Переносная малогабаритная установка для бурения скважин. Применение буровых установок для бурения скважин под воду. § Ошибки при самостоятельном бурении на воду

Каждый человек, у которого есть свой дачный участок, знает, насколько важно иметь собственный источник воды. Это не привилегия — а необходимость, без которой нельзя принять душ, помыть фрукты или полить цветы. Конечно, кто-то вспомнит о мифических централизованных каналах водоснабжения в сельской местности. Но это не более чем фантазия.

На данный момент единственная возможность получить полноценный источник воды на даче — это сделать буровую установку своими руками и с её помощью пробурить скважину. Поверьте, это не так сложно, как может показаться, на первый взгляд. Но вам придётся приложить определённые усилия, чтобы добиться результата.

Виды буровых установок для воды

Перед тем как построить буровую установку для воды своими руками необходимо немного разобраться в особенностях самых популярных конструкций. Можно выделить четыре основных вида, которые чаще всего используются строителями:

1. Шнековая буровая установка для воды. В процессе работы шнек достаёт грунт. Вода для промывки не нужна.
2. Ударно-канатная конструкция. Система состоит из рамы и основания в виде треугольника. Основную работу выполняет долото или желонка, которые крепятся на тросе.
3. Ручная установка с ротором - это самый простой, с инженерной точки зрения, вариант. В нём даже нет электромотора. Для бурения используется человеческая сила. Подобные установки для добычи воды используются довольно редко в профессиональном бурении из-за медлительности и больших трудозатрат.
4. Роторная система по добыче воды - обеспечивает эффективное гидробурение.

Вода является базовой потребностью совершенно каждого живого организма на земле. Не зависимо от места нашего проживания, крайне важно вблизи иметь постоянный доступ к чистой питьевой воде. Конечно же, данный ресурс необходим не только для бытовых целей, но куда большие объемы необходимы в строительстве, металлургии и производстве.

Как видите, такой ресурс как вода пользуется наиболее высоким спросом в мире, поэтому всегда самой высокой популярностью пользовалась буровая установка на воду. Но при этом стоит отметить, что прежде чем приобретать установку для бурения на воду, необходимо обладать информацией о том, в какой местности будет проводиться бурение скважины, какие преобладают породы в данном регионе, а также насколько глубоко залегают подземные воды.

Выбор буровой установки на воду в зависимости от источника

Вода из-под земли может быть артезианской и грунтовой. Грунтовая вода находится в непосредственной близости от земли. То есть, вполне достаточно глубины обычного деревенского колодца. В данном случае нет необходимости приобретать бурильные установки для воды высокой мощности. Но при этом стоит отметить, что далеко не в каждом регионе грунтовая вода чиста и пригодна для продолжительного или даже разового употребления. Это напрямую зависит от экологии региона, в котором проводиться бурение. Если почва загрязнена, тогда содержащейся в нем воду грунт не только не способен насытить полезными минеральными веществами, но более того, может отравить опасными для здоровья и жизни химическими соединениями и бактериями. Поэтому, прежде чем купить оборудование для бурения скважин на воду, крайне желательно проверить качество полученной воды, т.к. результаты употребления загрязненной воды могут быть самыми плачевными.

Артезианские воды – это другое дело. Они залегают глубоко под землей, поэтому значительно меньше подвергаются вредному воздействию окружающей среды. Но при этом и для добычи ее необходимо приложить куда больше труда. В данном случае малогабаритная буровая установка на воду уже не подойдет, а необходима более мощная установка для бурения скважин на воду, т.к. артезианские бассейны находятся в среднем на глубине от 100 метров под землей и глубже. Для данных целей идеальным вариантом окажется оборудование для бурения скважин на воду 2Д3 и УРБ 2А2. Данная установка без проблем сможет сделать скважину необходимых размеров и даст доступ к важнейшему ресурсу – чистой воде. Помимо этого оборудование для бурения скважин под воду производимое нашим заводом имеет высокую универсальность, поэтому после проведения необходимых вами работ, вы можете использовать машину для проведения инженерных, геологических, геофизических работ, а также для разведки полезных ископаемых.

«Завод Буровых Технологий» - буровые установки на воду по доступной цене!

Компания «Завод Буровых Технологий» предлагает каждому желающему купить буровые установки на воду, цена на которые вас приятно удивит. Нам удалось добиться максимально выгодных условий сотрудничества, т.к. в нашей компании проводиться продажа буровых установок на воду исключительно собственного производства, но при этом применяются самые качественные и надежные технологии и детали, что гарантирует максимально эффективную работу и длительный срок службы каждого инструмента. В нашем каталоге каждый сможет найти максимально подходящий станок для бурения скважин на воду, т.к. мы предлагаем и мини бурильные установки для воды, так и крупногабаритные буровые установки на воду, видео и фотографии которых вы также сможете посмотреть на нашем сайте.

При этом все что от вас требуется для того чтобы установка для бурения скважин под воду была в вашем распоряжении, связаться с представителями компании «Завод Буровых Технологий» любым удобным для вас способом. Вас проконсультируют по всем интересующим вопросам наши квалифицированные менеджеры, а также помогут подобрать оптимальное оборудование для бурения скважин на воду, цена и возможности которого будут соответствовать вашим целям и возможностям.

Потребность в воде на загородном участке возникает немедленно по его получении. На любом этапе освоения участка без нее не обойтись. А значит, вопрос бурения скважины под воду становится актуальным, особенно, если в обозначенном районе нет водопроводной сети.

В этом случае весьма эффективны малогабаритные буровые установки. Кроме того, пользование такой техникой может существенно облегчить и удешевить процесс возведения дома, а также вспомогательных сооружений на участке, например:

• возведение ограждения вокруг участка – шурфы для установки столбов могут быть выполнены способом шнекового бурения быстро и качественно;
• сооружение столбчатого ростверкового фундамента потребует вдвое меньше материалов, а шурфы под опорные столбы выполняются легко и быстро с применением бурения.

Перечень можно продолжать, но главное – участок получит воду не только для личных нужд, но и для строительства.

Прекрасным решением при такой ситуации будут малогабаритные буровые установки, с помощью которых можно без особых затруднений решить много проблемных вопросов.

Рис.1. Малогабаритные установки для буровых работ на участке

Как правило, такие установки могут выполнять несколько видов бурения и, соответственно, оснащаются разнообразным . Область применения несколько ограничена, поскольку максимальная глубина стволов составляет не более 100 метров. На такой глубине не всегда можно найти артезианские водоносные горизонты.

В комплект установок входят породоразрушающие инструменты, пульт управления нагрузкой на двигатель. Буровые штанги оснащены резьбовыми или муфтовыми соединениями. Отдельные установки комплектуются помпами для промывочного бурения.

Часто конструкция установки предусмотрена возможность наклонного бурения скважин на песок под воду, что позволяет «достать» водоносный слой, находящийся в отдалении от участка.

Разновидности буровых установок малых габаритов

Агрегаты, при небольших размерах, представляют собой комплексное решение задачи бурения скважин в зависимости от гидрогеологической обстановки данного участка.

Монтаж буровой установки может быть произведен за 30 – 40 минут, а рабочая температура допускается в пределах от -40 до +40 о С.

Малогабаритные устройства разделяются по видам с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей:

• по применяемым способам проходки скважин, к которым относят вращательное шнековое, ударное, комплексное и другие виды;
• типу стволов (разведочные, технические, предназначенные для эксплуатации по прямому назначению), технология исполнения которых различна;
• по применяемым типам приводов, которые бывают электрическими, двигателями внутреннего сгорания, гидравлическими и пр.;
• по вариантам исполнения базовой оснастки – переносные, стационарные, на гусеничном ходу.

Учитывая разнообразие исполнений и конструкций установок для бурения скважин на песок под воду, приводим характеристики только нескольких из них.

Рис.2. Буровая установка РБ-50/220

Малогабаритные установки РБ-50/220 в комплекте со штангами длиной 1,0 – 1,5 – 1,8 метров. Диаметр их составляет 48 мм и исполняются штанги из среднеуглеродистой стали, легированной хромом, чем обусловлены их повышенные прочностные характеристики. Длина штанг определяет габаритные размеры устройства, а количество – максимальную глубину скважин, которая составляет до 70 метров. Мощность силового агрегата обычно составляет 2,3 кВт, кроме того, в комплекте желательно иметь грязевой агрегат. Возможно применение по грунтам с каменистыми включением размерами до 20 мм.

Малогабаритные установки серии ПМ-23 специализированы для бурения скважин для воды, шурфов для изгородей и столбчатых фундаментов. При использовании промывки может выполнять стволы диаметром до 300 мм при глубине порядка 100 метров по грунтам IX класса буримости с использованием шарошечного инструмента. По широкому спектру применения считается универсальной техникой.

При бурении шнеком максимальная глубина скважины не более 25 метров.

Мощность двигателя 14 кВт, может поставляться с шасси УАЗ, общий вес составляет 800 кг, вместе

С двигателем внутреннего сгорания.

Заслуженной популярностью пользуются малогабаритные буровые установки серии US, которые чаще всего монтируются на одноосном автоприцепе. Устройство с диаметром долота 300 мм способно бурить ствол по породам IX категории глубиной до 150 мм с промывкой, при использовании пневмоударника – до 50 метров при диаметре 150 мм. Имея силовую установку в виде ДВС мощностью 15 сил, способен создавать усилие при подъеме и подаче до 2,5 тонн. При этом имеется устройство плавной регулировки величины осевого усилия на долото. Устройства этой серии широко применяются, когда нужно добуривание или ремонт стволов с малым дебетом воды.

Малогабаритные установки также включают в себя устройства на гусеничном ходу.

Достоинства и недостатки буровых малых габаритов

МГБУ достаточно популярны на рынке буровых устройств, успешно конкурируя с передвижной или стационарной буровой техникой. Обладая всеми преимуществами мобильных установок, они:

• отличаются малыми габаритами и энергоэкономичностью;
• неприхотливы при эксплуатации, ремонтопригодные в силу простоты своей конструкции непосредственно на объекте, где выполняются работы;
• сниженная себестоимость производства работ в связи с невысокими эксплуатационными и амортизационными затратами;
• возможность использования при ограниченной площади в условиях обустроенного участка или здания, что особенно важно, если необходимо добуривание скважины;
• доступность эксплуатации не только для квалицированного персонала, но и для минимально подготовленных людей ввиду простоты применения.

Среди недостатков считается важным ограничение по глубине скважин 100 метров.

В статье представлены краткие характеристики нескольких серий отечественных бурильных устройств малогабаритного исполнения, которые по своим характеристикам способны удовлетворить потребность в буровых работах на собственном загородном участке. Одновременно рынок предлагает множество видов подобного оборудования импортного производства, сходного по назначению и исполнению. По стоимости они представляют более высокую ценовую категорию, не выигрывая в качестве и работоспособности. По ремонтопригодности отечественное оборудование лучше.

Выводы

1. Использование МГБУ дает значительный эффект как материального, так и производительного характера.
2. Если не приобретать его, а взять в аренду, можно в течение 4 – 5 дней эксплуатации не только пробурить скважину на песок, но и выполнить значительный задел земляных работ по устройству ограждения участка и фундамента дома.

Использование бурильных установок всегда оправдано и очень удобно. Успехов вам!

Правильно сооруженная скважина на воду – это надежный и автономный источник водоснабжения частного дома или дачи. Организация частного водоснабжения не всегда вызвана отсутствием центральной подачи воды. Причиной также может являться перебои с ее подачей, низкое качество воды в магистрали, высокая стоимость, изношенность сети водоканала, нехватка и другие факторы.

Автономный источник воды имеют практически все хозяева загородных домов или дач. Иное дело, что их выбор может разным. Некоторые отдают предпочтение колодцу, некоторым больше по душе скважина. Эта статья посвящена тем, кто остановился на скважине.

Разновидности скважин и установка

Скважина на песок

Огромную популярность этот тип получил за счет небольшой стоимости работ и возможности произвести все работы вручную. В плане конструкции, скважина на песок представляет собой одну колонну с фильтром на дне. Дебет этой скважины может составлять 10-150 м.куб. в сутки. Как правило, глубина бурения ограничивается 15-ю метрами (при бурении машиной - 35 м). Для выкачки воды устанавливается насосный аппарат или ручной насос. Время эксплуатации обычно 12-20 лет.

Артезианская скважина или скважина на известняк

Встречается не так часто. Причинами являются: необходимость в разрешении на проект бурения в местных органах управления (например, «Водоканал») и высокая стоимость работ. Конструкционная особенность скважины более сложна. Она имеет две колоны – рабочую и обсадную. Последняя крепится до известняка, первая – непосредственно в самом известняке. Скважина на известняк имеет более высокий дебет 12-45 м.куб. в час (это зависит от диаметра трубопровода) и время эксплуатации около 50 лет. Бурение делается с помощью спецтехники и глубина может быть до 350 метров.

Так как предполагаются буровые установки своими руками, то рассмотрим подробней обустройство скважин на песок, как самой доступной в плане самостоятельного сооружения.

Определение глубины скважины

Неглубокая скважина (до трех метров) делается в случае, когда водоносная жила расположена близко к поверхности земли, а вода будет применяться лишь для полива или технических целей. Для бурения этой скважины достаточно ручного насоса, обсадной трубы и бура.

Среднеглубокая скважина (до семи метров) позволит иметь воду пригодную для питья. Чтобы сделать буровую установку своими руками, кроме бура будет необходима лопата и время на обустройство шурфа. Шурф, размерами 2х2х2 метра используется для облегчения процесса бурения на большую глубину. Для облегчения работы, его можно закрепить досками или фанерой. После завершения работ шурф засыпается. Забор воды происходит при помощи насоса.

Глубокая скважина (больше семи метров), даст возможность полностью покрыть необходимость в воде всех жителей коттеджа или частного дома. Причем воды хватит не только для индивидуального использования, но и для технических целей, полива, санитарных требований, содержания пруда или бассейна.

В общем же, выбор вида водозабора будет определяться после геологического исследования участка сооружения скважины. Предлагаем подробней изучить последний вариант – сооружение глубокой скважины своими руками, как самого сложного из описанных.

Варианты бурения скважины

Вышеперечисленные разновидности скважин (к скважинам «на известь» или артезианским это не относится) можно пробурить с помощью таких технологий:

Проект на бурение

В случае когда точно определена глубина нахождения водоносной жилы можно пробурить непосредственно с длиной бура под обсадную трубу . Когда нет, необходимо вначале выяснить, на какой глубине находится слой воды.

То есть, каждая буровая скважина – это индивидуальный проект и на него влияют такие характеристики:

• выбранный вариант бурения;
• глубина расположения водоносного слоя. При этом подразумевается не первый слой, к которому дошел бур, а тот, который отвечает условиям использования в плане обеспечения дебета количества воды;
• геологическое строение почвы;
• требование выдерживать нужное расстояния до мест нахождения (установка «санитарной зоны»);
• требования, выдвигающиеся к качеству воды и количеству.

Необходимые инструменты для буровой установки

Так как мы рассказываем про ударно-канатный способ ручного бурения, то необходимо выделить его основные достоинства:

• невысокие требования к квалификации бурильщика и простота установки оборудования;
• отсутствие каких-то ограничений на место бурения. Вручную можно бурить почти в любом месте участка;
• сохранение большей части полезной площади земли в исходном состоянии. То есть тяжелая спецтехника не повредит насаждения на вашей территории.

Для работы будут необходимы:

• емкость с водой;
• бур с усиленной кромкой. Рекомендация: усилить бур можно с помощью приваривания на винт буровых резцов , их роль могут играть элементы металлической шинки или напильник. Помимо этого, резцы можно наточить, с помощью болгарки;
• лопата;
• насос со шлангом наподобие «малыш»;
• тележка для вывоза земли.

Для буровой установки также пригодятся:

• металлическая проволока для фильтра;
• гравий или щебенка для подушки;
• проволока для устройства фильтра на дне;
• трубы.

Обустройство шурфа и выбор места

При помощи специалистов или народными способами (барометрический способ, лозоходство, с помощью силикагеля, разведочным бурением, по количеству россы и т.д.) определяем участок, где водоносный слой расположен ближе всего к земле.

Затем выкапываем шурф. Это выработка земли некоторой глубины, предназначение которой упростить процесс бурения. Устройство шурфа важная стадия по нескольким причинам;

1. Не допускается возможность обвала земли вокруг скважины.
2. Уменьшается глубина бурения непосредственно буром.

Габариты шурфа выбирает бурильщик, но, как правило, они составляют 1,5х1,8 и 1,8-3 м. в глубину. Для того чтобы земля не обсыпалась, шурф укрепляют металлом, досками или фанерой.

Варианты бурения

Тренога

Тренога – это канатно-ударный механизм для бурения. Опорная конструкция необходима, чтобы упростить процедуру бурения за счет использования бурового стакана.

Треногу можно изготовить из дерева (не допускаются сучки) или профильной трубы. Длина трубы или бруса обязана составить около 4,5-5,5 м.

Затем к треноге фиксируется механическая лебедка с тросом, где прикреплен буровой стакан.

Эта буровая установка довольно небольшая и имеет достаточный запас прочности. Принцип работы механизма довольно прост: стакан, опускаясь в землю, вбирает в себя грунт. С учетом состава почвы за один удар можно достать 0,30-1,2 м. земли. Упростить работу можно наливая в участок бурения воду. Периодически буровой стакан необходимо чистить от набитой земли.

Трос, где фиксируется бур, обязан быть длиннее размера скважины. Иначе он оборвется, а бур упадет на дно.

Обсадную трубу можно ставить одновременно с прохождением на глубину либо после всех проделанных работ.

Бур и обсадная труба

Во время бурения можно одновременно ставить обсадную трубу. В этом случае ее диаметр обязан быть больше размера бура , чтобы он смог свободно передвигаться в трубе.

Делая работу необходимо все время следить за влажностью вынимаемой земли, чтобы не пропустить водоносную жилу (иначе ее можно просто закрыть трубой).

Затем, когда обнаружена водоносная жила, необходимо произвести выкачку грязной воды , чтобы определить достаточно ли запасов воды в этом слое. Для чего применяется ручной или погружной насос. Если после откачки нескольких ведер грязной воды, чистая все еще не пошла, то необходимо бурить дальше до более емкой жилы.

Насос не рассчитан на эти условия эксплуатации, потому после очистки воды он может сломаться. Лучше всего использовать качественный насос.

Обсадка скважины

Для обсадки можно использовать пластиковые или стальные трубы (время работы до 50 лет). А вот установка оцинкованных труб нежелательна, из-за риска загрязнения воды цинковыми примесями.

Главная задача установки обсадки состоит в следующем:

Монтаж обсадной трубы делается сразу же после завершения работ или прямо во время бурения.

Промывка скважины и установка донного фильтра

Монтажом обсадной трубы дело не завершается. Затем необходимо промыть скважину. Для чего в нее заводится труба, через которую вода подается под давлением. За счет напора воды из скважины выйдет слой песка и глины, который и необходимо откачать. Когда появится чистая вода ее необходимо сдать на исследование. Требования к качеству регламентируются СНиП 2141074-01. При нормальном качестве воды можно производить бурение скважины своими руками дальше.

Главное предназначение донного фильтра – защитить от заиливания трубу. Как изготовить фильтр?

Своими руками можно сделать щелевой фильтр . Для чего необходимо выполнить на конце трубы насечки болгаркой.

Для насечек необходимо выбрать тонкий круг (0,7 мм). Обращайте внимание – большое количество насечек сделает слабее трубу.

Как один из вариантов можно сделать отверстия в трубе. Затем место сверления/насечек необходимо обмотать сеткой или проволокой. Полученный так фильтр уложить на подушку из щебня, засыпка которого не позволит фильтру забиться.

Размер трубы-фильтра обязан быть меньше размера основных труб, чтобы была возможность опустить его без проблем в скважину. Наиболее простым способом является покупка готового фильтра.

Без фильтра скважина недолго проработает. Его отсутствие возможно лишь в глубоководных скважинах (больше 50 метров).

Дебет и раскачка скважины

Для того чтобы получить полное понятие о емкости скважины необходимо подождать сутки, а после узнать уровень приходящей воды. Когда поступившей воды хватает для нужд использования, можно засыпать пространство между обсадной трубой и грунтом. Шурф тоже нужно закапать.

Раскачка скважины также немаловажный этап. Чтобы сделать раскачку или просто окончательную очистку скважины необходимо поставить мощный центробежный насос и время от времени выкачивать воду на протяжении 14 дней.

Необходимо предварительно определить, куда перенаправить выкачанную воду.

Монтаж насоса

Обращайте внимание, что поверхностные насосы не подходят для их установки в скважину из-за ограничения определенной глубины в 9 метров. Для этого подходит лишь погружной насос – вибрационный или центробежный. Каждый из видов имеет свои преимущества, а окончательно выбрать можно, если проанализировать влияние таких факторов:

• уровень воды;
• глубина скважины;
• дебет;
• размер обсадной трубы;
• цена скважинного насоса;
• напор воды.

Сдача скважины в эксплуатацию

Когда бурение скважины производилось не своими руками, а с помощью сторонней компании, то перед тем как принимать работу необходимо затребовать следующие документы:

• паспорт скважины;
• гидрогеологическое заключение о реализации проекта;
• акт проделанных работ;
• разрешение санэпидемстанции.

Когда же все работы будут происходить своими руками, то в этом случае главное не спешить, а внимательно посмотреть обучающее видео , соблюдать все основные моменты процесса бурения и выдерживать технологию. Причем помните, что лишь выбор качественных материалов (в числе которых, насос и трубы) будет залогом продолжительной работы скважины.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 10 минут

А А

Состав комплекса буровой установки для бурения нефтяных скважин

Буровая вышка

Основными элементами современной буровой установки являются:

• вышечный блок;
• блок насосного оборудования;
• силовые приводы;
• блок для приготовления ;
• блок очистки бурового раствора (часто совмещен с предыдущим блоком);
• оборудование для бурения:

1. ротор;
2. вертлюг;
3. талевый механизм;
4. буровая лебедка;
5. насосы;
6. силовой привод и так далее.

• буровые сооружения:

1. буровая вышка;
2. комплект оснований;
3. укрытия сборно-разборного или каркасно-панельного типа;
4. комплект стеллажей;
5. приемные мостки.

1. устройство для регулировки подачи долота;
2. механизмы, позволяющие автоматизировать спусковые и подъемные операции;
3. клиновой пневматический захват для труб;
4. буровой автоматический ключ;
5. вспомогательная лебедка;
6. пневматический раскрепитель;
7. краны для проведения ремонта;
8. пульт для контроля за процессами бурения;
9. управляющие посты.

• оборудование, обеспечивающее приготовление, регенерацию и очистку буровых растворов:

1. устройство для приготовления раствора;
2. комплект вибросит;
3. отделители ила и песка;
4. подпорные насосы;
5. комплект емкостей для буровых растворов, воды и химреагентов.

• манифольд:

1. блочная нагнетательная линия;
2. запорные устройства дроссельного типа;
3. буровой рукав.

• оборудования, обеспечивающее обогрев элементов буровой установки:

1. теплогенераторы;
2. радиаторы отопления;
3. коммуникации, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя.

Основное назначение вышечного блока:

• подвешивание талевой системы и крепящихся к ней бурильных труб;
• размещение оборудования, обеспечивающего спуск и подъем насосно-компрессорных, обсадных и бурильных элементов трубных колонн;
• размещение устройств, обеспечивающих подачу и вращение бурового инструмента.

В блоке силового привода размещаются дизельные или электрические силовые установки, компрессоры, редуктора и коробки передач.

В насосном блоке расположены насосные установки вместе со своими силовыми агрегатами.

В состав блока для приготовления и последующей регенерации буровых растворов входят:

• емкости для приема и хранения бурового раствора, как для находящегося в процессе рабочей циркуляции, так и для создания необходимого запаса этой жидкости;
• устройства, обеспечивающие приготовление раствора:
• глиномесительное оборудование;
• БПР (блок приготовления раствора) и так далее.

• очистительное оборудования для регенерации бурового раствора:
• комплект вибросит;
• отделители ила и песка;
• дегазационные устройства;
• отстойники.

Комплекс, обеспечивающий спуск и подъем оборудования на скважине, является механизмом полиспастного типа, и включает в себя следующие основные элементы:

• кронблок;
• подвижный талевый блок;
• буровая лебедка;
• механизм крепления конца каната (неподвижного);
• сам стальной канат, который обеспечивает гибкую связь между двумя предыдущими устройствами.

Кронблок монтируется в верхней части буровой вышки. Подвижный конец каната закрепляется на барабане буровой лебедки, а его неподвижный конец посредством механизма крепления закрепляется у основания вышки. На талевый блок вешается крюк, за который при помощи строп подвешивают или вертлюг, или элеватор для спуска/подъема трубных колонн. На современных спуско-подъемных комплексах крюк и талевый блок, как правило, объединяют в единый механизм, называемый крюкоблоком.

Конструкция нефтяных буровых установок

Технологический инструмент, применяемый при бурении скважин

Понятие «буровой инструмент» объединяет в себе все приспособления и механизмы, которые используются для бурения скважин и шпуров, а также при работах по ликвидации возникающих аварийных ситуаций. По своему назначению буровой инструмент делится на:

• технологический;
• специальный;
• аварийный;
• вспомогательный.

Конструктивные особенности и номенклатура бурового инструмента меняются в зависимости от:

• области применения (какие скважины бурят – геологоразведочные, взрывные, эксплуатационные, нагнетательные и так далее);
• способа бурения;
• диаметра скважины;
• характеристик разбуриваемых пород.

При помощи технологического инструмента непосредственно осуществляется бурение, которое заключается в разрушении горных пород и транспортировке на поверхность их разрушенных остатков. Такой инструмент еще называют породоразрушающим или забойным.

В его состав входят:

• долота и коронки;
• кернорватели;
• различные виды труб (колонковые, шламовые, бурильные трубы (обычные и утяжеленные);
• комплект переходников;
• набор сальников и так далее.

Строение углеводородных месторождений нефти и газа представлено в основном горными породами осадочного вида.

Основные физико-механические свойства таких пород, которые непосредственно влияют на буровой процесс:

• упругость;
• пластичность;
• твердость;
• сплошность;
• абразивность.

Основным породоразрушающим инструментом, обеспечивающим бурение скважин, является долото.

По принципу действия, с помощью которого происходит разрушение породы, долота подразделяются на следующие виды:

• режуще-скалывающие – разрушение породы происходит при помощи лопастей, наклоненных в сторону вращения инструмента (используются при бурении мягких горных пород);
• дробяще-скалывающие – порода разрушается либо зубьями, либо штырями, размещенными на шарошках; шарошки вращаются вокруг как вокруг оси долота, так и вокруг собственной оси; в процессе вращения долота, помимо дробящего воздействия штырей или зубьев, в процессе их проскальзывания по забою порода также скалывается (срезается) породу, что значительно повышает эффективность бурового процесса;
• истирающе-режущие – разрушение породы производится при помощи алмазных зерен или твердосплавных штырей, которые расположены на торцах долота или на лопастных кромках этого инструмента; такие долота применяют при бурении среднетвердых пород неабразивного типа и твердых горных пород; лопастные долота, армированные штырями из твердых сплавов или алмазными зернами, используются для разбуривания пород, которые перемежаются по твердости и абразивности.

Лопастные виды долот

В зависимости от типа своей конструкции, а также от оснащенности твердосплавными элементами, долота лопастного типа используют при бурении:

• мягких пород;
• пород средней твердости;
• мягких пород, в которых есть малоабразивные средние пропластки;
• при необходимости разбурить цементные пробки или металлические детали нижней части обсадных трубных колонн;
• при необходимости расширения скважинного ствола.

В настоящее время на практике применяются следующие виды лопастных долот:

• двухлопастные с проточной промывкой (диаметр варьируется от 76-ти до 165,1 миллиметра);
• трехлопастные с проточным или гидромониторным видом промывки (диаметры – от 120,6 до 469,9 миллиметров);
• трехлопастные долот с истирающе-режущим принципом действия с проточной промывкой или промывкой с помощью гидромонитора (диаметр – от 190,5 до 269,9 миллиметров);
• шестилопастные истирающе-режущие долота с двумя типами промывки (диаметр – от 76-ти до 269,9 миллиметров);
• пикообразные с проточной промывкой (диаметр – от 98,4 до 444,5 миллиметров).

В настоящее время промышленность производит такие типы долот лопастного вида (к пикообразным – не относится):

• долота для бурения мягких пород (литера М);
• для мягких пород со среднетвердыми пропластками (МС);
• для абразивных мягких абразивных пород со среднетвердыми пропластками (МСЗ);
• для среднетвердых пород (С);

Пикообразные лопастные долота бывают двух видов:

• применяемые для расширения скважинного ствола (литера Р);
• для разбуривания металлических элементов и цементных пробок в нижней части обсадной колонны (Ц).

Как в нашей стране, так и во многих зарубежных нефтегазодобывающих странах бурение газовых и нефтяных, как правило, производится при помощи шарошечных долот с шарошками конической формы. Долота шарошечного типа используются для производства сплошного бурения скважин самого разного назначения (добывающих, разведочных, нагнетательных и так далее). Очистка забоя при использовании таких долот производится либо при помощи сжатого воздуха, либо промывочными растворами.

Долото шарошечное буровое d=76-490 мм

Если сравнивать такой инструмент с описанным выше лопастным, то он имеет ряд несомненных преимуществ, а именно:

• площадь непосредственного контакта с забоем у долот с шарошками гораздо меньше, чем у долот лопастного типа, однако общая длина их рабочих кромок гораздо больше, что дает возможность существенно повысить эффективность бурового процесса;
• шарошки по забою перекатываются, а лопасти – скользят, поэтому износостойкость шарошечных долот гораздо выше, чем лопастного инструмента;
• из-за того, что шарошки по забою перекатываются, потребляемый инструментом крутящий момент относительно мал, что сводит к минимуму возможность заклинивания шарошечных долот.

Изготовление долот шарошечного типа регламентировано ГОСТ-ом номер 20692-75.

Согласно этому нормативному документы, такой инструмент выпускают в трех исполнениях – одно-, двух- и трехшарошечные долота. Самыми распространенными являются трехшарошечные инструменты.

По критерию конструкции и расположения на инструменте продувных и промывочных каналов, такие долота делятся на:

• долота с центральной промывкой (литера Ц)
• с центральной продувкой (П);
• с боковой промывкой гидромонитором (Г);
• с боковой продувкой (ПГ).

Алмазные бурильные долота

Алмазный буровой инструмент представляет собой твердосплавную алмазонесущую рабочую матрицу в стальном корпусе, который оборудован внутренней присоединительной замковой резьбой конусного вида.

Такой буровой инструмент различается по форме рабочей матрицы, по качественным характеристикам используемых алмазов, а также по применяемых промывочным системам.

Твердосплавную алмазонесущую матрицу алмазного долота изготавливают методами порошковой металлургии из металлических порошков.

Такие металлосодержащие порошки хорошо удерживают алмазы и дают возможность изготавливать рабочие матрицы с разной твердостью и износостойкостью. Наилучшими показателями по таким качественным характеристикам, как прочность, износостойкость и теплопроводность, обладают алмазные матрицы на основе вольфрама.

При изготовлении бурильных головок алмазного бурового инструмента применяются так называемые технические алмазы массой от 0,05 до 0,34 карата. При производстве такого долота, к примеру, диаметром 188 миллиметров, расходуется от 400 до 650 карат (от двух до двух с половиной тысяч алмазных зёрен).

Бурильные головки алмазных долот изготавливаются в двух модификациях:

• однослойные (типы КР. КТ, ДР, ДТ т ДК), на которых алмазные зерна размещены в поверхностном слое рабочих кромок металлических матриц по определённым схемам;
• импрегнированные (тип ДИ)Ю на которых мелкие алмазные зерна распределены равномерно по всей матрице.

Такой породоразрушающий инструмент применяется при бурении глубоких (более трех километров) скважин. Стойкость алмазного инструмента по сравнению с шарошечным выше в 20- 30 раз.

В качестве таких силовых установок в процессе бурения используются турбобуры, электробуры и винтовые двигатели, которые ставятся сразу над долотом.

Турбобур представляет собой многоступенчатую турбину с количеством ступеней до 350. В состав каждой ступени входит жестко соединенный с корпусом статор и закрепленный на валу устройства ротор. Стекая по лопаткам статора, поток жидкости воздействует на роторные лопатки, тратя часть энергии на получение вращательного момента.

Затем этот поток вновь натекает на статорные лопатки, и процесс повторяется. Несмотря на то, что каждая отдельная ступень турбобура способна развивать небольшой крутящий момент, из-за их большого количества суммарной мощности, подаваемой на вал устройства, вполне достаточно для бурения горных пород с высокой твердостью.

При таком способе бурения рабочей жидкостью выступают промывочные растворы, поступающие с поверхности к турбобуру через бурильную колонну. Долото жестко прикреплено к валу турбобура и вращается независимо от колонны буровых труб.

Бурение с использованием электробура подразумевает подачу электрической энергии на электродвигатель посредством укрепленного внутри буровой колонны кабеля. При таком методе производства работ вращается только вал двигателя с закрепленным на нем долотом, а корпус устройства и бурильная колонна – неподвижны.

Основные элементы конструкции двигателя винтового типа – это ротор и статор.

Внутренняя поверхность стального корпуса статора покрыта слоем специальной резины и имеет форму винтовой многозаходной поверхности. Ротор, изготовленный также из стали, в свою очередь, имеет форму многозаходного винта, количество винтовых линий которого меньше на одну, чем у поверхности статора.

Ротор размещается в статоре с эксцентриком. Эксцентрик, а также разница количества статорных и роторных винтовых линий позволяют контактирующим поверхностям образовывать ряд шлюзов (замкнутых полостей) – шлюзов между камерами высокого давления у верхнего конца, с пониженным значением давления у нижнего шлюза. Этими шлюзами перекрывается свободное движение через двигатель подаваемой жидкости, что позволяет создавать в шлюзах с помощью жидкостного давления передаваемый долоту вращательный момент.