Rotary drilling: teknolohiya, prinsipyo ng pagpapatakbo at mga feature

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang isa sa pinakakaraniwang ginagamit na paraan ng paggawa ng mga balon ng produksyon at paggalugad para sa tubig ay ang rotary drilling. Ito ay ibinibigay sa pamamagitan ng paglipat ng mga rotational na paggalaw mula sa surface rotor patungo sa drill string.

Naiiba ang Rotary drilling dahil wala itong axial force na nalilikha ng drive. Sa panahon ng proseso, ang pagtatrabaho (pagpatay) ay hugasan mula sa basura ng bato sa tulong ng tubig at mga espesyal na solusyon. Isaalang-alang ang pamamaraan nang mas detalyado.

Makasaysayang background

Rotary drilling ay ginamit nang mahigit isang daan at apatnapung taon. Ang teknolohiya ng pamamaraang ito ng pagbabarena ng mga balon ay unang ginamit sa Estados Unidos ng Amerika noong unang bahagi ng ikawalumpu ng ikalabinsiyam na siglo. Mula noong panahong iyon, halos hindi ito nagbabago, maliban sa mga maliliit na pagbabago na humantong sa higit na kahusayan. Naapektuhan ng mga pagbabago ang mga tool sa pagputol ng bato - pinahusay ang mga ito, nilikha ang bagong likidong media para sa pag-flush ng mga balon, at nadagdagan ang lakas ng mga bahagi ng mekanismo.

Rotary drilling ay isa sa mga uri ng rotary drilling. Ang prinsipyo ayna ang rock breaking tool, na matatagpuan sa loob ng balon, ay gumagana mula sa puwersa na ipinadala dito ng isang de-koryenteng motor o kagamitan sa gas turbine. Ang pamamaraang ito ay medyo simple at epektibo. Sa tulong nito, ang produksyon ng langis at mga balon sa paggalugad ay binabarena. Ang maliit na laki ng unit ay nagbibigay-daan sa paggamit nito sa pribadong lupain para gumawa ng mga balon ng tubig.

Mga Paraan ng Pagbabarena

Sa kasalukuyan, ang pagbabarena ng mga balon para sa tubig ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga paraan ng pagputol ng bato gamit ang mga espesyal na mekanismo. Maaaring pakainin ang lupa sa dalawang paraan:

• Sa tulong ng mga mekanismo - dry method.
• Jet ng tubig sa ilalim ng high pressure o gravity - hydraulic.

Sa pangkalahatan, ang mekanikal na pagbabarena ay isinasagawa sa isa sa tatlong paraan:

• Rotary rotary drilling - ang lupa ay binabarena nang may rotary na paggalaw.
• Epekto - nawasak ang lupa sa epekto ng drill.
• Vibrating - ang lupa ay nabasag ng mataas na dalas ng vibrations.

Ang unang paraan ay ang pinakaginagamit dahil sa pagiging simple nito, mababang gastos at performance nang sabay.

Kapag inilapat ang pamamaraan

Rotary drilling ay ginagamit kapag ang semi-rocky at mabatong mga lupa ay ginagawa para sa pagbabarena ng mga balon hanggang sa isang daan at limampung metro ang lalim. Para sa matagumpay na pagbabarena ng mga bato, kinakailangan upang piliin ang tamang tool sa pagbabarena - isang pait at may timbang na mga tubo. Ayon sa mga eksperto, para sa epektibong operasyon, dapat gamitin ang rotary drilling kungnatutugunan ang mga sumusunod na kundisyon:

• Ang pag-aaral ng hydrogeological section ng site ay isinagawa sa sapat na detalye.
• Nalalaman na ang lupa ay binubuo ng mga bato.
• May data sa antas ng aquifer.
• May magandang underground water pressure.
• May posibilidad ng patuloy na paghahatid ng flushing fluid.

Sa karagdagan, dapat itong isaalang-alang na ang mga kondisyon ng katimugang rehiyon ay nagpapahintulot sa mga operasyon ng pagbabarena sa buong taon, at sa hilagang mga rehiyon, ang trabaho ay nalilimitahan ng temperatura ng panlabas na kapaligiran, kung saan ang flushing fluid nagyeyelo.

Kagamitan para sa pagbabarena ng balon

Ang Rotary drilling technology ay nagsasangkot ng paggamit ng mga espesyal na installation - na naka-mount batay sa mga self-propelled na sasakyan o nakatigil. Dapat silang dalawa ay may mga sumusunod na bahagi:

• Engine.
• Tower.
• Drive.
• Swivel - isang sistemang nagsusuplay ng likido sa bottomhole.
• Drill string.
• Rotor.
• Piston pump.
• Mekanismo sa pag-angat kabilang ang block at crown block.
• Linya ng presyon
• Isang liquid return at purification system na naglalaman ng mga hydrocyclone, chute, at vibrating screen.

Mga kalamangan at kawalan ng pamamaraan

Ang paraan ng rotary drilling ay may ilang mga pakinabang kaysa sa iba pang mga pamamaraan. Kabilang sa mga ito, dapat tandaan ang sumusunod:

• Lampas sa natitira sa mga tuntunin ng pagganap: limang beses sa paraan ng epekto at sampung beses sa paraan ng pag-vibrate.
• May mataasbilis ng trabaho.
• Dahil sa paggamit ng iba't ibang mga naaalis na pait, maaari itong gamitin sa mga lupa na may iba't ibang kumplikado.
• May compact size ang unit, kaya maaari itong gumana sa limitadong espasyo.
• Dahil sa posibilidad ng lokasyon sa platform, medyo mobile ang unit.
• Pinagana ang deep well drilling at pagkuha ng tubig mula sa nabasag na limestone.
• Ang pamamaraan ay may magagandang katangian na nagdadala ng tubig.
• Pinapayagan ang pagbabarena ng mga balon na hanggang dalawang daang sentimetro ang lapad.

Kasabay ng mga pakinabang na ito, ang rotary steerable drilling ay may mga sumusunod na disadvantage:

• Siguraduhing isaalang-alang ang uri ng lupa upang mahanap ang tamang pait.
• Ang pagkakaroon ng napakatigas na mga particle ng bato sa daan ay maaaring maging isang balakid na nangangailangan ng paggamit ng mas mapanirang mekanismo.
• Maaaring makagambala ang luad na lupa.
• Ang isang seryosong balakid sa pagbabarena ay nagyelo na lupa.
• Nakadepende ang power sa kasalukuyang naka-install na rotor.
• Ang pangangailangan na laging magkaroon ng malaking halaga ng flushing fluid.

Sa kabila ng ilang mga disadvantages, ang paraang ito ay may higit pang mga pakinabang.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga rotary unit

Rotary drilling ng mga balon ay isinasagawa ng isang espesyal na pag-install - isang frame o sala-sala tower, na naayos sa platform. Ang lahat ng iba pang mga sistema ay naka-attach dito, na nagpapahintulot sa iyo na itaas at ibaba ang profiled drill string. ganyanang column ay binuo mula sa ilang pipe na konektado ng collapsible couplings.

Ang puwersang nagtutulak ay ang de-koryenteng motor ng kotse o isang hiwalay na generator, na nagpapadala ng pag-ikot mula sa column patungo sa rotor sa pamamagitan ng drive shaft at gear train. Ang pag-ikot, ang rotor ay nagtutulak sa pait, na sumisira sa layer ng lupa sa balon kasama ang mga gumaganang gilid nito. Maaaring iakma ang saklaw ng pag-ikot. Ang mga bit edge ay maaaring brilyante, composite o carbide. Maaaring iba-iba ang kanilang hugis.

Ang nabuong layer ng lupa ay inilipat mula sa minahan sa pamamagitan ng direkta o pabalik na paghuhugas sa pamamagitan ng gravity o sa ilalim ng presyon gamit ang mga pumping unit. Pagkatapos ng pag-flush ng balon, ang mga casing pipe ay naka-install dito. Sa pamamagitan ng swivel at hollow na mga tubo ng drill string, ang flushing fluid ay ibinibigay sa bit, na nakakasira sa lupa sa ilalim ng bit. Sa pamamagitan ng puwang sa pagitan ng mga tubo at ng bariles, dinadala ng likido ang lupa palabas. Sa ibabaw, ang likido ay kinokolekta at nililinis sa pamamagitan ng mga espesyal na filter upang maibalik ito sa operasyon gamit ang mga piston pump.

Mga tampok ng rotary drilling technology

Ang proseso ng pagbabarena ay isinaayos sa paraang, dahil sa paghuhugas ng layer ng lupa mula sa minahan, mas lumalalim ang drill string sa bawat paggalaw. Paminsan-minsan, dapat itong dagdagan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng iba pang mga tubo.

Ang proseso ng pagbabarena ay isinasagawa sa mga hakbang:

• Pagkatapos maipasa ang unang maluwag na patong ng lupa, itataas ang column, at ibababa ang casing sa shaft.
• Ang puwang ay pinupuno ng isang bilog na may mortar ng semento.
• Pagkataposkapag bumagsak na ang semento, ang kaunti na may mas maliit na diameter ay ipinapasok sa baras, at nagpapatuloy ang trabaho.

Maaaring gawin ang ilan sa mga katulad na hakbang na ito, at pagkatapos ay ibababa sa shaft ang production pipe na butas-butas sa dulo. Depende sa kalidad ng layer at lalim ng lupa, ang bilang at bigat ng mga tubo, ang uri ng bit, ang bilis ng pag-ikot nito at ang gilid na materyal, at ang presyon ng flushing fluid ay pinili. Ang mga detalye ay ang mga sumusunod:

• Mga light rock formation na tumatakbo sa pinakamataas na bilis at pinaka-flushing.
• Nangangailangan ang mabatong lupa ng bawasan ang dalas at pagbabawas ng presyon ng likido.

Soil hard inclusions - boulders - sa daanan ng rotor, na maaaring ma-jam, o ang mga lupang aktibong sumisipsip ng paghuhugas ay maaaring makagambala sa trabaho. Ang proseso ay pinabagal din ng kakulangan ng tubig sa lugar ng trabaho at ang pagkakaroon ng isang malaking layer ng luad. Ang luad, na hinahalo sa tubig, ay bumabara sa daluyan ng tubig at nangangailangan ng karagdagang masusing paghuhugas.

Casing pipes

Pagkatapos mag-drill ng balon, mahalagang palakasin ang mga pader nito. Ang lupa ay hindi mapagkakatiwalaan at maaaring lumipat, na negatibong makakaapekto sa bottomhole.

Upang maiwasang gumuho ang lupa, may naka-install na casing string. Nakakatulong ito upang maiwasan ang pagtapon ng lupa at maiwasan ang pagtagos ng tubig. Ang unang hanay ay tinatawag na "konduktor". Ito ay naka-mount upang takpan ang hindi matatag na mga bato. Ang pag-install ay nagaganap sa layo na hindi mas maaga kaysa sa marka na 30 metro at hindi lalampas sa 600 metro. Para sa isang balon ng langis, ang haligi ay inilalagay sa isang distansya, maximummalapit sa ibabaw.

Dahil ginagamit ang rotary drilling sa halos anumang uri ng lupa, sa panahon ng pag-install ng mga column, ang mga manggagawa ay ginagabayan ng mga geological na kondisyon. Minsan kailangan mong gumamit ng ilang casing string para palakasin ang bottomhole.

Ang pinakamaliit na diameter ng mga ito ay mas malalim kaysa sa iba at tinatawag itong operational. Ang pagbutas ay ginawa mula sa ibaba, sa pamamagitan ng mga butas na ito dadaloy dito ang masa ng gas, tubig o langis.

Ang kahalagahan ng drilling fluid sa drilling operations

Ang tamang paraan ng pag-flush para sa rotary drilling ay maaaring makabuluhang tumaas ang kahusayan ng proseso. Sa mga gawa ng ganitong uri nalalapat:

• Mga polymer solution.
• Mga emulsyon ng langis.
• Mga aerated solution.
• Tubig.

Ang paraan ng air purge ay malawak ding ginagamit. Kung ang trabaho ay isinasagawa sa mga lugar na may mababang presyon ng reservoir, pagkatapos ay gumagamit ang mga manggagawa ng isang espesyal na gas. Ang pag-flush ay nakakatulong upang mapupuksa ang labis na mga dumi at mga bagay, mga gumuguhong bato, na hindi maiiwasan sa proseso ng pagbabarena. Pinapalamig ito ng likidong pumapasok sa kaunti. Na nagpapahaba ng buhay ng tool.

Ang Rotary drilling ay nagaganap sa tatlong yugto:

1. Pagsira ng mga bato sa lupa gamit ang pait.
2. Paglulunsad ng tubig para isagawa ang nawasak na bato. Ang proseso ay maaaring isagawa kapwa sa pamamagitan ng reverse at direct flushing, ang lahat ay depende sa lalim ng balon, ang dami ng tubig na ginamit at ang uri ng lupa. Ginagamit sa mga pribadong sambahayansikat na paraan ng direktang pag-flush.
3. Pagpapalakas sa mga dingding ng isang bagong balon gamit ang mga casing pipe.

Ang Rotary drilling ay isang labor-intensive na proseso, kung saan maraming salik ang dapat isaalang-alang. Sa kabila nito, itinuturing itong medyo epektibo at ginagamit sa iba't ibang kundisyon.