Как используют буровую установку для бурения скважин, виды установок для бурения

Установка для бурения скважин представляет собой сложную совокупность элементов. Комплектация машины, то есть комплект элементов зависит от её назначения.

Огромный ассортимент оборудования, который представлен моделями отечественного и иностранного производства, позволяет группировать машины по многим параметрам.

Наиболее часто используемыми классификационными критериями являются:

• методика бурения скважины;
• тип работы машины;
• тип привода оборудования;
• глубина проделываемых скважин;
• способ перемещения;
• место базирования устройства.

Классификация по методу бурения

На основании этого показателя выделяют следующие типы буровых установок для бурения скважин:

• Машины для вращательного бурения. Техника проделывает отверстие и разрушает грунт при помощи специального инструмента. Он вращается и плотно прилегает к забою. Породоразрушающим устройством может выступать долото или усиленная коронка. Подобную технику применяют для неглубокого бурения.
• Машины для вращательно-ударного бурения. Они воздействуют на грунт или породу посредством ударов по инструменту, который постоянно вращается. Породоразрушающим инструментом может быть коронка или долото, армированное усиленными вставками. Устройство этого типа может применяться для проделывания скважин до 2000 метров глубиной.
• Техника для ударного бурения. Она работает на основе падающего снаряда. Также удары могут наноситься по установленному в забое снаряду.

Устройство ударного бурения применяется для проделывания скважин в рыхлых и мягких породах, в твердых грунтах система может работать не глубже 100 метров.

• Установки с вибрационным бурением. Породоразрушающее приспособление снабжено колонкой бурильных труб. Через нее передается вибрационная нагрузка. Генератором вибрации выступает поверхностное устройство, а основной элемент системы — виброзонд. Подобные машины можно использовать только при бурении пород, которые подвергаются физическому уплотнению.
• Техника для огнеструйного бурения. Машина разрушает породу и проделывает скважину при помощи газовых струй высоких температур. Огненные потоки передвигаются со скоростью звука и генерируются в недрах специальной горелки. Устройства подобного вида используются для грунта и пород с кристаллической основой.
• Техника для разрядно-импульсного бурения. Машины воздействуют на грунт электрическими разрядами и могут использоваться исключительно для глубинного уплотнения пород.

Методы бурения


Разделение по виду выполняемых работ

В соответствии с этим критерием установки для бурения скважин бывают:

• Эксплуатационные. Машины применяются на стадии разведки пород в месторождении. Их основная цель — забор проб грунта для уточнения данных о геологии.
• Разведывательные. Эта техника применяется для сбора проб грунта с месторождения. По итогам его исследования необходимо определить значение промышленного объекта.
• Для бурения технических скважин. Отверстия необходимы при строительстве зданий и сооружений различного назначения, для устройства фундаментов. Также их можно причислить к типу буровых установок на нефть и газ.

По виду приводного устройства

Буровые машины бывают:

1. Электрические. Работоспособность системы обеспечивается питанием от электрического генератора или электрической сети. Подобные машины применяются в основном для проделывания водозаборных скважин индивидуального использования.
2. Электрогидравлические. Машины применяются для бурения скважин в твёрдых грунтах. Основными рабочими механизмами являются конусообразный цилиндр и диэлектрический держатель. Преимущественные сферы эксплуатации техники — строительство, разведывание месторождений, добыча полезных ископаемых.
3. Дизель-электрические. Особенностью машины является независимая работа основных механизмов. В действие они приводятся электрическим приводом.

Данная техника способна бурить скважины для эксплуатационных и разведывательных работ.

4. Дизельные. Эти машины выпускаются преимущественно малогабаритными. Они обладают высокой степенью мобильности, а работоспособность обеспечивает мощный дизель.

Классификация по способу передвижения

Исходя из этого критерия, буровая техника бывает:

• Самоходная. Она оборудована моторной рамой и кабиной. Иными словами, установка базируется на транспортном средстве большой грузоподъёмности.

Самоходная буровая установка


• Передвижная или мобильная буровая установка. Модульная структура установки снабжена индивидуальной мобильной базой.

На фото мобильная буровая установка


• Стационарная. Блочная система оборудована элементами для монтажа и усиленными опорами.

Стационарная буровая установка


По глубине скважин

Установки способны проделывать отверстия:

• неглубокие — до 600 метров;
• средней глубины — до 6000 метров;
• глубокие — более 6000 метров.
1. Наземные. Такая техника устанавливается на твёрдый грунт.
2. Морские. Устройства снабжены специальной платформой для надводного монтажа и опорами для подводного дна. Такой тип буровых установок используется для бурения нефтяных и газовых скважин.

Фото морских буровых установок

Источник: http://allspectech.com/stroitelnaya/burovye-ustanovki/obzor-tipov-i-klassifikacii.html

Буровые станки: СБШ, СБУ, ударное, канатное, вращательное бурение

Буровые станки (БС) — самоходное либо стационарное оборудование, используемое для разработки скважин в нефтедобывающей промышленности, строительстве и водоснабжении. Существует 4 основных параметра, характеризирующих буровые станки — диаметр и глубина скважин, а также направленность (вертикальное/горизонтальное) и скорость бурения.

Буровая установка

В данной статье представлены установки для бурения скважин. Мы рассмотрим их разновидности, устройство и технические характеристики, а приведем обзор наиболее распространенных моделей оборудования.

Какое применяют оборудование для бурения скважин?

Основной характеристикой, в соответствии с которой классифицируется оборудование для разработки скважин, является принцип работы. Выделяют 5 основных способов бурения:

• вращательное;
• шнековое;
• ударное;
• шарошечное;
• ударно-вращательное.

Рассмотрим каждый из способов, а также применяемое для его реализации оборудование, более подробно. к меню ↑

Станки вращательного (шнекового) бурения

Вращательное бурение осуществляется посредством разработки грунтовых масс вращающейся коронкой, которая с усилием подается вдоль оси скважины. Коронка состоит из нескольких режущих кромок — «перьев», которые контактируя с грунтом скалывают его, тем самым углубляясь вниз.

Преимуществом данного способа является высокая скорость, недостатком — возможность применения лишь в почве средней и малой твердости.  При работе в твердых грунтах коронка не срезает, а стирает почву, что приводит к ускоренному износу резцов.

Существуют специальные алмазные колонки, однако ввиду высокой стоимости такого оборудования их применение распространено крайне слабой.

Рассмотрим устройство станка вращательного бурения на примере распространенной модели СБР-160, который способен разрабатывать скважины диаметром 160-200 мм на глубину до 25 м. Схема данной машины представлена на изображении.

СБР-160

Все самоходные машины вращательного бурения базируются на  транспортной базе — гусеничной либо колесной. Модель СБР-160 обустроена на основе экскаватора Э-652А, в ней каждая из гусениц оснащена индивидуальным приводом, что значительно увеличивает проходимость машины.

Рабочий узел агрегата состоит из мачты, шнека и вращателя. Мачта представляет собой направляющую конструкцию, в которой смонтирован механизм подачи буровой колонны (шнека). Сам шнек может быть непрерывным либо секционным- пригодным к наращиванию.

Вращатель бурового станка — устройство, приводящее буровую колонну в действие. В СБР-160 вращатель состоит из асинхронного двигателя, патрона, муфты, редуктора и гидроцилиндра, посредством которого производится переключение скоростей. Технические характеристики данной модели предусматривают 4 скорости бурения — 250, 160, 125 и 80 об/мин.

БМ-811

Также в отечественной промышленности распространены следующие станки вращательного бурения:

• УРБ-2А — монтируется на шасси Урал-4320, ЗИЛ-131 либо АМАЗ-43114. Буровые станки серии УРБ-2А приводятся в действие непосредственно от двигателя базового транспорта, они комплектуются насосом типа НБ-50, компрессором для подачи бурового раствора КВ-10 либо 4ВУ1-5 (зависит от модели) и генератором БГ-16. Грузоподъемность штатной лебедки составляет 700 кг. Технические характеристики: диаметр бурения — до 190 мм, глубина — до 100 м;
• Атлас Копко DM-45 и DM-50 — агрегаты на гусеничном ходу, разрабатывают скважины диаметром 150-230 мм на глубину до 53 метров, способны развивать гидравлическое усилие на забой до 200 кН.
• СБР-160А и СБР-160Б — гусеничные станки, предназначенные для бурения горных пород с коэффициентом крепости 1-6. Диаметры бурения — 160, 180 и 200 мм. Модели отличаются между собой технической производительностью, у СБР-160А она составляет 60 м/ч, у СБР-160Б — 30 м/ч.

Среди оборудования от зарубежных производителей выделим станки вращательного бурения Sandvik, произведенные одноименным шведским концерном. В ассортименте компании представлены агрегаты для разработки скважин глубиной 27-45 м и диаметром до 311 мм. к меню ↑

Шнековое бурение скважин станками типа ЛБУ 50 (видео)

к меню ↑

Станки ударного бурения

Установки для ударного бурения разрабатывают скважину посредством кратковременного воздействия на дно скважины специального инструмента, совершающего возвратно-поступательные движения. В зависимости от принципа работы все буровые станки данного типа делятся на 3 разновидности:

1. Станки ударно-канатного бурения.

Их устройство не предполагает наличия осевого усилия при подаче рабочего инструмента — боек падает на дно скважины под своем весом. Такое оборудование имеет достаточно низкую производительность, но при этом она крайне эффективна при разработке хрупких горных пород.

Рабочий инструмент таких станков имеет вес 1-3 тонны, он подвешивается на лебедке и поднимается посредством кривошипно-шатунного механизма на высоту 1-2 метров над забоем. В процессе разработки на дно скважины заливается вода, размягчающая породу.  Разрушенный грунт периодически удаляется с помощью желонки.

БС-3

Установки для ударно-канатного бурения бывают как крупногабаритные на гусеничном (БС-3) либо колесном ходу (БЖ-6), так и компактные (сборного типа) для разработки скважин на воду.

Общим недостатком всех агрегатов является низкая производительность, так как скорость свободного падения рабочего инструмента непосредственно зависит от силы земного притяжения и количество ударов невозможно увеличить выше отметки 50-60 шт/мин.

1. Станки шарошечного бурения.

В таких агрегатах рабочим инструментом выступает шарошечное долото, осуществляющее дробяще-скалывающую разработку породы. Буровой колонне, на которой закреплено долото, сообщается не только возвратно-поступательное движение с большим усилием по отношению к дну забоя, но и вращательное движение.

Шарошечное долото

Такие установки используются для бурения всех типов грунтов — от мягких до особо твердых (включая горные породы), они способы разрабатывать скважины диаметром 72-400 мм.

Среди отечественного оборудования выделим станок СБШ-200 (глубина — 30 м, диаметр 190-243 мм) и станок СБШ-250 (глубина — 40 м, диаметр — 214-270 мм).

При разработке карьеров чаще всего используется буровой станок БТС 150 на базе гусеничного трактора Т-10М.

1. Станки ударно-вращательного бурения

Установки ударно-вращательного бурения отличаются от ударно-канатных и шарошечных агрегатов тем, что при разработке скважины их рабочий инструмент вращается не только в перерывах между ударами, а непрерывно. При этом забой углубляется за вхождения коронки в грунт в момент удара, а вращение обеспечивает очистку дна скважины от выработанной породы.

Основными признаками оборудования данного типа являются низкий крутящий момент и осевое усилие, при большой ударной нагрузке. Ударно-вращательное бурение демонстрирует максимальную производительность при работе на особо твердых и абразивных породах.

СБУ-125

Среди техники отечественного производства наиболее распространенными установки серии СБУ-125, способные разрабатывать вертикальные и наклонные скважины диаметром до 125 мм на глубину до 22 метров.  Все модели СБУ-125  обустроены на базе гусеничной углепогрузочной машины УП-3. к меню ↑

Станки колонкового бурения

Установки колонкового бурения чаще всего применяются при исследовательских и строительных работах. Основным их отличием от шнекового и ударного оборудования является то, что выработка грунта осуществляется не по всему периметру скважины, и лишь по радиусу колонкового снаряда, который представляет собой круглую трубу с наваренными на торец твердосплавными режущими зубьями.

При работе внутренняя полость колонкового снаряда заполняется вырезанным грунтом, после чего снаряд поднимается на поверхность и его содержимое извлекается. Такое принцип работы позволяет получать цельную породу, необходимую для проведения геодезических испытаний.

СКБ-4100

Также по колонковому принципу действуют все агрегаты для бурения отверстий в монолитных конструкциях из железобетона. Их рабочий инструмент оснащен специальными алмазными резцами, эффективно вскрывающими материал повышенной твердости.

Среди распространенного оборудования для разработки геологоразведочных скважин выделим станок СКБ-4100 (диаметр до 46 мм, глубина до 700 м) и Атлас Копко С5 (50 мм, до 1000 м).

 Главная страница » Буровые установки

Источник: https://ByreniePro.ru/byr-ustanovki/burovie-stanki.html

Буровые работы

В современном строительстве особого внимания заслуживают буровые работы. Они являются комплексом действий, которые направлены на создание скважин инженерного, эксплуатационного, технического, строительного, геологического и другого назначения.

Они также могут включать подготовительные работы, возведение наземных дополнительных конструкций и коммуникационных сетей, монтаж и демонтаж специализированного оборудования. Бурение является технологическим процессом воздействия на горные породы или грунты в лобовой части скважины с целью их разрушения.

Это процесс образования земляных выемок цилиндрической формы и подачи на поверхность продуктов разрушения.

Операции по разрушению пород забоев буровыми инструментами ( при помощи долота или коронки) сменяются очищением стволов посредством сжатого воздуха и подъёмом бурильных колонн для того, чтобы производить замену рабочих органов или ремонт, крепить ствол при помощи обсадных труб и прочие действия. Скважина – это выработка в горной породе или грунтах, которая имеет цилиндрическую форму. Ширина скважины намного меньше, чем ее глубина. Верх выработки – это устье скважины, стенки формируют ствол, а днище – забой. Бурение может иметь различное направление, масштабы и функциональное назначение. Также для него может использоваться разнообразное оборудование, отличающееся различными техническими характеристиками. Скважины необходимы для многих отраслей деятельности современного человека:

• поиска и разведывания мест залегания полезных ископаемых разного происхождения;
• их добычи (твердых, жидких и газообразных);
• изучения особенностей грунтов и горных пород;
• установки оборудования;
• выкачивания воды;
• закрепления грунта, устройства почвенных анкеров, цементации и усиления оснований под фундаментные конструкции;
• шпунтовых ограждений котлованов и траншей.

Учитывая огромные масштабы загородного строительства, особого внимания заслуживают такие виды буровых работ, как бурение на воду. Они дают возможность обеспечить строения индивидуальными средствами водоснабжения.

Работы представляют собой комплекс высокотехнологичных операций, которые требуют тщательной подготовки, высокого уровня инженерных знаний и наличия специализированного профессионального оборудования.

Бурение на воду может осуществляться на глубину до 30 м («на песок») и более («на известняк»).

Песчаные скважины пробуриваются исключительно до песчаных водоносных горизонтов. Такая вода, как правило, не используется в качестве питьевой, а только для хозяйственных нужд или полива.

Однако, при помощи использования новейшего фильтрационного оборудования, можно добиться относительно высоких качественных показателей такой воды. Что касается бурения «на известняк», то оно представляет собой более сложную и трудоемкую работу и предполагает использование двух обсадных труб.

Одна из них необходима для защиты от обрушений почвы, а вторая – для прокачки при помощи скважинного насоса.

Способы и технологически особенности бурения

На сегодняшний день выделяют несколько групп способов бурения. Они бывают механическими, физическими и ручными. Наибольшую популярность получили механические методы, при которых используются станки и машины ручного типа.

К физическим способам можно отнести термический, гидравлические, электрогидравлические, ультразвуковые и другие, которые еще не получили широкого распространения.

Ручное бурение может использоваться для грунтов, которые отличаются минимальной твердостью и плотностью.

Каждый из указанных способов бурения требует более подробного описания:

• вибрационное бурение (до 40 м) – подходит для песчаных и глинистых пород. Первый вариант предполагает собственно вибрационное бурение, а второй — виброударное. Суть вибрационного бурения состоит в том, что в результате вибрирования существенно снижаются показатели механического сопротивления породы, что обеспечивает возможность максимально быстрого погружения в грунт. Виброударное же бурение предполагает погружение инструмента под воздействием частых ударов, поэтому используется для грунтов, обладающих высоким лобовым сопротивлением;
• термическое бурение (до 22 м) – предполагает сжигание пород при температуре около +2000°С, которая обеспечивается специальной горелкой. Отличается высокой производительностью и скоростью, а также надежностью;
• гидравлическое бурение (до 8 метров) используется в легком суглинке и водонасыщенной почве. Вода под давлением разрушает породы, остатки которых выводятся с водой вдоль скважины;
• роторное бурение (до 100м) используется для обустройства скважин диаметром до 230 мм. В процессе работы подается вода или раствор глины, которые удаляются на поверхность вместе со шламом, создавая лучшие условия для работы. Отличается высокой производительностью (на 300% выше, чем вибрационного), скоростью и относительно низкой стоимостью;
• шнековое бурение (до 100м) – может проводиться сплошным или кольцевым забоем;
• вращательное бурение (до 100м) – может быть колонковым или роторным. Можно проводить как с промывкой водой, так и с пневматическим охлаждением;
• ударное бурение (до 50 м) – используются станки ударно-канатного действия, оборудованные различным инструментом — долотом, забивным стаканом, желонкой, ударной или раздвижной штангой, канатным замком и канатом
• алмазное бурение используется для того, чтобы вскрывать твёрдые строительные материалы: бетон, гранит, кирпичные стены и каменные основания;
• ударно-вращательное бурение (до 50м) используется в условиях твердых пород.

Существуют и другие способы бурения, однако они не получили большого распространение из-за того, что не до конца разработаны и отличаются дороговизной, поэтому в больших масштабах не используются.

Практическое применение бурения

Бурение необходимо в различных сферах деятельности, особенно в строительстве. Данный тип инженерно-геологических изысканий играет очень важную роль на этапе проектировки будущих сооружений и перед закладкой фундаментных конструкций.

Разрабатывается проект, при котором информация о физико-химическом составе грунтов позволяет аргументировать целесообразность застройки зоны, этажность зданий и расстояние до других объектов.

Бурение при земляных работах позволяет гарантировать устройство надежного фундамента, так как исходя из полученных аналитических данных, подрядчики определяют тип и количественные характеристики стройматериалов, оптимальное для строительства время года и другие особенности.

Комплекс буровых работ проводится также и с целью повышения надежности фундамента разных сооружений. Большинство зданий подвергаются негативным факторам внешнего типа – как механическим, так и химическим, связанным с сейсмическими и природными процессами. При этом повреждения фундамента являются наиболее опасными, поэтому их крепление требует кардинальных мер.

Эти технические задания можно решить в результате внедрения буроинъекционных свай, для чего по всему периметру пробуриваются выемки нужной глубины, которые заполняются бетонными растворами при помощи бетонных компрессорных установок.

Высокое давление толкает смесь в полости, образуя монолитное соединение – при этом сваи способны принимать на себя часть нагрузок сооружения, способствуя укреплению изоляционного слоя.

Кроме того, скважины необходимы для:

• добычи питьевой воды;
• обустройства шпунтовых ограждений – они имеют место для строительства зданий в больших городах, так как при их использовании полностью отсутствуют вибрационные процессы. Ограждение предотвращает попадание грунтовых вод в рабочие зоны и исключает влияние на фундамент соседних зданий. Оно может быть как временным, так и постоянным. Технология предполагает строительство стен, удерживаемых сваями из дерева или железобетона – такой способ укрепления грунта способен выдерживать большие нагрузки и обеспечивать безопасность проведения строительства возле многоэтажных сооружений;
• устройства свай буронабивного типа – строительных скважин, которые усиливаются металлическими каркасами и заполняются цементными растворами. Их использование позволяет существенно армировать фундаментные конструкции, и значительно продлевать эксплуатационные сроки сооружений. Данные технологические процессы особенно востребованы на водянистых грунтах, где простой ленточный фундамент не способен справиться с природными воздействиями;
• бурения скважин для тепловых насосов;
• бурения промышленных выемок и других отраслей.

Это очень важный тип работ, который используется многими подрядчиками, однако доверять их лучше всего только профессионалам икомпаниям, предлагающим современное оборудование, которое играет важнейшую роль при произведении бурения.

Буровые установки

Большая часть буровых установок оснащается механизированным приводом, поэтому может быть использована для бурения на достаточную глубину. Они отличаются высокой производительностью и мощностью, поэтому подходят для решения технологических задач любой сложности. Сегодня в строительстве наибольшей популярностью пользуются:

• установки для ударно-канатного бурения;
• шнековые буровые установки;
• роторные установки;
• ручное оборудование.

Ручные агрегаты – перфораторы функционируют при помощи сжатого воздуха, исходящего от компрессоров, и используются для твердых и мерзлых грунтов. Они бывают ручными, колонковыми или телескопическими. Рабочий орган такого инструмента – бур, обладающий ступенчатым профилем, необходимым для снижения сил трения.

Что касается ударно-канатных установок, то относительно простая конструкция такого оборудования способна обеспечить высокий рабочий ресурс.

Единственным недостатком таких агрегатов является низкая скорость работы, а при прохождении водоносных горизонтов может потребоваться дополнительная обсадка трубами больших диаметров, что повысит стоимость разработки. Конструктивно установка такого типа состоит из:

• опорной треноги с блочком;
• приводного механизма;
• снаряда желонка.

Ударно-канатное оборудование очень простое в использовании и является одним из первых, которое начали разрабатывать для данных целей.

Шнековые установки состоят из шнека (винта), который обеспечивает подъем разрыхленных грунтовых масс. При этом длина штанги со шнеком составляет обычно не более 3 метров, а для дальнейшего наращивания используется специальная резьба. Бурить можно как вручную, так и механическим способом.

После нескольких оборотов рабочий инструмент извлекается для того, чтобы удалять остатки раздробленных грунтов. По сравнению с канатными агрегатами, такие отличаются значительно большей производительностью, однако недостатком является необходимость постоянно доставать инструмент для очистки.

Также особого внимания заслуживает бурение с промывкой – оно осуществляется с помощью специального оборудования, которое позволяет быстро подымать разрушенные грунты при помощи потоков жидкости — промывка при этом может быть прямой или обратной. Такие установки являются очень производительными и быстрыми в работе, однако и стоимость их значительно выше.

Существуют и другие виды буровых установок – они используются в зависимости от типа грунта, условий эксплуатации, а также функционального назначения скважин, которые необходимо пробурить.

Источник: http://indostroy.ru/articles/burovye-raboty/burovye-raboty/

Буровые установки и их основные элементы

Бурение скважин
осуществляется с помощью буровых
установок, оборудования и инструмента.

Буровая установка
– это комплекс наземного оборудования,
необходимый для выполнения операций
по проводке скважин. Все буровые установки
подразделены на 11 классов, для глубокого
разведочного и эксплуатационного
бурения. Класс буровой установки
подбирается по условной глубине бурения
скважин при массе 1 м бурильной колонны
30 кг.

* Наибольшее
распространение в кустовом бурении
получила установка БУ-3000ЭУК
(с электроприводом,
универсальной
монтажеспособности для кустового
бурения. Также применяются буровые
установки: Уралмаш-3Д-76, БУ 5000/320 ЭСК-БМЧ,
БУ 3900/225 ЭЧК-БМ-3, ZJ-40(50),
МБУ-125, УПА-100, АРБ-100, TD-125
и др.

• В
  зависимости от назначения скважины, ее
  глубины, геологических и климатических
  условий района, транспортного сообщения
  буровые уста­новки комплектуются
  по-разному, при этом во всех случаях
  стремятся к наиболее простому набору
  бурового оборудования, обеспечивающему
  ка­чественное, безаварийное, с
  минимальными затратами времени и
  средств, сооружение
  скважины.
• Все
  оборудование буровой установки можно
  объеди­нить в несколько основных
  блоков:
• 1 —
  буровая вышка с талевой системой,
  подъемной лебедкой, элемен­тами
  управления и настилом для сборки,
  приемки, хранения бурильных и обсадных
  труб;
• 2 —
  силовой блок, состоящий из нескольких
  дизельных или электриче­ских двигателей,
  предназначенный для привода ротора и
  подъемной ле­бедки, включающий систему
  трансмиссий, редукторов, карданов и
  шкивов;
• 3 —
  насосный блок для промывки ствола
  скважины, включающий один-два или три
  буровых насоса с электрическим или
  дизельным приводом.
• 4 —
  циркуляционная система, включающая
  несколько емкостей для хранения
  бурового раствора, перемешивателей с
  электроприводом, блок приготовления
  и регулирования свойств бурового
  раствора, блок очистки от выбуренной
  породы, желоба с задвижками для манипуляции
  с выходящим из скважины при бурении
  потоком жидкости.
• В состав буровой
  установки входит:

1. Буровая вышка

Это сооружение
над скважиной для проведения СПО,
размещения бурильных свечей, служит
основой для размещения и монтажа бурового
оборудования.

Различают два
типа вышек:
башенные
и мачтовые.
Их изготавливают из труб или прокатной
стали. Башенная
вышка
представляет собой правильную усеченную
четырехгранную пирамиду решетчатой
конструкции.

Вышки
мачтового типа
бывают одноопорные и двухопорные (А –
образные). Последние наиболее
распространены.

А – образные вышки
более трудоемки в изготовлении и менее
устойчивы, но их проще перевозить с
места на место и производить монтаж/демонтаж.

1. Основные параметры
   буровой вышки
   – грузоподъемность, высота, емкость
   «магазина» для установки бурильного
   инструмента, длина размещаемой свечи,
   масса вышки.
2. Буровая
   вышка
   либо монтируется
   при помощи подъемников и домкра­тов
   отдельными секциями с последующим их
   соединением, при этом пер­вым монтируют
   верхний пояс с кронблоком, а последним
   — нижний пояс, либо
   собирается горизонтально на земле, а
   затем поднимается
   в вертикальное положение.
3. После
   установки вышки на фундаменты или
   платформы ее укрепляют растяжками,
   затем устанавливают подъемную лебедку.

Следующим
этапом монтируют
силовой блок
для привода лебедки и ротора,
трансмиссионную систему, систему
пневматических муфт и гидро­тормоза,
пульт управления.

Лебедку оснащают
талевым канатом, другой конец которого
пропускают через шкивы кронблока и
талевого блока (по­лиспаста)
и прикрепляют к основанию вышки
специальным приспособле­нием (мертвый
конец).

Устанавливают ротор и соединяют с
двигателями цепной передачей посредством
пневматической муфты.

Циркуляционную систему
соединяют с буровыми на­сосами
трубопроводами и оснащают виброситами
для выделения из про­мывочного
агента сравнительно крупных частиц
выбуренной породы (шлама),
пескоотделителями и илоотделителями
для более тонкой очистки промывочного
агента, дегазатором для очистки бурового
раствора от газа.

На
емкости для хранения бурового раствора
устанавливают механиче­ские и
гидравлические перемешиватели,
центробежные насосы (подпорные
насосы),
осуществ­ляющие подачу жидкости в
буровые насосы. Отдельно устанавливают
и обвязывают манифольдами с циркуляцион­ной
системой блок приготовления промывочного
агента (БПР).

2. Буровая
лебедка.

Буровая лебедка
предназначена для спуска и подъема
бурильной колонны, свинчивания и
развинчивания труб, спуска обсадных
колонн, удерживания на весу неподвижной
колонны или медленного ее опускания
(подачи) в процессе бурения.

В ряде случаев
буровая лебедка используется для
передачи мощности от двигателя к ротору,
подтаскивания грузов и других
вспомогательных работ.

3. Спуско
– подъёмный комплекс буровой установки
(рисунок).
Представляет собой полиспастный
механизм, состоящий из кронблока 4,
талевого (подвижного) блока 2, стального
каната 3, являющегося гибкой связью
между буровой лебёдкой 6 и механизмом
7 крепления неподвижного конца каната.
Кронблок 4 устанавливается на верхней
площадке буровой вышки 5.

Подвижный
конец А каната 3 крепится к барабану
лебедки 6, а неподвижный конец Б – через
приспособление 7 к основанию вышки. К
талевому блоку присоединяется крюк 1,
на котором подвешивается на штропах
элеватор для труб или вертлюг. В настоящее
время талевый блок и подъёмный крюк
объединены в один механизм – крюкоблок.

png» width=»574″>

Талевая (полиспастовая)
система буровых установок предназначена
для преобразования вращательного
движения барабана лебедки в поступательное
(вертикальное) перемещение крюка и
уменьшения нагрузки на ветви каната и
буровую вышку.

Через канатные
шкивы кронблока и талевого блока в
определенном порядке пропускается
стальной талевый канат, один конец
которого («мертвый»)
крепится к рамному брусу вышки, а другой,
называемый ходовым
(ведущим) —
к барабану лебедки.

В буровых установках
грузоподъемностью 50-75т применяют талевую
систему с числом шкивов 2 3 и 34; в
установках с грузоподъемностью 100-300т
– талевую систему с числом шкивов 34,
45, 56 и 67.

В обозначении системы оснастки
первая цифра показывает число канатных
шкивов талевого блока, а вторая – число
канатных шкивов кронблока.

Кронблок
представляет
собой раму, на которой смонтированы оси
и опоры со шкивами. Иногда рама выполняется
как одно целое с верхней частью вышки.

Талевый блок
представляет собой сварной корпус, в
котором помещаются шкивы и подшипниковые
узлы.

Талевые канаты
представляют собой стальные круглые,
шести рядные канаты тросовой конструкции
крестовой свивки. Пряди, свиваемые в
канат вокруг органического или
металлического сердечника, изготавливаются
из высокоуглеродистой и высокомарганцовистой
стали высокой прочности с числом проволок
от 19 до 37.

Учитывая место крепления
ходового конца каната в направлении
его навивки на барабан, для буровых
лебедок применяют талевые канаты правой
свивки диаметрами 25, 28, 32, 35, 38 мм. Наиболее
распространены канаты с органическим
и пластмассовым сердечником диаметрами
28 и 32 мм.

При глубинах более 4000м применяют
канаты с металлическим сердечником.

Буровые крюки
и крюкоблоки предназначены для
подвешивания на них в процессе бурения
бурильного инструмента и элеваторов
при спускоподъемных операциях.

Крюкоблоки
(крюки, соединенные с талевым блоком)
имеют ряд преимуществ: меньшую общую
высоту, чем у талевого блока и крюка,
вместе взятых, более компактную
конструкцию. К недостаткам следует
отнести их большую массу.

Крюки бывают
грузоподъемностью 75, 130, 200, 225т.

.Штропы
бурильные
– это звенья, соединяющие крюк с
элеватором, на котором подвешивается
бурильный инструмент или колонна
обсадных труб. Грузоподъемность штропов
– 25, 50,75, 125, 200 и 300т.

Источник: https://studfile.net/preview/2682417/page:4/

Буровая установка — это… Что такое Буровая установка?

Буровая установка или буровая — комплекс бурового оборудования и сооружений, предназначенных для бурения скважин. Состав узлов буровой установки, их конструкция определяется назначением скважины, условиями и способом бурения.

Нефтяная буровая вышка

Наземная буровая установка для разведки и разработки месторождений нефти и газа в общем виде включает следующее оборудование:

Характеристики буровых установок

• Назначение буровой установки
• Грузоподъёмность/глубина бурения
• Тип привода
• Способ бурения
• Тип шасси (для самоходных установок)
• Крутящий момент (кНм)

Применение буровых установок

• Бурение неглубоких (до 25 метров) скважин небольшого диаметра (76-219 мм) при сейсморазведке и инженерных изысканиях.
• Бурение скважин средней глубины (до 600 м) — структурных и поисковых скважин на твёрдые полезные ископаемые.
• Бурение глубоких (до 6000 м) разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ.
• Капитальный ремонт и испытания скважин на нефть и газ.
• Бурение скважин на воду.
• Бурение неглубоких (до 32 м) скважин большого диаметра (до 1,5 м) для строительства буронабивных свай (свайные фундаменты).
• Бурение взрывных скважин на открытых горных выработках и в шахтах.
• Сверхглубокое бурение (до 15000м) разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ. ( В России первая сверхглубокая скважина была пробурена глубиной 12261 метров на Кольском полуострове)

Органоструктура буровых установок

• Исполнительные органы (вышка, буровая лебёдка, СВП , ротор, талевая система, буровой насос…)
• Энергетические органы (дизельные и электродвигатели, силовая пневмо- и гидросистема, приводы)
• Вспомогательные органы (металлоконструкции основания, укрытий, механизмы передвижения, мост приёмный, вспомогательная лебёдка, тали, системы освещения, водоснабжения, отопления, вентиляции, эвакуации)
• Органы управления (системы пневмо- и электроуправления)
• Органы информации (система контроля параметров бурения)

Классификация буровых установок

По виду работ:

• для эксплуатационных работ.
• для разведочных работ.
• для технических скважин.

По способу бурения делятся на установки:

• вращательного бурения.
• вращательно-ударного бурения.
• ударного бурения.
• ударно-вращательного бурения.
• вибрационного бурения.
• огнеструйного бурения.
• разрядно-импульсного бурения.

По типу привода:

• электрические (AC/DC) буровые установки.
• электрогидравлические буровые установки.
• дизельэлектрические буровые установки.
• дизельные буровые установки.

По технике передвижения:

• самоходные буровые установки.
• передвижные буровые установки.
• стационарные буровые установки.

По вариантам дислокации:

Буровая вышка

Вышка является ключевым узлом оборудования буровой установки и предназначена для выполнения следующих функций:

• проведения спуско-подъёмных операций с бурильными и обсадными трубами.
• поддержания бурильной колонны на талевой системе при бурении с разгрузкой.
• размещения комплекта бурильных труб и утяжелённых бурильных труб (УБТ) и тяжелых бурильных труб (ТБТ).
• размещения талевой системы и средств механизации спуско-подъёмных операций, в частности механизмов АСП, КМСП или платформы верхового рабочего, устройства экстренной эвакуации верхового рабочего, системы верхнего привода и вспомогательного оборудования.

Буровые вышки классифицируются: по назначению — для агрегатов капитального ремонта скважин, для передвижных (мобильных) буровых установок, для кустовых и стационарных, для морских буровых установок; по конструкции — мачтовые и башенные. Мачтовые вышки бывают: А-образные, П-образные, 4-х опорные и с открытой передней гранью.

Буровой лафет

Буровой лафет — навесное буровое оборудование. Устанавливается на мини экскаваторы, а также гидравлические экскаваторы с общей массой от 10 тонн посредством различных соединений.

Буровой лафет, как правило, состоит из ходового механизма (чаще всего с гусеничным ходом) с двигателем для передвижения (для самоходных машин), и встроенного гидравлического механизма для подачи вперед (тяги) и бурового функционирования (аксиальное и радиальное движение штанг).

Навесной буровой лафет применяется при работах по частичному упрочнению грунтов, а также при бурении пневмоударником или на отбор керна, также для анкерного бурения, бурения скважин под сваи и столбы, для сооружения скважин на воду.

СВП и Ротор

Ротор предназначен для вращения бурильного инструмента и поддержания колонны бурильных труб при бурении скважины. При этом для возможности вращения бурильного инструмента используется вертлюг. СВП объединяет в себе функции ротора и вертлюга.

Буровая лебедка

Буровая лебёдка является основным механизмом спуско-подъёмного комплекса буровой установки. Буровая лебёдка предназначена для выполнения следующих операций технологического процесса строительства скважин:

• спуск и подъём буровых труб.
• спуск обсадных труб.
• подача инструмента на забой.
• передача вращения ротору при отсутствии индивидуального привода ротора.
• придание ускорения инструменту (ударному долоту, желонке и т. д.).
• аварийный подъём инструмента.

Талевая система

Талевая (полиспастовая) система или оснастка буровых установок предназначена для преобразования вращательного движения барабана лебёдки в поступательное (вертикальное) перемещение крюка, к которому крепится бурильная колонна, и уменьшения нагрузки на ветви каната. В зависимости от типа буровой установки и глубины скважины применяют оснастку: 3х4, 4х5, 5х6, 6×7.

Крюкоблоки

Крюкоблоки — талевые блоки, жестко соединённые с крюком. В процессе бурения крюкоблок соединен с вертлюгом, а при выполнении спуско-подъемных операций — с элеватором.

Крюкоблоки являются подвижной частью талевой системы и предназначены для ведения спуско-подъёмных операций, поддержания на весу колонны бурильных и обсадных труб и бурового инструмента в процессе бурения.

Вертлюги

Основная статья: Вертлюг (буровое оборудование)

Вертлюг — один из основных узлов механизма подачи бурового раствора, несёт на себе наибольшую нагрузку в процессе бурения и от его надёжности зависит безотказная работа всей буровой установки. Вертлюг обеспечивает подачу промывочной жидкости через буровой рукав от неподвижного стояка манифольда во вращающуюся колонну бурильных труб и поддержание вращающегося инструмента при бурении.

Буровые насосы

Буровые насосы предназначены для обеспечения процесса промывки при пробуривании скважины, нагнетания в скважину бурового раствора с целью очистки забоя и ствола от выбуренной породы и выноса её на поверхность, охлаждения долота и приведения в действие забойных двигателей гидравлического типа. Различают насосы следующих типов — двухпоршневые насосы двойного действия и трёхпоршневые насосы одностороннего действия.

Наиболее полно требованиям технологии бурения соответствуют трёхпоршневые насосы одностороннего действия, которые обеспечивают наименьшую степень неравномерности давления на выходе и наименьший износ клапанов и штоков поршня в сравнении с двухпоршневыми насосами двухстороннего действия.

Циркуляционные системы

Система циркуляции бурового раствора (ЦС) представляет собой комплекс механизмов и оборудования, входящий в состав буровой установки и предназначена:

• для приготовления бурового раствора заданной плотности, состава и качества.
• для очистки бурового раствора от выбуренной породы.
• хранения запаса бурового раствора.
• дегазации бурового раствора (при необходимости).
• химической обработки бурового раствора.
• долива и подачи раствора в скважину.
• удаления шлама.

Комплекс ЦС включает следующее оборудование для очистки промывочной жидкости — вибросито, пескоотделитель, илоотделитель, центрифугу и дегазатор, которые, имея различную степень очистки бурового раствора, позволяют подготовить шлам к утилизации.

См. также

Примечания

Ссылки

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/623144

Инструменты для бурения скважин: выбираем обородование

Для обустройства скважин на воду используется немалое количество инструментов — их комплектность и назначение зависят от вида грунта, глубины проходки и способа бурения.

Есть оборудование, которое применяют только профессионалы, при обустройстве глубоких подземных водозаборов.Но существуют и мини-скважины, так называемые трубчатые (абиссинские) колодцы, которые можно бурить вручную.

Для этого тоже нужен определённый набор инструментов, и некоторые из них даже можно сделать своими руками.

инструменты для бурения скважин

Инструменты для ручного бурения

Прежде, чем приобретать или изготавливать инструменты, необходимо ознакомиться с их назначением, а значит, с технологией ручного бурения.Итак, начнём по порядку:

• Диаметр скважины-иглы, которую можно бурить как с помощью мини-установки, так и вручную, не превышает 6-7 мм. Глубина трубчатых колодцев обычно не превышает девяти метров, что связано с невозможностью установки в них погружных насосов. Можно вручную пробурить и полноценную скважину, диаметром 198 мм, но не глубже двадцати метров. Для более глубоких проходок требуется буровая установка с мощным оборудованием.
• Чтобы приступить к бурению отверстия нужного диаметра, следует предварительно вырыть небольшой квадратный шурф (1,5*1,5м), либо сделать цилиндрическое отверстие большего диаметра, чем скважина. Для этой цели можно использовать и обычный садовый бур.
• Грунт на поверхности земли наиболее рыхлый, поэтому, стенки шурфа лучше сразу обшить доской, чтобы не осыпались, либо сразу забетонировать. Впоследствии, он может быть использован в качестве приямка, для установки подающего воду оборудования. Обсадить стенки круглого отверстия можно куском трубы длиной в 1м.
• Суть ручного бурения заключается во вращении наращиваемой штанги, которое могут произвести два человека, либо механическая установка, представляющая собой металлическую треногу с лебёдкой. По мере погружения, штанги фиксируются между собой резьбовым соединением и хомутами. При ручном бурении, один человек поворачивает штангу, а другой – ударяет по ней долотом, чтобы пробить породу.
• Для каждого вида грунта используют свой вид инструмента. Глинистую почву или суглинки, особенно, если в них содержится некоторое количество мелкой гальки, легче пройти с помощью спирального бура. Иначе его называют змеевик. Он состоит из головки, соединяющейся со штангой, и спирального витка с лезвием, которое, собственно, и разрезает грунт. Порода заполняет полости винта и поднимается на поверхность.

буры для скважины

• Для сыпучих грунтов (супеси, влажный песок), идеально подходит инструмент, который называется буровая ложка. Он представляет собой металлический цилиндр, в корпусе которого имеется продольная прорезь.Один край прорези заточен как лезвие, а второй — загнут вовнутрь. Размер прорези на инструменте имеет значение, и подбирается в зависимости от качества грунта: для песка нужна узкая прорезь, а для плотного грунта – широкая.
• Нижняя часть корпуса буровой ложки имеет заострённый наконечник, в верхней части расположена головка с резьбой. Такой инструмент может иметь разный диаметр, и его подбирают так, чтобы он был на 1 см меньше размера обсадной трубы. При осуществлении проходки с помощью бур-ложки, сухой грунт смачивается водой. Данный инструмент идеально подходит для прохождения плывуна.

Осуществить проходку в плотных сухих глинистых грунтах, известняках и песчаниках, поможет только долото. По назначению, этот инструмент классифицируется так: для сплошного бурения, для колонкового бурения и специальные долота. Два первых вида используются для углубления проходки: выпускаются варианты различного типа, что позволяет подобрать для конкретных условий работы нужный инструмент.

Долота могут быть предназначены для разбуривания мягкой породы, иметь дробяще-скалывающее, или режуще-скалывающее действие.

При бурении глубоких скважин, используют, например, лопастные (шарошечные) долота, торцовая часть которых армирована твердосплавными штырями или алмазными зёрнами.

Их истирающе-режущий принцип действия позволяет пройти твёрдые абразивные породы и даже скальные грунты. Для ручного бурения применяют зубильное или пирамидальное долото, которое вы видите на фото сверху.

Ещё один, необходимый для работы инструмент – это желонка. Она представляет собой цилиндрический удлинённый корпус с режущим башмаком и обратным клапаном. Используется для бурения рыхлых пород, а также для очистки готовых скважин от ила и песка. Желонка может быть изготовлена самостоятельно, из куска стальной трубы, а инструкция на эту тему в интернете всегда найдётся.

Разработка связанного глинистого грунта производится с помощью забивного стакана, который, так же, как и желонка, делается из стальной трубы. Он имеет заострённый конец, и используется при бурении ударно-канатным способом. При сбрасывании стакана в забой с высоты, острые края отрывают грунт, который заполняет полость инструмента. Затем он вытягивается наверх и освобождается.

Для обустройства мини-скважины проще всего приобрести комплект, включающий в себя все необходимые для работы инструменты и материалы. В такой комплект обычно входит шнек на штанге, несколько наращиваемых штанг и обсадных труб ПВХ, рукоятка для вращения штанги, соединительные муфты, обратный клапан, фильтр.

Комплект обычно рассчитан на скважину определённого диаметра и глубины, отчего зависит его цена. Во многих наборах есть даже обмотка и силикон, которые понадобятся для герметизации резьбовых соединений.

Тогда набор для обустройства абиссинского колодца обойдётся несколько дороже.

Мини-скважина, по сути, не бурится, а забивается, и для этого используют два инструмента: баба или ударная штанга. Баба – это тяжёлый пустотелый цилиндр с приваренными к нему ручками, диаметр которого немного больше обсадной трубы. Корпус бабы насаживается на колонну труб и фиксируется с помощью муфты и крупной шайбы, которая называется подбабок.

При использовании этого способа обсадки, трубы следует опускать в заранее пробуренное отверстие. В противном случае, усилие, с которым баба воздействует на колонну, может сорвать резьбовые соединения.Вторая технология предусматривает забивку штангой, которая наносит удары не по колонне труб, а по наконечнику иглы.

Виды профессиональных буровых инструментов

Правильный подбор инструмента для бурения, является фактором, определяющим сроки выполнения данных работ. А это, в свою очередь, непосредственно влияет на их себестоимость.Ассортимент профессионального инструмента невероятно разнообразен:

• Взять хотя бы буровую головку. По сути, это долота, но их отличие состоит в имеющихся отверстиях (дюзах), которые служат для подачи буровой жидкости, необходимой для размывания породы и выноса её на поверхность.

буровая головка

• Бурильные головки бывают шарошечными, алмазными и твердосплавными, и разнообразие их конструкций просто поражает. У каждого вида есть своя классификация, определяющая их применение на тех или иных буровых установках. Тип инструмента указывает так же, для отбора керна какой твёрдости он предназначен.
• Существует более 30 видов шарошечных бурголовок, которые отличаются так же размером соединительных резьб, размером и количеством дюз, другими техническими характеристиками. На алмазных и твердосплавных долотах и коронках мы останавливаться не будем, так как их, в основном, применяют при разработке газовых и нефтяных скважин.
• В разработке глубоких скважин тоже используют желонки и забивные стаканы. Но на разной глубине, приходится проходить сквозь пласты различных пород, имеющих неоднородную структуру. Для проходки грунтов высокой категории твёрдости применяют, например, пневматические погружные ударники, буровые шнеки, ударные патроны и штанги.
• Одним из сменных видов рабочего оборудования для бурильной машины, является телескопический шнековый бур. Принцип его работы таков: вращаясь, он передаёт крутящий момент разрушаемой породе, и, углубляясь в её толщу, извлекает её на поверхность. Телескопическим это бур называется потому, что он раздвигается, фиксируясь стопорами, и увеличивает тем самым глубину проникновения.

При разработке скважин с кольцевым забоем, используют такой инструмент, как колонковая труба. Она выполняет важную функцию – это роль направляющей для точного бурения. Данный инструмент представляет собой стальную трубу. На одном конце есть правая резьба, с помощью которой она фиксируется на бурильной установке. На другом торце устанавливают расширитель или коронку.

В процессе разработки грунта, керн попадает в полость трубы, накапливается там, после чего инструмент извлекается на поверхность и освобождается. Поясним, что такое керн.

Это достаточно прочный, можно даже сказать, монолитный, столбик породы.

Он попадает в полость колонковой трубы практически не повреждённым, а разрушенная порода (шлам), выносится на поверхность либо сжатым воздухом, нагнетаемым компрессором, либо промывочным раствором.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a8b0f7f865165dfbdd604eb/5b2b493747d07400a83f4c01