1.1 Область застосування роторного способу буріння.
УМОВИ ЗАСТОСУВАННЯ:
Роторне буріння найчастіше використовують при:
за умови добре вивченого геолого - гідрогеологічного перерізу ділянки буріння;
за умови зазделегідь розвіданих і випробуваних водоносних горизонтів, для яких є детальна характеристика якості і кількості води;
горизонти води характеризуються великими напорами;
у разі можливості проведення каротажу свердловини;
при можливості доставки води і глини до місця буріння.
Переваги роторного способу буріння такі:
високі механічні та комерційні швидкості буріння;
можливість буріння порід різної міцності на різних глибинах;
невелика металоємкість конструкцій свердловини та її будівельна вартість.
Недоліки роторного способу буріння наступні:
виникають утруднення якісного опробування водоносних пластів та їх освоєння при використанні глинистого розчину, що призводить до зниження дебіта свердловин, вимагає тривалих і складних робіт по їх розглинизації;
необхідність у постачанні бурильних установок водою і якісною глиною;
утруднення буріння в пливунах та породах, у яких наявні валунно-галечникові включення, які поглинають промивну рідину;
труднощі організації робіт в зимовий період при від'ємних температурах.
Принципова схема роторного способу буріння з прямою промивкою.
Бурова установка для буріння з прямою промивкою повинна мати:
щоглу, яка забезпечує підвішування на тросі колони бурильних труб і бурового снаряда (рис.1),
самохідну установку з розміщеними на ній основним механічним обладнанням, підготовленою циркуляційною системою з лотків і відстійників.
Принциповий устрій і робота бурової установки роторного буріння
Принципова схема бурової установки роторного буріння наведена на рис.1
-
Рис.1 Принципова схема установки роторного буріння:
1 - свердловина; 2 - долото; 3 - обважені бурильні труби; 4 - перехідник; 5 - бурильні труби; 6 - ведуча труба; 7 - ротор; 8 - вертлюг- сальник; 9 - штроп; 10 - гак; 11 - талевий блок; 12 - талевий канат; 13 - крон-блок; 14 - лебідка; 15 - щогла; 16 - цементація; 17 - жолоби циркуляційної системи; 18 - відстійник; 19 - насос; 20 - шланг; 21 - дизельний двигун.
Основним рушійним для бурового снаряду елементом бурової установки є ротор.
Ротор має отвір відповідного перерізу, через який щільно проходить ведуча труба і який формується завдяки застосуванню спеціальних плашок.
2.1 Принцип буріння роторним способом з прямою прмивкою:
Ротор приводиться в обертальний рух дизельним двигуном.
На верхній кінець ведучої труби нагвинчується вертлюг-сальник, який забезпечує щільне з'єднання ведучої труби, що обертається, і нерухомого шланга.
Цю систему підвішують штропом на гак, талевий блок, кронблок (зверху щогли), талевий канат.
ВИСНОВОК: Таким чином, ротор передає оберти буровому снаряду через ведучу і бурильні труби.
Долото, яке обертається в забої, руйнує породу.
Необхідне навантаження на забій забезпечує вага бурового снаряду і бурильних труб.
Якщо потрібно збільшити навантаження, нагвинчують обважену трубу (довшу або більшого діаметра).
Промивну рідину подають з відстійника за допомогою передбаченого в складі установки насосу, а потім через шланг у вертлюг-сальник і у внутрішній простір бурильних труб.
Виходячи з отворів у долоті, промивна рідина виконує наступні функції:
частково розмивє грунт при руйнуванні породи;
охолоджує долото,
забирає розпушену породу,
піднімає її вгору через затрубний простір свердловини і крізь відгалуження в напрямній трубі виноситься із свердловини на денну поверхню.
Далі вона самопливом за допомогою лотків стікає у відстійник, відстоюється там, звільняючись від шламу, і знову закачується у свердловину.
У міру заглиблення свердловини канат лебідки бурової установки поступово відпускають з барабана, під дією своєї ваги буровий снаряд заглиблюється і постійно тисне на забій.
У момент, коли вертлюг-сальник опуститься до своєї нижньої граничної точки, ротор відключають від двигуна, буровий снаряд піднімають, підвішують над напрямною трубою, відгвинчують ведучу трубу, нагвинчують нову бурильну трубу, з якою знову з'єднують ведучу трубу (перед цим спустивши буровий снаряд на забій), і продовжують буріння.
Стінки свердловини кріплять обсадними трубами по закінченні буріння на задану глибину.
На ділянках з нестійкими породами стінки свердловини втримуються від обвалення до закріплення трубами у наслідок гідростатичногго тиску стовпа глинистого розчину, який використовується для промивання.
ВИСНОВОК: При цьому способі долото руйнує породу вибою повністю, тому він і називається бурінням «суцільним вибоєм» (бескерновим).
Якщо долото потрібно замінити, буровий снаряд поступово піднімають на денну поверхню, роз'єднуючи при цьому колону бурильних труб і виймаючи окремі бурильні труби.
Якщо на окремих ділянках свердловини потрібно відбирати зразки породи з непорушеною структурою, використають колонкові долота, або ґрунтоноси.
У якості промивної рідини в цей час знайшли застосування:
глинисті розчини,
технічна вода,
гіпанові розчини.