подачи в бур глинистого раствора, а переходник, осуществляющий связь бура с бурильными трубами, оснащают трехшарошечным долотом.

Пробуренные скважины укрепляют посредством металлических обечаек, собранных в секции высотой 50 метров. Скорость бурения скважин, отличающихся большими диаметрами, во многом зависит от особенностей грунта, а ее цифровое значение находится в диапазоне от 40 до 130 метров в месяц.

На диаметр и материал трубы для скважины больших размеров, используемой для обсадной колонны, влияют несколько важных факторов:

• прочностные характеристики;
• геометрические размеры оборудования, в первую очередь, погружного насоса;
• предполагаемая производительность скважины;
• особенности климатических условий;
• финансовая нагрузка на бюджет объекта бурения.

Не менее важным представляется выбор характеристик труб обсадной колонны с учетом существующего проектного решения.

Сферы рационального применения скважин большого диаметра

Ключевой сферой использования таких скважин являются муниципальные (городские, поселковые) водозаборы. Их главной технической характеристикой считают высокую продуктивность при подъеме воды с водоносного пласта в известняковых породах.

Большая глубина залегания такого пласта (100 метров и более) – главный фактор, определяющий зависимость дебита от диаметра скважины. При добыче воды с песчаных слоев высокий уровень производительности обеспечивается не увеличением диаметра скважины, а преумножением количества скважин меньшего диаметра.

Увеличение диаметра, и, соответственно, ее дебита, предполагает применения погружного оборудования с высокими эксплуатационными характеристиками. Например, погружные насосы, диаметр которых составляет не менее 150 мм.

Шнеки буровые d=62-500 мм различной длины, долота шнековые d=75-530 мм Геомаш

2 июня 2021

Чтобы взять пробу верхнего слоя почвы производятся разные разведочные работы, в том числе проходка шурфов. Чтобы ускорить проходку и снизить стоимость возведения шурфа в мягких почвах осуществляют рейсовое бурение шнековым буром диаметром от 650 мм и более.

Такие скважины бурят с помощью бурильных установок типа ПБУ-2, УГБ, ЛБУ-50 и др.

В данном случае используют породоразрушающий инструмент – шнеки буровые или шнековые буры скользящие по штангам.

Бурение с помощью шнеков – это вращательное бурение, где в качестве ПРИ используют лопастные долота и шнек, по которому разбуренная порода выносится на поверхность.

Принцип работы бурового шнека. Буровой шнек вращается в правую сторону, возникает осевое усилие, это усилие принуждает реборду (навитая спираль на трубу) разрушать, мять, делать плотнее почву. Максимальная глубина скважины при данном способе до 60 метров, Скорость проходки по рыхлым почвам — до 400 м/см.

Читайте так же: Буровой инструмент, твердосплавные и алмазные коронки

Шнековый метод бурения весьма эффективен в грунтах до IV категории по буримости. Буровые установки, оборудование и технология разбуривания достаточно просты. За счет всех перечисленных преимуществ можно рекомендовать шнековый метод бурения в случаях когда необходимо пробурить малую по глубине скважину, но большую по диаметру в труднодоступной местности.

Как было написано выше, шнековый метод — это разновидность вращательного бурения, в котором вынос породы из скважины происходит механическим способом за счет шнекового транспортера (реборда). Поэтому шнеки позволяют:

1. убрать из бурового процесса промывку скважин, из-за этого не происходит размытие стенок, следовательно нет нужды использовать оборудование для промывки. Поэтому снижены временные затраты, происходит экономия денег и сил в результате экономии на приготовлении и использовании промывочной жидкости;
2. увеличить длину рейса, потому что нет необходимости извлекать керн, снижаются временные затраты на прочие операции;
3. делать анализ состава почвы в процессе разбуривания.

Шнековое бурение — это 1 из самых производительных и регулярно применяемых методов бурения. Способ часто используют при съемке, поисках и разведке нерудных и строительных материалов, инженерных изысканиях и при бурении скважин на воду для частного водоснабжения.

Читайте так же: Виды колонн при бурении твердосплавным ПРИ

Во время разбуривания скважины на механическое вращение шнеков и из-за трения о стенки выработки и выемки разрушенной породы тратится большое кол-во энергии. Надо понимать, что увеличивая глубину скважины, увеличится и затрата энергии, поэтому эффективность метода при бурении скважин ø от 65 до 475 мм ограничена глубиной до 60 м.

Недостатки бурения шнеками:

1. Низкое качество проб
2. Нечеткая отбивка контактов горных пород.

Буровой снаряд при бурении шнеками

Для бурения шнековым способом применяются следующие варианта буровых снарядов:

1. снаряд бескернового бурения: шнеки и долота;
2. магазинные шнеки и шнековые грунтоносы типа ПШН-185;
3. комплект полых шнеков со съемным грунтоносом КШГС-200Д и КШГС-270Д.

Снаряд бескернового бурения

Данный снаряд состоит из шнековой колонны и бурового долота, шнековая колонна — из шнеков, соединенных между собой пальцами, тип соединения шестигранник S41, S55, трехгранник Т90.

Читайте так же: Буровой снаряд и обсадные трубы

Шнек – это труба с приваренной винтообразным способом лентой по окружности и замками по двум сторонам. Быстросъемные замки включают в себя 2 части: шестигранный стержень-хвостовик, соединенный с шнеком с помощью сварки вверху, и шестигранная муфта, приваренная снизу. При стыковке шнеков стержень монтируют в муфту и закрепляют фиксаторными пальцами, пропущенными через поперечные отверстия муфты и стержня, палец фиксируют под пружиненным шариком (стопором), установленным в шестигранном стержне.

В процессе бескернового шнекового бурения используют следующие долота:

1. с овальным лезвием для перемежающихся и мерзлых галечников;
2. трехлопастные для твердых пород;
3. ступенчатые для хрупких пород;
4. спиральные для мягких пород.

Технология бурения

На эффективность бурения шнековым способам влияет:

1. качество бурового долота;
2. технологически правильно подобранная и смонтированная колонна;
3. правильно выбранный технологический режим бурения: частота вращения и усилие подачи.

Подбор бурового долота начинают с изучения почвы, которую предстоит бурить, выбора метода бурения и способа взятия проб.

Выбор породоразрушающего инструмента (бурого долота) делают с оглядкой на перебуриваемую почву. Используют часто долота 2-х лопастные и спиральные долота. Единственное этот буровой инструмент быстро приходят в негодность, если в почве присутствует галька. Поэтому, если в почве есть значительное присутствие гальки, отдают предпочтение 3-х лопастным долотам.

Преобладающие параметры технологического режима бурения:

1. осевая нагрузка;
2. частота вращения бурильного снаряда.

При увеличении осевой нагрузки эффективность бурения возрастает, но при этом возрастает вынос разрушенной породы на транспортере и возникают пробки, из-за этих свойств при разбуривании песчано-глинистых почв осевую нагрузку увеличивают до 4-5 кН, а для глинисто-песчаных и глинистых ее понижают. Мягкие почвы – нагрузка от 0 до 1 кН и при бурении по твердым почвам нагрузка может возрастать до 15 — 20 кН.

Читайте так же: Оборудование для отбора монолитов в глинистых грунтах

Частоту вращения бурильного снаряда выбирают, отталкиваясь от необходимого диаметра скважины и свойств почвы. Средняя скорость вращения от 0,8 — 1,0 до 1,5 — 2,0 м/с.

Самые часто применяемые ø шнеков – это 135-180 мм. Частоту вращения для них используют 100-200 об/мин, шнеки ø 90-120 мм, 180-250 об/мин.

Компания Геомаш ведущий российский производитель бурового инструмента, на сайте компании Вы можете заказать: шнеки буровые d=62-500 мм различной длины, долота шнековые d=75-530 мм различных конструкций, в том числе спиральные, а также комплексы шнеков с грунтоносом съемным КШГС-200Д, КШГС-270Д

Роторные архивы большого диаметра для глубоких отверстий

Компания Matrix специализируется на производстве инструментов для вращательного бурения, используемых в приложениях, связанных с водными ресурсами большого диаметра. Изготовление вращающейся бурильной трубы, используемой для глубокого вращательного бурения с воздухом/буровым раствором и бурения с обводнением, требует специальных знаний и опыта. Мы производим все профили резьбы API, а также популярные соединения 6 5/8″ Smooth Flow и Full Hole. Мы настраиваем бурильный замок, чтобы он точно соответствовал вашим конкретным требованиям к обращению с инструментом.

Скважины большого диаметра — это значительные и прогрессивные инвестиции, означающие, что чем больше и глубже вы бурите, тем больше инвестиции. Объем работ, оборудование и специализированный персонал являются значительными при бурении скважин большого диаметра. Это означает, что надежность и производительность инструментов являются главным требованием бурового подрядчика. Качество, мастерство и надежность Matrix позволяют производить самые лучшие в отрасли инструменты для вращательного бурения.

Труба большого диаметра для вращательного бурения глубоких скважин

Компания Matrix Drilling Products специализируется на производстве труб для вращательного бурения глубоких скважин для применения в водных ресурсах большого диаметра. Мы предлагаем трубы с наружным диаметром до 14,5 дюймов и длиной до 40 футов. Технология плазменно-дуговой сварки обеспечивает механические свойства, которые превосходят другие методы сварки, обеспечивая самую прочную бурильную трубу в отрасли. Мы изготавливаем наши бурильные замки из высокопрочной легированной стали, а затем подвергаем термообработке, чтобы максимизировать прочность и долговечность. Изделия для глубоких отверстий не могут позволить себе использование нестандартных технологий производства или плохой контроль качества. Наше пристальное внимание к качеству, передовые технологии производства и наше стремление производить лучшие в отрасли продукты привели к инструментам, которым вы можете доверять в программах глубокого бурения большого диаметра.

Утяжеленные бурильные трубы

Утяжеленные бурильные трубы Matrix используются для достижения правильной нагрузки на долото (WOB) для достижения максимальной скорости проходки при сохранении натяжения бурильной колонны. Мы предлагаем манжеты различных диаметров, длин и толщин стенок в соответствии с вашим конкретным применением. Мы рады сотрудничать с вами в решении ваших задач по бурению, и нам достаточно одного телефонного звонка, чтобы обсудить ваши требования.

Корпус

Matrix производит корпуса большого диаметра с различными профилями резьбы, толщиной стенок и марками стали. Диаметр до 36 дюймов. Ассортимент продукции включает промываемый корпус, корпус проводника и двойной вращающийся корпус. Длина до 30 футов. Мы также изготавливаем корпус по индивидуальному заказу в соответствии с конкретными требованиями проекта.

Стабилизаторы

Стабилизаторы используются для обеспечения плавного, поддерживаемого вращения бурильной колонны. Много раз формация может подвергаться значительной эрозии, что приводит к нестабильности стенки ствола скважины. Стабилизаторы помогают поддерживать нижний конец бурильной колонны. В дополнение к обеспечению вращения бурильной колонны, стабилизаторы увеличивают добычу, поскольку они удерживают бурильную колонну на одном уровне с буровым долотом. Matrix предлагает фрезерованные спиральные стабилизаторы длиной до 48 дюймов и внешним диаметром до 20 дюймов. Стабилизаторы с прямым лезвием доступны до 72 дюймов в длину и 20 дюймов в диаметре.

Подъем и опускание

Компания Matrix производит ряд подъемных пробок для тяжелых условий эксплуатации для бурильных труб большого диаметра для бурения глубоких скважин. Наши подъемные заглушки для глубоких скважин рассчитаны на нагрузку до 200 000 фунтов. Мы также разрабатываем и проектируем лифтовые заглушки в соответствии с конкретными потребностями наших клиентов. Компания Matrix является опытным производителем специализированных инструментов для работы с конкретными приложениями.

Переводники – ротационные для подачи воздуха/грязи

Компания Matrix предлагает лучший ассортимент переводников, шпиндельных переводников, переводников с долотом и переводников Saver, изготовленных из стержня из термообработанной легированной стали премиум-класса 4140. Мы предлагаем выбор резьбовых соединений, включая API Reg – IF – FH – Mayhew – Mayhew Jr.

Архив обратной циркуляции большого диаметра

Спрос на качественные RC-инструменты большого диаметра неуклонно растет.

Индустрия водных ресурсов сосредоточена на добыче грунтовых вод для различных целей, включая муниципальные колодцы, промышленное потребление и колодцы для орошения в сельском хозяйстве. Этому способствуют тенденции роста населения в штатах Солнечного пояса и увеличение количества акров, отводимых под сельское хозяйство.

Экологические соображения продолжают расти при бурении скважин на воду в городских районах, и наблюдается сильная тенденция к использованию бурения с дистанционным управлением, поскольку оно обеспечивает эффективный контроль режущих и буровых растворов. По сути, это система с замкнутым контуром, которая надежно удерживает шлам и сводит к минимуму потенциальное загрязнение экологически чувствительных зон.

В горнодобывающей промышленности также используются железобетонные инструменты большого диаметра для бурения скважин большого диаметра для обработки руды и обезвоживания территорий, прилегающих к карьерам.

Скважины большого диаметра — это значительные и прогрессивные инвестиции, означающие, что чем больше и глубже вы бурите, тем больше инвестиции. Объем работ, оборудование и специализированный персонал являются значительными при бурении скважин большого диаметра. Это означает, что надежность и производительность инструментов являются главным требованием бурового подрядчика.

Инструменты Matrix RC не имеют себе равных по долговечности. Резьбовые стержни Matrix большого диаметра отличаются некоторыми уникальными конструктивными особенностями, которые отличают их от конкурентов, включая профиль резьбы с двойным буртиком для повышения прочности и уплотнения, а также использование виброгасителей между внутренней и внешней трубами, эффективно изолирующих внутренние трубы от сил и напряжений. бурения. Кроме того, использование высокопрочной микролегированной стали и технология плазменно-дуговой сварки позволяют нам производить железобетонные двухтрубные сборки, которые значительно превосходят наших конкурентов.

Буровая штанга Matrix RC разработана для оптимальной работы. Перед тем, как наши продукты покинут магазин, наша команда инженеров реализует строгую программу тестирования 3D-симуляции CAD, включая анализ конечных элементов (FEA) и тестирование Computation Fluid Design (CFD).

Ассортимент продукции предлагается с наружным диаметром 5,5” – 6″ – 7″ – 9 5/8″ – 10 3/4″. Индивидуальный размер доступен по запросу.

Компания Matrix дополняет свои инструменты RC полным набором специализированных принадлежностей для бурильных колонн — взаимозаменяемых элементов — адаптеров бурильных долот — переводников — утяжеленных бурильных труб — переходных штанг — вертлюгов — подъема/опускания — ловильных инструментов и многого другого — слишком хорошо, чтобы быть правдой — просто спросите наши клиенты.

Двухтрубная буровая штанга большого диаметра с обратной циркуляцией

Двухтрубные буровые штанги Matrix имеют широкий диапазон стандартных и нестандартных размеров, что позволяет адаптировать наш продукт практически к любой буровой установке или программе бурения. Размеры варьируются до внутреннего диаметра внутренней трубы 7 дюймов.

Корпус

Размеры варьируются от 6 5/8 дюйма до 24 дюймов для двойных роторных буровых установок. Доступны варианты левой или правой резьбы. Варианты многозаходной резьбы используются для приложений с высоким крутящим моментом.

Пожалуйста, свяжитесь с нами напрямую для получения предложения по этому изделию (931) 359-6564

Утяжеленные бурильные трубы

Утяжеленные бурильные трубы Matrix используются для достижения правильной нагрузки на долото (WOB), чтобы максимизировать скорость проходки и предотвратить бурение при сжатии. УБТ Matrix изготавливаются из высококачественной легированной стали, соответствующей AISI 4145. Каждая УБТ проходит строгий контроль качества в процессе производства. Matrix предлагает форму резьбы DI-22 и канавку для снятия напряжения в штифтовом замковом соединении. При использовании утяжеленных бурильных труб Matrix отказы в бурильной колонне будут сведены к минимуму, что приведет к снижению затрат на фут для бурильщика.

Переходные стержни

Переходные стержни эффективно поглощают скручивающие и поперечные напряжения бурильной колонны, возникающие при бурении глубоких скважин с применением RC. Перераспределение напряжений увеличит срок службы бурильной колонны и сведет к минимуму отказы, что делает переходную штангу разумным дополнением к вашей бурильной колонне. Переходная штанга стратегически расположена между утяжеленной бурильной трубой и двухтрубной бурильной штангой. Стержни Matrix Transition изготовлены из высококачественной легированной стали. Адаптируется к любому сочетанию размера утяжеленной бурильной трубы и буровой штанги RC.

Стабилизаторы

Стабилизаторы используются для обеспечения плавного, поддерживаемого вращения бурильной колонны. Много раз формация может подвергаться значительной эрозии, что приводит к нестабильности стенки ствола скважины. Стабилизаторы помогают поддерживать нижний конец бурильной колонны. В дополнение к обеспечению вращения бурильной колонны, стабилизаторы увеличивают добычу, поскольку они удерживают бурильную колонну на одном уровне с буровым долотом. Matrix предлагает фрезерованные спиральные стабилизаторы длиной до 48 дюймов и внешним диаметром до 20 дюймов. Стабилизаторы с прямым лезвием доступны до 72 дюймов в длину и 20 дюймов в диаметре.

Вертлюги для бокового выброса

Специальный продукт Matrix. Позволяет бурильщикам с небольшими буровыми установками бурить двухтрубными штангами Matrix большего размера, выбрасывая буровой шлам ниже верхней головки. Оснащен сменными хромированными компенсационными кольцами для простоты обслуживания.

Вертлюги с боковым входом

Расположенный под верхней головкой, этот продукт направляет сжатый воздух в кольцевую зону двухтрубных стержней Matrix, обеспечивая при этом непрерывный выброс шлама через верхнюю часть буровой установки.

Труба Tremie / Grout Pipe

Matrix — труба Tremie представляет собой продукт с наружным диаметром заподлицо и предлагается в нескольких диаметрах от 3 ½ дюйма до 1 ¾ дюйма — наша труба Tremie имеет прочную конструкцию для доставки цементного раствора на глубину — используйте замки из сплава, сваренные плазменной дугой, обеспечивающие прочность и долговечность. В нашей трубе Tremie используется профиль резьбы с коническим замком, который обеспечивает герметичное уплотнение, а также простоту сборки и развинчивания. Длина 20 футов и 30 футов – или по спецификации заказчика.

Тестеры внутренних трубок

Подобно протектору резьбы с отверстием, тестеры внутренних труб Matrix ввинчиваются в штифтовый конец бурильной штанги RC. Затем, пропуская сжатый воздух в противоположный конец стержня, выявляется течь, если воздух выходит из отверстия в крышке тестера. Если обнаружена утечка, замена уплотнительных колец часто устраняет проблему. Если утечка сохраняется, можно сделать вывод, что внутренняя трубка разорвалась и ее необходимо заменить или утилизировать.

Задние расширители (выемочный переводник)

Задняя развертка Matrix (выемочный переводник) выполняет несколько функций. Во-первых, это помогает предотвратить преждевременный износ RC DTH Hammer. Вторая функция обратного расширителя состоит в том, чтобы фактически «расширить» ствол скважины. Это необходимо в том случае, если стенка ствола скважины неустойчива и испытывает частичное обрушение, и помогает бурильщику извлечь бурильную колонну из узкой скважины. Задний расширитель расположен между погружным пневмоударником RC и первой бурильной штангой RC. Задний расширитель состоит из внешнего корпуса и внутренней подъемной трубы. Когда внутренняя подъемная труба обратного развертки показывает признаки износа, ее можно легко заменить.

Переходники Saver

Переводники Matrix RC Saver изготовлены из термообработанной легированной стали и обладают исключительной прочностью и долговечностью. Saver Sub имеет внутреннюю трубу и внешний корпус. Он используется для соединения вертлюга или адаптера верхней головки с первой буровой штангой RC. Защитный переходник становится основным соединением для свинчивания и развинчивания, защищая резьбу на вертлюге или верхней головке.

Продувочный переводник

Продувочный переводник Matrix используется для устранения засоров в пазах взаимозаменяемого адаптера бурового долота или двухтрубной внутренней трубы буровой штанги. Этот продукт, присоединяемый к верхней части бурильной колонны из железобетона, герметизирует кольцевое пространство двухтрубной штанги и направляет поток воздуха вниз по внутренней железобетонной трубе. Продувочный переводник состоит из двух компонентов: внутренней трубы продувочного переводника и внешнего корпуса.

Надувные переводники

Надувной переводник располагается в верхней части бурильной колонны, отсоединенной от верхнего привода. Он используется для направления потока воздуха вверх по внутренней трубке (через головку к трубке для сбора проб) для устранения засорения. Доступно для инструментов Matrix RC всех размеров.

Переходник аэратора

Переходник аэратора в сочетании с переходником инжектора воздуха используется в системах с двухтрубным затоплением в обратном направлении. Этот продукт помогает инициировать подъем столба воды во внутренней трубе, чтобы начать циркуляцию при глубоком бурении. Внутренняя труба аэрационного переводника имеет два небольших наклонных канала, которые позволяют подавать рассчитанное количество сжатого воздуха во внутреннюю трубу до того, как она достигнет узла низа бурильной колонны.

Переходники для воздушных инжекторов

Воздушный инжектор Matrix используется в двухтрубных установках с затоплением в обратном направлении для аэрации водяного столба внутри внутренней трубы, инициируя восходящий поток. Воздушный инжектор является основным местом аэрации с высоким расходом, расположенным в нижней части колонны.

Развязки (переходные переходники)

Развязка представляет собой сборку из трех частей, состоящую из корпуса развязки, внутренней трубы и верхнего переводника. Развязка используется в сочетании с погружным пневмоударником RC или долотом Tricone Rock. Его цель состоит в том, чтобы направить буровой шлам из долота во внутреннюю трубу бурильной штанги RC, где он течет вверх по колонне и выбрасывается на поверхность. В обменниках струйного типа контролируемое количество сжатого воздуха подается в поток возвратной пробы, таким образом «выбрасывая» шлам вверх по внутренней трубе. Развязка расположена в бурильной колонне непосредственно над погружным пневмоударником. Взаимозаменяемые элементы Matrix имеют прочную конструкцию и доступны в исполнении с 1, 2 или 3 пазами с «впрыскиванием» или без него и изготавливаются в соответствии с размерами инструмента Matrix RC.

Переходники для горных долот

Адаптер для буровых долот (RBA) используется при бурении с дистанционным управлением с помощью долот Tricone Rock. RBA соединяется непосредственно с долотом Tricone Rock Bit и предназначен для направления бурового шлама во внутреннюю трубу бурильной колонны RC.

Адаптер бурового долота представляет собой сборку, состоящую из 4 компонентов:

1. Внешний корпус RBA
2. Внутренняя трубка RBA
3. Сменная втулка
4. Мочевой пузырь

Matrix предлагает варианты подключения RBA к долоту Tricone для конкретных размеров.

Спуск, подъем и погрузочно-разгрузочные работы

Подъемные заглушки производителей Matrix, оснащенные прочными скобами, позволяющими безопасно поднимать и опускать бурильную колонну RC.