Wiercenie rdzeniowe to bardzo popularna metoda wykonywania otworów wiertniczych. W przeciwieństwie do standardowych bitów z pełnym otworem (najczęściej stosowanych), korony są używane bardziej punktowo. Nie niszczą skały na całym obwodzie, ale wycinają ją za pomocą nacisku wzdłuż promienia narzędzia roboczego.

Technologia ta zapewnia wiertarkom wiele interesujących zalet, które teraz zostaną omówione w tym artykule.

1 Zakres i cechy

Ta metoda charakteryzuje się tym, że gleba jest niszczona w kółko, nakreślając kontury średnicy przyszłej studni. Podczas wiercenia z kolumnami wnętrze otworu pozostaje nienaruszone. Ten rdzeń jest następnie wydobywany na powierzchnię.

Nacisk na podłoże wywierany jest za pomocą specjalnych koron - pustych cylindrów ze specjalnymi siekaczami z jednej strony. Te frezy wykonują większość prac związanych z wierceniem. Wgryzają się w skałę, podczas gdy pusta część jest po prostu wypełniona ziemią, która jest odcięta od ogólnej matrycy.

Warto zauważyć, że za pomocą wierceń rdzeniowych można rozwijać nie tylko skały, ale także wykonywać wiercenia na placach budów. Na przykład służą do tworzenia otworów w monolitycznych konstrukcjach żelbetowych. Co więcej, ta metoda jest uważana za najwyższy priorytet na placu budowy.

Wiertnica rdzeniowa jest instalowana tam, gdzie konieczne jest prowadzenie prac poszukiwawczych. Przeznaczony jest dla ras stałych.

Ta metoda jest idealna do analizy struktury i właściwości gleby, ponieważ naukowcy muszą jedynie usunąć cylinder glebowy z kolumny roboczej.

Rozważana metoda ma następujące cechy:

1.1 Zasada i technologia pracy

Technologia wiercenia rdzeniowego jest stosowana do prace badawcze... Do tych celów nadaje się klasyczne podwozie samochodu, na którym są instalowane, ale specjalne maszyny mogą być również używane w trudnym terenie. Na przykład urządzenia gąsienicowe lub nawet specjalne systemy, które są używane wyłącznie do wiercenia.

Wiertarka rdzeniowa pracuje na wysokich obrotach od rozruchu do zakończenia proces technologiczny... Prowadzi to do tego, że dobrze sznury szybko się zużywają pod wpływem dużych obciążeń. Jednak prędkość obrotową można regulować, na przykład, jeśli musisz przejść przez obszar z miękkimi skałami, które są podatne na kruszenie.

Aby przedłużyć jego żywotność, stosuje się specjalne urządzenia, które zmniejszają efekty wibracyjne. Metoda kolumnowa zakłada obowiązkową procedurę mycia. Wiertnica rdzeniowa wykorzystuje do tych celów wodę lub specjalne rozwiązania, które pomagają chronić studnię przed zniszczeniem i zawaleniem.

Urządzenie diamentowe wierci tylko wzdłuż krawędzi. Kamień wewnętrzny wypełnia beczkę świdra i unosi się na powierzchnię. Metoda kolumnowa zakłada, że ​​wszystkie użyte w pracy narzędzia odpowiadają wyrównaniu formowanego odwiertu.

Wiertnica rdzeniowa może pracować z formacjami o dużej wytrzymałości. Co więcej, w takich warunkach jest jeszcze bardziej produktywny niż standardowe świdry matrycowe lub rolkowo-stożkowe, ponieważ wykonanie dokładnych otworów w podłożu wymaga mniej wysiłku.

Do tych celów wymagane jest specjalne narzędzie z węglika. Urządzenie do kruszenia skał diamentowych należy wymienić lub odnowić, jeśli utraci swój stan fizyczny. Przed użyciem należy nawiercić nowy wiertło. W niektórych przypadkach wystarczy wymienić pierścień siekaczy na koronie.

Gdy mechanizmy wiertnicy rdzeniowej zakończą swoją misję, maszyny ślimakowe są włączane w celu zakończenia procesu.

1.2 Sprzęt do wiercenia rdzeniowego

Jak sam rozumiesz, w swojej pracy będziesz musiał używać różnego rodzaju sprzętu. Do tego typu prac wykorzystuje się następujące narzędzie:

• Powłoki kolumnowe, które są standardowe i cienkościenne. Te pierwsze przeznaczone są do pracy w pionie w dół iw górę w poziomie oraz do 45 stopni. Te ostatnie są używane wyłącznie do wiercenia poziomego.
• Wiertła diamentowe to narzędzia do cięcia skał, które są używane w wiertnicach rdzeniowych. Urządzenia te równie dobrze sprawdzają się na twardych i luźnych skałach.
• Pręty i, które są niezbędne do utworzenia solidnej wewnętrznej powierzchni studni.
• Adaptery służą do łączenia połączeń gwintowanych, w tym akcesoriów, uszczelek płuczących, rotatorów.
• Dławiki płuczące to zaślepki, które zapewniają odzyskanie rdzenia ze studni.
• Do pogłębienia odwiertu używa się wierteł wiertniczych.

2 Etapy i niuanse wiercenia rdzeniowego

Spójrzmy teraz bezpośrednio na technologię wiercenia, ponieważ ma ona również swoje własne niuanse. Warto zwrócić na nie uwagę bezbłędnie.

Podczas pracy wiertnica rdzeniowa wykonuje następujące czynności:

• Przygotowanie powierzchni, na której będzie prowadzona instalacja.
• Powstawanie dziur w ziemi w bezpośrednim sąsiedztwie miejsca iniekcji. Po tych pracach rozpoczyna się proces wiercenia studni.
• Wiercenie, gdy wiertło obraca się i wnika w glebę. Równolegle z tym procesem do otworu podawany jest płyn płuczący: woda lub specjalny roztwór.
• Napełnianie rury rdzeniem. Okresowo świder musi być wyciągany na powierzchnię, głębokość powstałego otworu można łatwo określić z rdzenia.

Pierwsze dwa etapy realizowane są raczej przez personel pracujący. Ostatnie dwa to wykorzystanie samego systemu wiercenia rdzeniowego.

Podczas pracy należy zwrócić uwagę na następujące niuanse:

• należy zrobić z płukaniem. Woda jest używana tam, gdzie występuje stabilna gleba. Podczas obróbki piaskowej skały stosuje się specjalny roztwór do płukania, który wzmacnia studnię. Do tych celów odpowiednia jest płynna masa szklana lub gliniana.
• Zamiast roztworu płuczącego można zastosować powietrze, które wchodzi do studni przez rurę rdzeniową.
• Gdy prace prowadzone są na niestabilnym podłożu, stosowanie płynów płuczących jest nieskuteczne. Studnie są wzmocnione rurami osłonowymi.
• Prędkość obrotowa przewodu wiertniczego jest regulowana w zależności od wytrzymałości gruntu.
• Jeżeli prace prowadzone są w warstwach skał twardych, wówczas montaż rur osłonowych odbywa się na końcowym etapie wiercenia.

2.1 Przykład zastosowania technologii wiercenia rdzeniowego (wideo)

Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy korzystający z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

WPROWADZANIE

1. WIERCENIE KOLUMN

1.1 Ogólne

4. PŁUKANIE I PRZEDMUCHANIE STUDNI WIERCĄCYCH

3.1 Dobrze spłukiwanie

3.2 Główne rodzaje płynu do płukania i warunki użytkowania

3.3 Cel roztworów gliny i ich właściwości

3.4 Metody pomiaru właściwości roztworów płuczących

3.5 Obliczanie wymaganej ilości gliny

LITERATURA

WPROWADZANIE

Obecnie wiercenie studni, wielofunkcyjna produkcja i nowoczesny przemysł oferują duży wybór środków technicznych i technologii, które należy zrozumieć, aby zaakceptować dobra decyzja... W warunkach gospodarka rynkowa i zaciekła konkurencja pomiędzy użytkownikami podłoża, na geologów nakładane są odpowiednie wymagania, gdyż sukces całego przedsiębiorstwa może zależeć od jego kwalifikacji i wiedzy, czasem na poziomie intuicji.

1. WIERCENIE KOLUMN

1.1 Ogólne

Wiercenie rdzeniowe jest główną techniczną metodą poszukiwania złóż kopalin stałych. Jest również szeroko stosowany w badaniach inżynieryjno-geologicznych i hydrogeologicznych oraz w badaniach strukturalnych na polach naftowych i gazowych. Ponadto wiercenie to jest wykorzystywane do różnych celów inżynieryjnych. Szyby i szyby poszukiwawcze mogą być wiercone metodą rdzeniową. Wiercenie rdzeniowe stało się tak powszechne z następujących powodów.

1. Pozwala na wydobycie ze studni filarów skalno – rdzeniowych, które można wykorzystać do sporządzenia sekcji geologicznej pola i zbadania minerału.

2. Metodą kolumnową można wiercić studnie pod różnymi kątami w stosunku do horyzontu przy użyciu różnych narzędzi do cięcia skał w skałach o dowolnej twardości i stabilności. Studnie podnoszące mogą być wiercone z wyrobisk podziemnych. wiercenie rdzeniowe oraz płukanie

3. Wywiercić studnie o małej średnicy na duże głębokości przy użyciu stosunkowo lekkiego sprzętu.

1.2 Schemat ogólny wiercenie rdzeniowe

Wiercenie studni rozpoczyna się od przygotowania podjazdu i miejsca pod wiertnicę. Przed rozpoczęciem wiercenia w miejscu projektowanej studni teren jest niwelowany, wykopywane są otwory pod zbiornikami na płyn płuczący i pod fundamentami oraz montowana jest wiertnica 14 z budynkiem wiertniczym 15. i pompa (rys. 1). W przypadku braku prądu maszyna i pompa są napędzane przez odpowiednią przekładnię z silnika spalinowego (ICE)

Rys. 1 Schemat jednostki wiertniczej

Po zamontowaniu wiertnicy i sprawdzeniu jej działania, odwiert wiercony jest w zadanym kierunku, po czym głowicę zabezpiecza się rurą prowadzącą. Wszystkie części przewodu wiertniczego są połączone ze sobą za pomocą połączeń gwintowanych (uszczelnionych). Górny kelly przepuszczany jest przez wrzeciono rotatora wiertarki, mocowany w uchwycie, a następnie przykręcany do dławnicy wiertarskiej.

Jednocześnie wyposażony jest w system oczyszczania płuczki wiertniczej z przewierconych cząstek skały. Aby schłodzić wędzidło, oczyść dno zniszczonej skały i wynieś sadzonki na powierzchnię, studnia jest przepłukiwana. Odwiert jest wiercony w następującej kolejności. Za pomocą wciągarki opuszczany jest do studni ciąg wiertniczy złożony z następujących części: wiertła 7, rdzeń 6, adapter 5, ciąg rur wiertniczych 4, którego długość zwiększa się wraz z pogłębianiem odwiertu, dławica obrotowa 3, wąż iniekcyjny 2 łączący przewód wiertniczy z pompą płuczkową 1. Obracaniu się przewodu wiertniczego towarzyszy wtrysk płynu wiertniczego pod ciśnieniem przez pompę płuczkową. Roztwór nasycony zrębkami wierconej skały unosi się w górę odwiertu, gdzie przepływa systemem rynien 8 do osadnika 9, gdzie sadzonki opadają na dno, a sklarowana woda do zbiornika odbiorczego 10.

Ryż. 2 Schemat bezpośredniego płukania studni: 1 - pompa błotna; 2 - wąż tłoczny; 3 - obrotowe - dławnica; 4 - ciąg rur wiertniczych; 5 - adapter do frezowania rur; 6 - rura rdzeniowa; 7 - korona; 8 - system rynnowy; 9 - studzienka; 10 - zbiornik odbiorczy

Podczas płukania i obracania wiertło jest ostrożnie sprowadzane na dno i rozpoczyna się wiercenie. Odwiert jest wiercony do podłoża skalnego i cięty w nim o 0,5-1,5 m, po czym opuszczana jest rura prowadząca, mająca na celu ochronę głowicy odwiertu przed erozją i skierowanie płynu wypływającego ze studni do systemu koryt. cała grubość górnej niestabilnej warstwy i warstw wodonośnych jest zamknięta przez następny sznur osłonowy zwany przewodnikiem. Przestrzeń pierścieniową za przewodem na pełną głębokość lub w dolnej części należy zacementować, a szczelinę pierścieniową między rurką prowadzącą a przewodem uszczelnić.

W zależności od właściwości fizykomechanicznych skał, średnicy i rodzaju wiertła, wrzeciono i przewód wiertniczy otrzymują taką lub inną prędkość obrotową i za pomocą regulatora posuwu wytwarzają niezbędne obciążenie osiowe wiertła. Częstotliwość obrotu narzędzia dobierana jest w zależności od rodzaju wiertła, jego średnicy i głębokości otworu. Regulator posuwu pozwala na wytworzenie wymaganego docisku wierteł wiertniczych do formacji dennej, niezależnie od ciężaru przewodu wiertniczego. Obracając się i wnikając w skałę, świder wierci pierścieniową powierzchnię, tworząc rdzeń. W miarę pogłębiania się studni rdzeń wypełnia rurę rdzeniową

Jeśli wiercenie odbywa się na stabilnych skałach, do płukania studni wykorzystywana jest woda procesowa. Podczas wiercenia studni w niewystarczająco stabilnych skałach płukanie odbywa się za pomocą roztworu gliny. Podczas wiercenia w stosunkowo suchych studniach można zastosować przedmuchiwanie dna sprężonym powietrzem.

Po napełnieniu rdzenia rdzeniem, narzędzie zostaje wyniesione na powierzchnię. Przy wierceniu w twardych i ściernych formacjach czasami konieczne jest przerwanie wiercenia i rozpoczęcie podnoszenia narzędzia ze względu na znaczne zmniejszenie prędkości wiercenia spowodowane tępymi frezami wiertła lub samozaklinowanie się rdzenia w wiertle rdzeniowym. Przed rozpoczęciem wynurzania rdzeń należy mocno zaklinować w dolnej części rdzeniówki i oderwać. Po zakleszczeniu rdzenia, pompa jest wyłączana, a przewód wiertniczy jest unoszony na powierzchnię za pomocą wciągarki, odkręcając przewód wiertniczy na osobne korki. Długość wtyczek zależy od wysokości zestawu. Korek jest skręcany z dwóch lub trzech, a czasem czterech rur wiertniczych. Długość świecy jest o 3-5 m mniejsza od wysokości wieży. Świece osadzone są na świeczniku. Ciężar podnoszonej kolumny można określić za pomocą wskaźnika ciężaru.

Po wyjęciu rdzeniówki na powierzchnię odkręca się koronę, wyjmuje rdzeń z rdzeniówki, ponownie składa narzędzie, opuszcza do odwiertu i kontynuuje wiercenie. Przy każdym podniesieniu korona jest sprawdzana i, jeśli jest zużyta, wymieniana na nową. Rdzeń jest płukany, oczyszczany z placka błotnego, mierzony i umieszczany w kolejności w rdzennicach, odnotowując odstępy odwiertu, z którego wydobyto rdzeń i procent odzysku rdzenia.

Jeśli studnia przechodzi przez niestabilne skały, które zapadają się lub wybrzuszają nawet przy użyciu specjalnych roztworów płuczących, opuszcza się w nią strunę osłonową, blokując niestabilne skały, po czym odwiert jest dalej wiercony wiertłem o mniejszej średnicy. Po 50-100 m penetracji mierzy się kąt nachylenia (zenit) i kierunek (azymut) odwiertu. Po przekroczeniu przez studnię minerału i wejściu w otwartą skałę leżącej strony wiercenie zostaje zatrzymane, narzędzie jest podnoszone i demontowane.

W odwiercie wykonywane są badania geofizyczne (wycinki), mierzona jest krzywizna odwiertu, mierzona jest temperatura, sprawdzana jest głębokość odwiertu, a następnie odwiert jest opuszczany. W tym celu najpierw usuwa się rury osłonowe (jeśli nie są zacementowane), a następnie napełnia się je pod ciśnieniem roztworem zaczynu, tak aby nie było przelewu wzdłuż odwiertu. wody gruntowe... Platforma jest następnie demontowana i transportowana w nowe miejsce. W miejscu opuszczonej studni zainstalowany jest benchmark.

W twardych skałach wiercenie wykonuje się wiertłami diamentowymi. W twardych, kruchych skałach z powodzeniem można zastosować obrotowe wiercenie udarowe z hydraulicznym lub pneumatycznym mechanizmem udarowym. W skałach średniotwardych i miękkich wiercenie obrotowe wykonuje się koronami wzmocnionymi frezami z węglików spiekanych. Jeśli odwierty przecinają już zbadane skały, to w obszarach, w których nie ma minerału, wskazane jest przejście na wiercenie bezrdzeniowe, co umożliwia zwiększenie wydajności wiercenia poprzez znaczne zwiększenie materiału na podróż i skrócenie czasu podróży w obie strony, a także poprzez zwiększenie trybów wiercenia....

Głębokości studni rdzeniowych są różne – od kilku metrów do kilku tysięcy metrów. Średnice odwiertów rdzeniowych zależą od celu ich penetracji oraz rodzaju narzędzia urabiającego skałę. Metodą diamentową otwory wierci się głównie wiertłami o średnicy 76, 59 i 46 mm. W wierceniu w twardych stopach częściej stosuje się świdry o średnicy 92, 76, 59 mm. Przy pracach geotechnicznych i hydrogeologicznych czasami wierci się doły o średnicy 500-1500 mm metodą rdzeniową. Produkowane są wiertnice do wiercenia rdzeniowego wałów okrągłych o średnicy powyżej 5 m.

1.3 Narzędzie do wiercenia rdzeniowego

Narzędzie przeznaczone do wiercenia studni nazywane jest narzędziem wiertniczym i dzieli się na technologiczne, pomocnicze, awaryjne i specjalne.

Narzędzie technologiczne przeznaczone jest bezpośrednio do wiercenia. Zestaw narzędzi połączonych w określonej kolejności nazywany jest ciągiem wiertniczym. Narzędzie pomocnicze to narzędzie wiertnicze przeznaczone do obsługi narzędzia technologicznego podczas wiercenia. Narzędzie awaryjne ma na celu wyeliminowanie różnego rodzaju komplikacji, które utrudniają normalny proces wiercenia, a specjalne narzędzie jest przeznaczone do obsługi określonych operacji w studniach.

Technologiczne narzędzie wiertnicze (ciąg wiertniczy) składa się z zestawu rdzeniowego (wiertło, łamacz rdzenia, rura rdzeniowa, łącznik do rury, rura do wrzynek) oraz ciąg wiertniczy (rury wiertnicze i ich połączenia). Dla każdej średnicy otworu wiertniczego sporządzany jest określony ciąg wiertniczy. W związku z tym normy przewidują pewną liczbę rozmiarów dla każdego rodzaju narzędzia, wzajemnie zunifikowanych pod względem elementów łączących i średnic (rozmiary standardowe).

Narzędzie pomocnicze przeznaczone jest głównie do montażu - demontażu przewodu wiertniczego oraz do obudowywania studni obudową. Jest reprezentowany przez rury osłonowe, półautomatyczny podnośnik z korkiem (grzyb), podnośnik, klucz przegubowy, widelec oporowy.

Aby utrzymać pocisk w zawieszeniu, stosuje się zaciski do rur i uchwyty do rur. Klucze dwu- lub trzyprzegubowe służą do przykręcania i odkręcania rur osłonowych. Każdy klucz może być użyty do sklejenia i wyłamania dwóch rozmiarów obudowy.

W celu ochrony dolnego końca obudowy przed uszkodzeniem podczas jazdy i podczas wiercenia, do dolnego końca obudowy przymocowana jest stopka obudowy

2. BUDOWA STUDNI KOLUMNOWYCH

Zanim przystąpisz do wiercenia studni, musisz opracować jej strukturę projektową. Wstępne dane do wyboru projektu studni to:

a) właściwości fizyczne i mechaniczne skał przecinanych przez studnię, ich wytrzymałość, stabilność, nasycenie wodą itp .;

b) głębokość studni, nachylenie studni;

c) ostateczną średnicę otworu wiertniczego, która zależy od rodzaju minerału;

d) metoda wiercenia.

Projektowanie studni rozpoczyna się od wyboru i uzasadnienia głębokości studni, końcowej średnicy wiercenia, początkowych kątów wiercenia, projekt techniczny studnie. Głębokość odwiertu kartograficznego jest określona przez głębokość kartowania geologicznego ustalonego przez zadanie geologiczne. Głębokość odwiertów poszukiwawczych i poszukiwawczych jest generalnie ustalana na podstawie potrzeby przecięcia odwiertu przez złoże mineralne i zagłębienia się w skałach pod spodem o 2-20 m. Początkowe kąty wiercenia zależą od upadu i azymutu złoża mineralnego lub warstw skalnych i głębokość studni. Pożądane jest, aby otwór przecinał formacje skalne pod kątami bliskimi 70 0 -90 0. Jeżeli kąty zanurzenia szwów nie przekraczają 30 0, wówczas studnie są zaprojektowane pionowo. Przy dużych kątach padania konieczne jest wiercenie odchylonych lub odchylonych studni.

Ostateczna średnica wiercenia zależy przede wszystkim od rodzaju minerału, który należy otworzyć, a raczej od wymagań dotyczących objętości ich próbek. Większość minerałów stałych nie wymaga szczególnych rodzajów analiz. Przy wierceniu ich wiertłami diamentowymi zaleca się przyjąć końcową średnicę otworu 46 lub 59 mm. W przypadku wiercenia węglikowego ostateczna średnica otworu powinna wynosić 59, 76 mm. Wiercenie niektórych minerałów wymaga większych próbek do badań. Np. wiercenia w poszukiwaniu złóż węgla, soli mineralnych i innych minerałów stałych w skałach osadowych wykonuje się wiertłami ze stopów twardych, a przy przebijaniu pokładu węgla ostateczna średnica odwiertu musi wynosić co najmniej 76 mm, a podczas przekraczania soli mineralnych nie mniej niż 92 mm. Podczas poszukiwania surowców chemicznych i materiałów budowlanych wiercone są studnie o średnicy 93-200 mm. Poszukiwania aluwialnych złóż złota i platyny prowadzą studnie o średnicy 150-200 mm, podczas badań inżynieryjno-geologicznych najczęściej wiercone są studnie o średnicy 112-219 mm. W badaniach hydrogeologicznych średnice studni są określane wymiarami istniejących konstrukcji instrumentów i urządzeń do podnoszenia wody i wahają się w zakresie 100-219 mm i więcej. Średnice studni produkcyjnych dla wody są określone przez wymaganą wydajność studni i zwykle co najmniej 168 - 300 mm.

Większość z tych odwiertów jest wiercona w luźnej, miękkiej i średnio twardej skale. Wiercenie jest często wykonywane na glebach piaszczysto-gliniastych zawierających żwir, kamyki i głazy. Te rasy są podatne na załamanie. Są skały takie jak ruchome piaski. Dlatego w procesie pogłębiania konieczne jest zabezpieczenie studni rurami osłonowymi.

Po wybraniu ostatecznej średnicy odwiertu wyznaczane są odstępy, które wymagają osłonięcia, określane są głębokości żyłek okrywowych. Rury osłonowe muszą być przewidziane dla:

1) zabezpieczenie głowicy odwiertu w celu zapobieżenia erozji i odpływu płuczki wiertniczej do rynien (rury prowadzącej);

2) zabezpieczenie leżących nad sobą niestabilnych i zalanych skał oraz właściwe ukierunkowanie odwiertu (dyrygent);

3) zachodzących na siebie stref zniszczonych i rozdrobnionych skał, otoczaków, słabych zlepieńców i brekcji, słabo związanych zaprawą glinianą i nie dających się ubić zaprawami szybkowiążącymi;

4) wytwarzanie iniekcji do izolacji warstw wodonośnych, mocowanie ścian studni przed przekroczeniem minerału, nad którym leżą niestabilne skały dające kość skokową.

Planując wiercenie na nowych terenach, należy zadbać o zapasowy sznur okładzinowy i odpowiednią rezerwową średnicę wierteł.

Projekt studni jest wybierany od dołu do góry. Po wyborze projektu odwiertu dobierana jest wiertnica, następnie sporządzana jest specyfikacja niezbędnego sprzętu i narzędzi wiertniczych, ustalane są tryby wiercenia dla każdego rodzaju skały w odrębnych odstępach czasu oraz opracowywany jest porządek geologiczno-techniczny budowy odwiertu . Będzie to główny dokument zawierający wytyczne dla ekipy wiertniczej. Zawiera w formie tabelarycznej informacje o przekroju geologicznym, projekcie odwiertu oraz zalecanych parametrach wiercenia.

3. WIERTNICE KOLUMNOWE

Wiertnica to zespół urządzeń wiertniczych i energetycznych, a także konstrukcje (bomb lub maszt, budynek wiertniczy) służące do wiercenia studni. Wiercenie rdzeniowe realizowane jest przez instalacje składające się z jednostki wiertniczej, która znajduje się w budynku wiertniczym oraz platformy wiertniczej lub masztu. W skład zespołu wiertniczego wchodzi wiertnica, pompa płuczkowa do płukania studni, napędy do nich, sprzęt do monitorowania i regulacji procesu wiercenia.

W zależności od przenośności wiertnice rdzeniowe dzielą się na stacjonarne, mobilne, samobieżne, przenośne.

Instalacje stacjonarne to takie, w których jednostka wiertnicza i wieża są montowane jako jedna lub więcej jednostek. Instalacje te nie posiadają własnej bazy transportowej. Po zakończeniu wiercenia wiertnica jest demontowana na integralne bloki, które transportowane są na nowe stanowisko wiertnicze, gdzie są ponownie składane. Do wiercenia studni przy dużym nakładzie czasu wykorzystywane są stacjonarne wiertnice.

Mobilne wiertnice montowane są na jednej lub kilku ramach montowanych na saniach, wózkach kołowych lub gąsienicowych. Takie instalacje są używane w niewielkich odległościach między studniami i są przemieszczane przez pojazdy holujące lub ciągniki.

Jednostki samobieżne montowane są na bazie samochodów, ciągników.

Wiertnice służą do obracania ciągu rur wiertniczych z zestawem wiertniczym, do regulacji obciążenia osiowego narzędzia urabiającego skałę z doprowadzeniem przewodu wiertniczego w miarę pogłębiania odwiertu, a także do wykonywania operacji wyzwalania przy wierceniu odwiertu , mocowanie go za pomocą rur osłonowych i prace specjalne.

Główne zespoły wierteł do wiercenia rdzeniowego: a) rotator przewodu wiertniczego; b) wielostopniowa skrzynia biegów do regulacji prędkości i podnoszenia; c) wciągarka do operacji podnoszenia; d) główne sprzęgło do włączania i wyłączania maszyny z silnika; e) mechanizm podawania przewodu wiertniczego i regulatora obciążenia na narzędziu do urabiania skał, f) pulpit sterowniczy z oprzyrządowaniem.

Schemat konstrukcyjny maszyny i instalacji jako całości jest zasadniczo zdeterminowany przez typ rotatora i mechanizm posuwu. Ze względu na swoją konstrukcję rotatory dzielą się na wrzecionowe, obrotowe i ruchome. Rotator wiertnicy jest głównym mechanizmem roboczym, który podczas wiercenia wykonuje operacje technologiczne.

Obciążenie osiowe dna odwiertu jest kontrolowane przez mechanizm posuwu wiertnicy. W zależności od konstrukcji mechanizmu posuwu wiertnice są: z posuwem hydraulicznym; podajnik ślimakowy różnicowy; posuw dźwigni; połączony posuw dźwigniowo-dyferencyjny; zasilanie z bębna wciągarki (maszyny rotacyjne). Głównie używane maszyny wrzecionowe z hydraulicznym układem posuwu, Obrót i posuw przewodu wiertniczego w tym przypadku odbywa się za pomocą wrzeciona.

Agregaty wyposażone we wrzeciono lub ruchomy rotator z posuwem hydraulicznym mają następujące zalety:

1) potrafi wiercić studnie pionowe, odchylone i wznoszące;

2) zapewnić możliwość regulacji siły osiowej działającej na dno (tworzenie siły wymuszonej lub odciążenie dna);

3) pozwalają na płynny posuw wiertła z wymaganą prędkością;

4) pozwalają określić wagę narzędzia w studni;

5) Posuw hydrauliczny może być używany jako podnośnik hydrauliczny podczas wyciągania rur i eliminowania wypadków.

Wszystkie te zalety z góry przesądziły o dominacji wrzeciona i ruchomej głowicy obrotowej z hydraulicznym posuwem w wiertnicach rdzeniowych stosowanych w eksploracji kopalin stałych. W instalacjach obrotowych wirnik (rotator), w przeciwieństwie do wrzeciona, obraca się tylko w płaszczyźnie poziomej i jest nieruchomy względem osi pionowej, dlatego nie może zapewnić dodatkowego obciążenia osiowego (odciążenia na przewodzie wiertniczym).

4. PŁUKANIE I PRZEDMUCH STUDNI WIERCĄCYCH

4.1 Płukanie studni

Wiercenie rdzeniowe wykonuje się z płukaniem studni. Głównym celem płukania jest:

1. Oczyszczenie dna studni z wierconej skały i wyprowadzenie jej na powierzchnię.

2. Chłodzenie narzędzi do cięcia skał.

3. Wzmocnienie ścian otworu wiertniczego przed zawaleniem

Istnieją trzy sposoby spłukiwania studni: płynem spłukującym do powierzchni ziemi: bezpośredni, rewers i kombinowany.

Płukanie bezpośrednie, gdy ciecz płucząca pompowana przez pompę przepływa wzdłuż przewodu wiertniczego, a następnie (przy wierceniu z otworem dennym pierścieniowym) pomiędzy rdzeniem a rurą rdzeniową, płucze otwór dolny, chłodzi narzędzie urabiające skałę, wychwytuje cząstki zniszczonych skała z dolnego otworu wznosi się w pierścieniową przestrzeń między rurami wiertniczymi a ścianami otworu wiertniczego i ostatecznie wychodzi na powierzchnię.

Zalety płukania bezpośredniego: 1) płuczka wiertnicza opuszczając zwężone otwory płuczkowe świdra, nabiera dużej prędkości i uderza z siłą w dno, erodując wierconą skałę, co przyczynia się do wzrostu prędkości wiercenia; 2) stosując specjalne płyny płuczące podczas wiercenia w luźnych, luźnych i spękanych skałach, zabezpiecza ściany otworu poprzez wiązanie cząstek niestabilnej skały.

Wady płukania bezpośredniego: 1) erozja ścian otworu wiertniczego podczas wiercenia w miękkich skałach jest możliwa ze względu na dużą prędkość przepływu wznoszącego; 2) zmniejszony procent odzysku rdzenia w wyniku dynamicznego oddziaływania strumienia na górny koniec rdzenia, co prowadzi do jego erozji; 3) przy wierceniu studni o dużej średnicy wymagane jest zwiększone natężenie przepływu płynu wiertniczego, aby wytworzyć takie natężenie przepływu w górę, z którym wszystkie wiercone cząstki skały zostaną wyniesione na powierzchnię. Płukanie bezpośrednie ma preferowane zastosowanie w praktyce wiercenia poszukiwawczego.

Płukanie wsteczne, gdy płuczka wiertnicza przemieszcza się do odwiertu wzdłuż pierścieniowej przestrzeni pomiędzy rurami wiertniczymi a ścianami odwiertu, wypłukuje dno, wchodzi do otworów narzędzia urabiającego skałę, szlam wydostaje się na powierzchnię ziemi.

Zalety płukania wstecznego: intensywne oczyszczenie dna ze zniszczonych cząstek skały oraz możliwość hydraulicznego transportu rdzeni rurami wiertniczymi na powierzchnię. Główną wadą płukania wstecznego jest niemożność zapewnienia normalnego procesu wiercenia w obecności horyzontów chłonnych na odcinku, w którym płyn wiertniczy jest całkowicie lub częściowo tracony. Ze względu na bardziej złożoną organizację płukania wstecznego ma ograniczone zastosowanie.

Płukanie kombinowane, gdy ruch płynu płuczącego nad rurą rdzeniową odbywa się zgodnie ze schematem bezpośredniego spłukiwania, a poniżej za pomocą specjalnych urządzeń zgodnie ze schematem płukania wstecznego. Projekt techniczny spłukiwania kombinowanego wiąże się z zastosowaniem urządzeń, które przekształcają spłukiwanie bezpośrednie w spłukiwanie odwrotne w strefie dennej. Płukanie łączone służy do zwiększenia odzysku rdzenia.

4.2 Główne rodzaje płynu do płukania i warunki użytkowania

1. Woda procesowa (świeża, morska, solanki) służy do wiercenia w stabilnych skałach.

2. Roztwory gliny stosuje się w skałach spękanych, luźnych, pływających i innych słabo odpornych, aby zapobiec osuwaniu się ziemi, a także w skałach spękanych, aby przeciwdziałać utracie cyrkulacji.

Ponadto przy wierceniu w szczególnie trudnych i specyficznych warunkach stosuje się bardziej złożone płyny ze specjalnymi dodatkami:

1. Do przygotowania lekkich chemicznie napowietrzanych płuczek wiertniczych, proszków glinianych, środków powierzchniowo czynnych (0,1-0,2%), odczynników nadających strukturę (soda kaustyczna 0,1-0,2%) lub soda kalcynowana (0,5-2,5%).

2. Ważone roztwory gliny stosuje się podczas otwierania formacji o wysokim ciśnieniu formacji, aby zapobiec wytryskom z głowicy odwiertu wody fontannowej, ropy naftowej lub gazu. W celu wytworzenia odważonego roztworu gliny dodaje się do niego obojętny materiał sproszkowany - środek obciążnikowy wykonany z ciężkich minerałów: - barytu (BaSO 4); hematyt (Fe 2 O 3) itp. Po zmiażdżeniu fontanny pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego odważonego roztworu nad głowicą montuje się zawór wydmuchowy, studnię przepłukuje się lekkim roztworem gliny napowietrzonej lub wodą techniczną, odważony roztwór jest usuwany i przywracane jest wylewanie studni.

3. Płyny wiertnicze emulsyjne. Emulsja to układ składający się z dwóch (lub więcej) wzajemnie nierozpuszczalnych faz ciekłych, z których jedna jest zdyspergowana w drugiej. Istnieją dwa rodzaje emulsji. Emulsje pierwszego rodzaju – „olej w wodzie” (O/W), gdy olej w środowisku wodnym ma postać malutkich kuleczek.

Emulsje drugiego rodzaju, zwane inwertowanymi lub rewersyjnymi, - „woda w oleju” (W/O), gdy w oleju rozprowadzana jest woda w postaci drobnych kuleczek. Aby nadać emulsji stabilność, stosuje się specjalne odczynniki - emulgatory. Roztwory emulsyjne pierwszego rodzaju znalazły szerokie zastosowanie w szybkim wierceniu diamentowym w celu tłumienia wibracji i zmniejszenia siły obracania przewodu wiertniczego.

4. Roztwory na bazie ropy naftowej (RNO) są wykorzystywane do otwierania złóż ropy i gazu w celu zachowania ich naturalnej przepuszczalności. Płyny te mają złożony skład, są droższe niż płyny wiertnicze na bazie wody.

5. Odporne na wysoką temperaturę płyny do płukania

4.3 Cel roztworów gliny i ich właściwości

Roztwory gliny mają następujące cele: 1) tworzenie gliniastych ścian otworów wiertniczych; 2) utrzymywanie sadzonek w zawiesinie, gdy krążenie ustaje; 3) tworzenie zwiększonego ciśnienia wstecznego na formacji; 4) ułatwienie transportu wzdłuż szybu; 5) ochrona narzędzia wiertniczego przed korozją przez cienką glinkę pokrywającą powierzchnię narzędzia.

W zależności od wielkości zdyspergowanych (rozdrobnionych) cząstek rozróżnia się dwa typy ciekłych układów zdyspergowanych: 1) roztwory koloidalne i 2) zawiesiny.

Cząstki koloidalne w ciekłym rozpuszczalniku (na przykład wodzie) praktycznie nie osadzają się pod wpływem grawitacji. Zawiesina nazywana jest zawiesiną, to znaczy układem rozproszonym składającym się z dwóch faz - ciekłej i stałej, w którym drobne cząstki stałe o wielkości od 0,1 do 10 mikronów lub więcej są zawieszone w cieczy. Z biegiem czasu, pod wpływem grawitacji, zawieszone cząstki osadzają się na dnie naczynia.

Glina to rozproszony system składający się z wody i zawieszonych cząstek o wielkości od koloidalnej do zawiesiny cząstek. Ilość cząstek koloidalnych w roztworze glinki zależy od rodzaju glinki i metody jej przygotowania. Im więcej cząstek koloidalnych w roztworze, tym lepsza jego jakość. W normalnym roztworze gliny całkowita powierzchnia cząstek koloidalnych, ze względu na ich mały rozmiar i dużą liczbę, przekracza całkowitą powierzchnię cząstek zawiesiny. Dlatego roztwór gliny jest układem zawiesiny koloidalnej, który ma właściwości roztworu koloidalnego.

W roztworze gliny cząstki koloidalne są naładowane ujemnymi ładunkami elektrycznymi, a jony wody dodatnimi. Cząsteczki gliny, jakby naładowane elektrycznością o tej samej nazwie, odpychają się nawzajem. Ze względu na bardzo małe rozmiary i masę cząstek koloidalnych, wpływ sił ładunków elektrycznych, a nie siły grawitacji, ma dla nich pierwszorzędne znaczenie. Odpychanie cząstek koloidalnych naładowanych elektrycznością o tej samej nazwie przyczynia się do znalezienia cząstek w zawiesinie.

Roztwory glinki to hydrofilowe roztwory koloidalne, w których cząstki gliny są zwilżane wodą. Zjawisko zwilżalności cząstek gliny wodą tłumaczy się tym, że siły przyciągania między cząsteczkami gliny i wody są znacznie większe niż między cząsteczkami wody.Woda będąca częścią roztworu gliny można podzielić na zaadsorbowaną i wolną.

Zaadsorbowana woda wiąże się z cząstkami gliny siłami przyciągania, tworzy wokół nich hydratacyjne otoczki, a swoimi właściwościami różni się znacznie od zwykłej wody (np. ma dużą gęstość, dużą lepkość itp.).

Woda wolna w roztworze gliny to ośrodek dyspersyjny zawierający cząstki gliny z zaadsorbowaną powłoką wodną. Praktyczne znaczenie zwilżalności polega na tym, że gdy cząstki zderzają się z powłokami hydratacyjnymi, nie sklejają się ze sobą. Między cząsteczkami pozostaje warstwa pośrednia wolnych cząsteczek wody. Zwilżalność cząstek zapewnia stabilność roztworów gliny składających się z dobrze zwilżalnych cząstek koloidalnych.

Stabilność to właściwość cząstek koloidalnych zawieszonych w roztworze koloidalnym. Stabilność zapewnia: 1) wysoki stopień rozproszenia cząstek, a co za tym idzie ich bardzo niska masa; 2) obecność tych samych ładunków elektrycznych w cząsteczkach koloidalnych, powodujące wzajemne odpychanie; 3) hydrofilowość koloidów, tj. obecność zagęszczonych otoczek hydratacyjnych wokół cząstek koloidalnych, które chronią cząstki przed sklejaniem i późniejszą sedymentacją. Dlatego roztwór gliny pozostaje przez długi czas w stanie ciekłym i może być przepompowywany przez pompę.

Tworzenie struktury to zdolność spoczynkowych roztworów gliny do tworzenia struktury w sobie. Powodem powstania struktury i jej późniejszego wzrostu w roztworze gliny jest to, że cząstki gliny mają postać cienkich płytek, które przenoszą ładunek elektryczny wzdłuż swojej szerokiej powierzchni bocznej, dzięki czemu powierzchnia jest dobrze zwilżona wodą. Wzdłuż grubości konturu płyty te mają słaby ładunek elektryczny lub go nie ma. Dlatego na cienkich powierzchniach konturowych cząstki są słabo zwilżone wodą. Zderzenie pojedynczych cząstek koloidalnych ze słabo zwilżonymi powierzchniami prowadzi do ich sklejania się. Z biegiem czasu liczba sklejonych cząstek wzrasta iw roztworze tworzy się przestrzenna struktura sieciowa z cząstek koloidalnych sklejonych ze sobą cienkimi powierzchniami bocznymi. Woda pozostaje w komórkach tej siatki i nie może się swobodnie poruszać. Roztwór staje się gęsty, jak galaretka lub żel.

Podczas potrząsania lub mieszania zagęszczonego roztworu gliny jego struktura ulega zniszczeniu, a roztwór gliny nabiera właściwości roztworu płynnego.

Tiksotropia jest właściwością roztworu błota, która gęstnieje podczas stania i upłynnia się po wstrząśnięciu lub mieszaniu. Nie wszystkie roztwory koloidalne mają tiksotropię, ale tylko niektóre, w tym roztwory gliny.Tiksotropia to szybkość tworzenia struktury, a po wymieszaniu szybkość powrotu struktury.

Zdolność retencji szlamu to zdolność szlamu do zatrzymywania cząstek skały podczas formowania struktury. Ta właściwość szlamu zapobiega osadzaniu się cząstek skalnych w otworze dennym, gdy cyrkulacja jest zatrzymana.

Koagulacja lub koagulacja koloidów to proces adhezji cząstek koloidalnych w grupy agregatów, po którym następuje osadzanie się tych cząstek pod wpływem grawitacji. Koagulacja koloidów następuje wtedy, gdy cząstki koloidalne zostaną zobojętnione, połączą się ze sobą po zderzeniu, a grupy, agregaty opadną pod wpływem grawitacji. Koagulacja koloidu gliny następuje poprzez dodanie do wody koagulantów, na przykład pewnej ilości chlorku sodu, który rozkłada się pod wpływem cząsteczek wody z utworzeniem dodatnich jonów sodu, które neutralizują cząstki gliny naładowane elektrycznością ujemną. Jeśli odwiert przecina warstwy wodonośne solankowe lub słonowodne, spływające w dół błoto może ulec koagulacji. Koloidy odwracalne to te koloidy, które przy odpowiednim stanie elektrycznym podłoża są w stanie wyjść ze stanu skrzepnięcia.

Peptyzacja to proces przekształcania skoagulowanego koloidu, skoagulowanego w postaci grudek, w roztwór koloidalny. Aby wykorzystać właściwości odwracalności koloidów do roztworu gliny, jako środki peptyzujące dodaje się substancje przywracające ujemne ładunki elektryczne w cząsteczkach gliny. Do środków peptydujących należą: zasady (soda kaustyczna, soda kaustyczna NaOH, soda kalcynowana Na2CO3 itp.) lub koloidy o ujemnych ładunkach elektrycznych, takie jak kwas humusowy.

Zawartość tlenków i soli w glinie. Gliny mogą zawierać zanieczyszczenia takie jak tlenek żelaza (Fe2O3), tlenek sodu (Na2O), tlenek wapnia (CaO), tlenek magnezu (MgO), tlenek potasu (K2O) itp. Obecność dominującego zanieczyszczenia często decyduje o właściwościach gliny. Im więcej sodu zawiera glinka, tym lepsza jest jej jakość. Obecność soli (NaCl, CaCl2, CaSO4 itp.) pogarsza jakość gliny. Do przygotowania roztworów gliny można stosować gliny o wysokim stopniu zasolenia, ale wymagana jest dodatkowa obróbka chemiczna.

Pęcznienie glinek. Pęcznienie to właściwość gliny, która zwiększa swoją objętość po wchłonięciu wody. Glinki bentonitu sodowego mogą zwiększyć swoją objętość 8-10 razy po namoczeniu i łatwo rozpadają się w wodzie na oddzielne cząstki. Bentonit nie pęcznieje w kwaśnych roztworach zasadowych i solankowych. Gliny hydromika i palygorskit są mniej podatne na pęcznienie. Glinki kaolinowe nie pęcznieją, słabo rozkładają się w wodzie, przygotowane z nich roztwory są nietrwałe i szybko rozdzielają się na fazę stałą i ciecz. Zasypywanie ścian otworu wiertniczego stosuje się w wierceniu płuczkowym w niestabilnych utworach w celu wzmocnienia ścian otworu wiertniczego i izolowania utworów. Po wprowadzeniu roztworu gliny w puste przestrzenie skał i jego zagęszczeniu w nich następuje wzmocnienie pierścieniowej strefy skały wokół odwiertu. Po utworzeniu placka mułowego na ścianach otworu wiertniczego ustaje dopływ wolnej wody z płuczki wiertniczej do pustych przestrzeni skalnych. Ponadto, jeżeli w formacjach skalnych występuje woda, ropa, gaz, a wartość ciśnienia złożowego nie przekracza wartości ciśnienia hydrostatycznego płynu wiertniczego na ścianach odwiertu, to woda, ropa i gaz nie będą przepływ z formacji do studni. Izolacja formacji i wstrzymanie ruchu cieczy lub gazu w układzie odwiertowym. W celu pomyślnego utworzenia gliny, w roztworze gliny muszą przeważać drobne cząstki koloidalne, nad grubymi cząstkami zawiesiny. Najbardziej koloidalne są glinki bentonitowe, które zapewniają zmniejszoną utratę płynów, zwiększoną lepkość i zwiększone właściwości tiksotropowe roztworów gliny.

Zawiesina gliny z niewystarczającą ilością cząstek koloidalnych nie jest w stanie zatkać wszystkich otworów pomiędzy cząstkami skały. Gruba skorupa jest przepuszczalna dla wody, nie wiąże się dobrze ze skałami i łatwo się zapada. Woda wnikająca do formacji zmniejsza siłę tarcia między cząstkami, a tym samym zmniejsza stabilność ścian odwiertu. Podczas podnoszenia i opuszczania rur wiertniczych na złączach narzędzi rurowych gromadzi się gruba skorupa, tworząc dławnice, co przyczynia się do przywierania narzędzia. Gruba skórka utrudnia prowadzenie osłonki i często prowadzi do sklejania się osłonki.

Zasypywanie ścian otworu wiertniczego jest główną wadą podczas otwierania warstwy wodonośnej lub złoża ropy i gazu, ponieważ uniemożliwia lub ogranicza dopływ wody lub ropy i gazu ze złoża do odwiertu. Dlatego otwieranie warstwy wodonośnej powinno odbywać się za pomocą spłukiwania wodą, roztworem samorozkładającym się wolnym od gliny (wodohypoidalnym lub skrobiowym).

4.4 Metody pomiaru właściwości roztworów płuczących

Aby uniknąć szlamu z odwiertu, różnica między ciężarem właściwym płynu wypływającego z odwiertu a ciężarem właściwym płynu wiertniczego wtryskiwanego do odwiertu powinna mieścić się w zakresie 0,01 - 0,03; dlatego konieczne jest okresowe mierzenie tych parametrów

Gęstość ciała to stosunek masy ciała do objętości płynu płuczącego niezbędny: 1) do oceny stopnia nasycenia roztworu gliny glinką; 2) ocenić stopień nasycenia płuczki wiertniczej zwiercinami z wierconych skał 3) określić ciśnienie hydrostatyczne..

Gęstość normalnego roztworu gliny, w zależności od wymaganego ciśnienia hydrostatycznego, powinna mieścić się w zakresie 1,08-1,45 g/cm3; napowietrzony (nasycony powietrzem) 0,7-0,9 g / cm3; ważony (z dodatkiem proszku barytu lub hematytu) do 2,30 g/cm3.

Gęstość płynu płuczącego jest mierzona za pomocą areometrów o stałej objętości

Lepkość roztworów gliny. Lepkość odnosi się do tarcia wewnętrznego, które występuje między warstwami płynu poruszającymi się względem siebie z różnymi prędkościami. Lepkość względną określa się za pomocą standardowego wiskozymetru polowego (SPV-5). Częściej stosowane są roztwory, z których 500 cm3 wypływa w ciągu 18-24 s (lepkość 18-24 s). Do zwalczania absorpcji stosuje się roztwory o zwiększonej lepkości (40-80 s i więcej).

Zawartość piasku w błocie. Przy znacznej zawartości piasku w roztworze następuje szybkie zużycie części pompy, dławnicy wiertniczej (obrotowej) i innych urządzeń. Po zatrzymaniu cyrkulacji piasek osiada na dnie odwiertu i może chwytać rdzeń. Piasek odnosi się do zawartości wierconych ciał stałych i grudek gliny. Zawartość piasku określa się przez rozcieńczenie roztworu wodą w stosunku 1:9 i osadzanie przez 1 min. W tym czasie wytrącają się frakcje piasku większe niż 0,1 mm. Aby uzyskać pełniejszą sedymentację wszystkich frakcji piasku, pozostaw roztwór w spokoju na 3 minuty. Do określenia zawartości piasku stosuje się studzienkę OM-2. W normalnym błocie zawartość piasku powinna być mniejsza niż 4%.

Codzienny osad charakteryzuje stabilność roztworu gliny, czyli zdolność przez długi czas do nie rozwarstwiania się na fazy stałe i płynne.. Normalne roztwory gliny powinny dawać nie więcej niż 3-4% osadu na dobę. Stabilność błota określa się za pomocą instrumentu TsS-2. W przypadku normalnych roztworów różnica ta nie powinna przekraczać 0,02 g/cm3.

Utrata płynów charakteryzuje zdolność błota do filtrowania wody do porowatych skał. Wskaźnik strat płynu charakteryzuje objętość wody w centymetrach sześciennych przefiltrowanej przez 30 minut ze 100 cm3 roztworu gliny przez filtr papierowy o średnicy 75 mm pod nadciśnieniem 0,1 MPa. Straty płynów mają ogromne znaczenie podczas wiercenia w porowatych formacjach. Zawiesiny gliny o dużej utracie płynu tworzą luźną skorupę, która zwęża otwór i powoduje zaciśnięcie narzędzia wiertniczego podczas wycofywania. Przenikanie wody do skał gliniastych powoduje ich pęcznienie i wybrzuszanie w odwiercie. Zmniejszenie utraty płynów błota pomaga wyeliminować te zjawiska. Wielkość utraty płynu zależy: 1) od jakości gliny; 2) o jakości wody: (twarda i słona woda zwiększa utratę płynów); 3) o sposobie przygotowania roztworu (niedostateczne wymieszanie gliny prowadzi do zwiększenia utraty płynu); 4) Właściwa obróbka chemiczna roztworu zmniejszy utratę płynów.

Utratę płynu roztworu gliny określa się na urządzeniu VM-6

Utrata wody nie większa niż 25 cm3 w ciągu 30 minut jest uważana za normalną dla roztworów gliny. Aby zwalczyć sklejanie i zapadanie się, utratę płynów zmniejsza się poprzez obróbkę chemiczną do 5-6, rzadziej do 2-3 cm3 w ciągu 30 minut. Szlam, którego utrata płynu przekracza 25 cm3 w ciągu 30 minut, może powodować komplikacje podczas wiercenia w porowatych formacjach.

Statyczne naprężenie ścinające charakteryzuje zdolność roztworów gliny do utrzymywania cząstek skały w zawiesinie.

Ponieważ wiązania między cząstkami gliny w roztworze tiksotropowym ustalają się stopniowo, wartość i zależy od czasu, w którym roztwór stoi w spoczynku. Początkowo szybko rośnie, a potem powoli wzrasta do pewnego limitu. Mierzy się go również w urządzeniach zwanych plastometrami.

Statyczne naprężenie ścinające charakteryzuje zdolność szlamu do utrzymywania cząstek zrzezów w zawiesinie.

Wybór gliny. Ocenę przydatności gliny najlepiej przeprowadzić na podstawie jakości roztworu przygotowanego z tej gliny. Z niewielkiej ilości badanej gliny przygotowuje się roztwór gliny o lepkości względnej i = 18-24 s. Pomiar wskaźników właściwości otrzymanego roztworu gliny. Wyniki pomiarów porównuje się z parametrami płuczki dla normalnych warunków wiertniczych i wyciąga wniosek o przydatności otrzymanej płuczki do celów wiertniczych bez obróbki chemicznej.

Proszki gliniane są produkowane w fabrykach tlenku glinu, transportowane w papierowych workach i wykorzystywane do przygotowania roztworu gliny przyspieszającego rozkład gliny na cząstki koloidalne. W fabryce przy produkcji proszków glinianych można do nich dodawać odczynniki chemiczne, które podnoszą jakość roztworu.

4.5 Obliczanie wymaganej ilości gliny

Ilość glinki do wytworzenia jednostkowej objętości roztworu glinki o określonej lepkości zależy od stopnia koloidalności glinki. Zwyczajowo iły porównuje się zgodnie z wydajnością otrzymanego z nich roztworu o ustalonej lepkości.

Wydajność szlamu VB to objętość szlamu wm3 o ustalonej lepkości z 1 tony gliny.

Wskaźniki ilościowe roztworu gliny dla glin o różnym stopniu koloidalności przy gęstości gliny pg = 2,5 t/m3 i warunkowej lepkości roztworu gliny 25-30 s podano w tabeli. 6.1.

Oznaczanie objętości gliny Vg do przygotowania roztworu gliny Vp1m3.

Niech: Pg - gęstość gliny (gliny naturalne w stanie powietrzno-suchym mają gęstość od 2,2 do 2,8 t/m3, średnio "2,5 t/m3); Рв = 1 t / m 3 - gęstość wody; Рр - gęstość roztworu gliny, t / m 3 (patrz tabela 25); Vg - objętość gliny do przygotowania 1 m 3 roztworu gliny, m 3. Skomponujmy równanie mas w objętości 1 m 3: (masa gliny) + (masa wody) = (masa roztworu). Zastępując masy odpowiednimi iloczynami objętości i gęstości, biorąc pod uwagę, że objętość wody można przedstawić jako różnicę między objętością roztworu a objętością gliny i przyjmując objętość roztworu jako jednostkę, otrzymujemy

VrPr + VvPv = VpPp;

VrPr + (1 - Vr) Рв = Рр

VrPr + Рв - VgРв = Рр

Vr (Рг - Рв) = Рр - Pв

Vr = Pp - Pw / Rg - Pw)

Oznaczanie masy gliny m do przygotowania roztworu 1 m 3

Objętość płuczki V do wiercenia danej studni

V = V1 + V2 + V3, m 3

gdzie V1 = objętość odwiertu = Dsr * N (tu D jest średnią średnicą odwiertu, H jest głębokością odwiertu)

V2 to objętość zbiorników do przechowywania roztworu gliny (2-5 m 3); V3 - ubytek mułu w studni - zależy od stopnia spękania skał (V3 = 2-5 Vx i więcej).

Masa gliniana M do wiercenia danej studni

gdzie m - masa glina do przygotowania roztworu 1 m 3, t; V to objętość płuczki do wiercenia danej studni, m 3. Masa nasypowa (glina ma porowatość przy całkowitej objętości pustej przestrzeni = 20%) będzie zatem mniejsza ze względu na porowatość

5. TECHNOLOGIA WIERCENIA KOLUMN

W zależności od kategorii skał można ustawić różne tryby wiercenia, których parametrami są: prędkość obrotowa przewodu wiertniczego, obciążenie osiowe oraz ilość dostarczanego płynu płuczącego w jednostce czasu. Reżimy wiercenia są różne w przypadku wiercenia diamentowego i wiercenia diamentowego. Korony są również wykonywane w różnych wzorach dla różnych kategorii skał.

Obciążenie korony ustala się na podstawie liczby głównych (objętościowych) siekaczy, ich rozmiarów i twardości skały. Całkowite obciążenie korony musi być równe

gdzie m jest liczbą siekaczy wolumetrycznych (głównych); q - zalecany nacisk na 1 frez, Z.

Prędkość obrotowa korony musi być

n = 60V / s Dav

gdzie V to prędkość obwodowa korony 0,6-1,6 m / s, Dav - średnia średnica korony, m

Dopływ płynu wiertniczego określa się na podstawie natężenia przepływu w górę Vn i średnicy odwiertu; Vp = 0,25-0,6 m / s. Im wyższa prędkość wiercenia, tym więcej Vр. Podczas wiercenia w formacjach spękanych i ściernych konieczne jest zmniejszenie prędkości obwodowej i obciążenia osiowego.

Płukanie podczas wiercenia diamentowego powinno zapewnić dobre chłodzenie diamentów, ponieważ ulegają one grafityzacji przy silnym ogrzewaniu. Prędkość przepływu w górę pomiędzy ciągiem wiertniczym a ścianami otworu powinna zawierać się w przedziale 0,4-0,8 m/s.

Podczas napełniania rury rdzeniowej rdzeniem narzędzie wiertnicze unosi się na powierzchnię. W tym celu na wędzidło nakładany jest łapacz rdzenia, który odrywa rdzeń od spodu. Podniesiona korona jest odkręcana i badana. Rdzeń z rdzeniówki jest ostrożnie i konsekwentnie usuwany, dokumentowany i umieszczany w rdzennicach.

Jednowarstwowy świder diamentowy należy wymienić w przypadku: a) mechanicznego uszkodzenia świdra; b) pojawienie się okrągłych rowków na końcu korony, ze względu na brak całkowitego zachodzenia na siebie końcówki roboczej z diamentami; c) silna ekspozycja diamentów; d) zużycie wiertła według średnicy. Zużyte wiertła diamentowe trafiają do fabryki, gdzie matryca jest rozpuszczana w odpowiednich kwasach i dobierane są diamenty, które można ponownie wykorzystać w wiertłach (odzyskiwanie diamentów).

Podczas wiercenia wiertłami diamentowymi często przyjmuje się prędkość obrotową w zakresie 500-1500 obr./min. Obciążenie osiowe dobierane jest z prędkością 500-1200 N na 1 cm2 powierzchni roboczej świdra, w zależności od nasycenia czoła świdra diamentami i twardości skał.

Parametry trybu wiercenia diamentowego w odniesieniu do wierteł o różnych średnicach i skał o różnej twardości (wg danych VITR). Wydajność wiercenia diamentowego prawidłowo dobranym świdrem zależy od parametrów trybu wiercenia: obciążenia osiowego świdra, jego częstotliwości obrotów, ilości i jakości płynu wiertniczego. Ta pozycja, typowa dla wiercenia obrotowego, ma szczególne znaczenie w wierceniu diamentowym ze względu na wrażliwość wiertła diamentowego na naruszenie prawidłowego stosunku między określonymi parametrami pracy.

Na proces wiercenia diamentowego wpływ ma wiele zmiennych czynników, dlatego zagadnienie trybów wiercenia należy rozpatrywać odrębnie dla grup skał o podobnych właściwościach fizycznych i mechanicznych. Generalnie do wiercenia diamentowego zaleca się stosowanie dużej prędkości obrotowej, a wraz ze wzrostem konieczne jest jednoczesne zwiększenie obciążenia osiowego wiertła. Za normalną częstotliwość uważa się 750-1500 obr./min, zmniejszoną 400-750 obr./min dla wierteł diamentowych o średnicy 46 i 59 mm.

Wartość obciążenia osiowego określa się biorąc pod uwagę następujące główne czynniki: a) wraz ze wzrostem twardości skały obciążenia osiowe powinny wzrastać; b) w skałach spękanych, a także w skałach cienkowarstwowych z naprzemiennie twardymi i bardziej miękkimi warstwami obciążenia osiowe powinny być mniejsze niż w monolitycznych skałach jednorodnych; c) skały warstwowe z tendencją do krzywizny otworu wierci się przy zmniejszonych obciążeniach osiowych; d) dla wierteł z mniejszymi diamentami zmniejsza się obciążenie osiowe; e) przy zwiększonym dopływie płynu płuczącego korona jest mniej zatkana szlamem, dzięki czemu można zwiększyć obciążenia osiowe. Jedną z podstawowych zasad wiercenia diamentowego jest to, że obciążenie osiowe wiertła musi być zawsze równomierne i wystarczające do wolumetrycznego zniszczenia skały.

LITERATURA

1. Vozdvizhensky B.I. Wiercenie poszukiwawcze / B.I. Vozdvyzhensky, O. N. Golubincew, A.A. Nowożiłow. - M .: Nedra, 1979 .-- 510 s.

2. Sowieci G.A. Podstawy wiertnictwa i górnictwa / G.A. Sowieci, N.I. Żabin. - M .: Nedra, 1991 .-- 368 s.

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Budowa geologiczna złoża kondensatu naftowo-gazowego. Charakterystyka litologiczna sekcji wiertniczej. Regulacja właściwości płynów wiertniczych. Obliczanie programu wiercenia hydraulicznego. Dobór narzędzi do cięcia skał, płyn do płukania.

praca semestralna dodana 04.07.2016 r.


Schemat wiercenia rdzeniowego za pomocą wiertnicy. Projektowanie, przeznaczenie i klasyfikacja wiertnic, wierteł, rur, wierteł. Przyczyny wypadków różnymi metodami wiercenia, metody ich eliminacji. Sposoby wiercenia szybów naftowych i gazowych.

streszczenie, dodane 23.02.2009


Przeznaczenie, rozmieszczenie głównych jednostek i zespołów platform wiertniczych do głębokiego wiercenia odwiertów naftowych i gazowych. Projektowanie studni, sprzęt wiertniczy i technologia. Schemat funkcjonalny wiertnicy. Charakterystyka techniczna wiertnic CIS.

streszczenie, dodane 17.09.2012


Zadania, zakres, terminy prowadzenia prac wiertniczych na badanym terenie, geologiczno-techniczne warunki wiercenia. Uzasadnienie wyboru studni. Wybór sprzętu wiertniczego i narzędzi do reagowania w sytuacjach awaryjnych. Technologia wiercenia i zaślepiania studni.

praca semestralna, dodana 20.11.2011


Problem sezonowości wiercenia. Specjalne wiertnice do budowy klastrów wiertniczych, cechy ich nowych modyfikacji. Budowa i montaż wiertnic i systemów obiegowych. Charakterystyka eszelonowej instalacji sprzętu wiertniczego.

praca semestralna, dodano 17.02.2015


Schemat dobrze spłukiwanie. Usuwanie sadzonek z twarzy. Płyn do płukania procesu, jego główne funkcje. Płyn wiertniczy do oczyszczania gazu. Wymagania dotyczące rozwiązań technicznych. Charakterystyka faz płukania i oczyszczania.

prezentacja dodana 03.03.2013


Jakość płynów wiertniczych, ich funkcje podczas wiercenia studni. Charakterystyka odczynników chemicznych do otrzymywania płynów wiertniczych, cechy ich klasyfikacji. Stosowanie pewne rodzaje rozwiązania dla różnych metod wiercenia, ich parametry.

praca semestralna, dodana 22.05.2012


Historia wiercenia szybów naftowych i gazowych, metody ich wiercenia. Cechy wiercenia obrotowego. Narzędzia do cięcia skał (wiertło, wiosło, wiertła diamentowe). Narzędzie do wydrążania. Sprzęt wiertniczy, płyny wiertnicze.

praca semestralna dodana 27.09.2013


Sprzęt do wiercenia kierunkowego. Układy kierunkowych dolnych otworów. Wiercenie studni poziomych, ich zalety w późnych fazach zagospodarowania pola. Główne kryteria wyboru profilu studni.

prezentacja dodana 05.02.2014


Charakterystyka litologiczna i stratygraficzna odcinka wiertniczego. Dane o zawartości ropy i gazu w przekroju wraz z charakterystyką płynów złożowych. Określenie wymaganej ilości płynów wiertniczych, zużycie komponentów wg interwałów wiercenia. Dobrze projekt.

Stosuje się wiercenie rdzeniowe odwiertów, których technologia ma swoje unikalne cechy, nie tylko do wykonywania otworów w skale, ale także jako metoda wydobywania walca.

Ta technologia jest dość prosta, ale mimo to radzi sobie ze złożonymi zadaniami.

Technologia wiercenia rdzeniowego

Wiercenie rdzeniowe, technologie stosowane do jego wykonania oraz sposoby jego stosowania różnią się pod wieloma względami od innych metod. Oprócz standardowego zastosowania wiercenie rdzeniowe jest również wykorzystywane do poszukiwań geologicznych.

Należy zauważyć, że praca podczas wiercenia studni odbywa się z bardzo dużymi prędkościami, dlatego narzędzie poddawane jest stałym obciążeniom. Aby poprawić jego odporność na zużycie, stosuje się specjalne wtrącenia powierzchniowo czynne.

Wtrącenia powierzchniowo czynne mogą zmniejszać wibracje oddziałujące na sprzęt. A płukanie kolumny, które jest niezbędne podczas pracy, odbywa się za pomocą wody. Jednak do tego można również użyć roztworów glinianych, które zapewniają ochronę przed zniszczeniem i zrzuceniem.

Technologia wiercenia rdzeniowego różni się od innych sposobem działania. Wiertło z węglika lub diamentu porusza się tylko wzdłuż krawędzi, a kamień wewnętrzny jest usuwany po wejściu gleby do świdra. Metoda ta pozwala na analizę wydobytej skały z uwzględnieniem jej położenia geologicznego (naturalna kolejność warstw).

Podczas pracy urządzenia jego adapter, wędzidło i dolne pręty muszą być w jednej linii. W przypadku wiercenia w twardych formacjach otwór jest kalibrowany za pomocą rozwiertaka z węglików spiekanych. Trwałość narzędzia roboczego zwiększa się, jeśli miejsce jest obrabiane przed rozpoczęciem pracy z wiertłem.

Funkcje wiercenia rdzeniowego

Technologia wiercenia rdzeniowego studni ma również zastosowanie w gospodarstwie domowym, gdzie jest wykorzystywana: prace wstępne przed wierceniem ślimakowym studni wodnych. Wynika to przede wszystkim z niezawodności tej metody.

Dodatkowo, ze względu na małą średnicę, praca jest wykonywana wystarczająco szybko, co pozwala na wykopanie gruntu kilkaset metrów w dół w ciągu jednej zmiany.

Warto zauważyć, że płukanie wodą podczas wiercenia rdzeniowego można zastąpić płukaniem. Wyjątkiem są przypadki, gdy w rozwiniętej glebie występuje woda. Mimo to technologia ta umożliwia pracę z niemal każdą glebą i wiercenie do głębokości 1000 m.

Cechy wiercenia rdzeniowego na wystawie

Specyfika wiercenia rdzeniowego i technologia jego zastosowania są podkreślane na największych targach branżowych „Neftegaz”, które odbywają się corocznie na terenach targowych Expocentre.

To międzynarodowe wydarzenie, w którym biorą udział firmy ze wszystkich dziedzin związanych z przemysłem naftowo-gazowym.

Wiercenie odwiertów to jeden z najbardziej aktualnych tematów, na które zwraca się szczególną uwagę na wystawie Neftegaz na terenach targowych Expocentre. Wśród poruszanych tematów znalazły się m.in. zagadnienia rozwoju i doskonalenia urządzeń, zastosowanie nowych technologii, a także metody wiertnicze.

Przeczytaj nasze inne artykuły.

Produkty i usługi > Narzędzie do wiercenia> Rdzeń obrotowy i wiercenie bezrdzeniowe

Obrotowe wiercenie rdzeniowe i wiercenie bezrdzeniowe (stożek rolkowy)

Wiercenie rdzeniowe jest jedną z najpopularniejszych metod wiercenia obrotowego. Główne zalety wiercenia rdzeniowego to wszechstronność, czyli możliwość wiercenia otworów w niemal wszystkich rodzajach skał, możliwość uzyskania próbek rdzeniowych przy niewielkich zaburzeniach naturalnego składu gruntu, stosunkowo duże głębokości wiercenia, obecność duża flota samojezdnych wysokowydajnych platform wiertniczych (URB-5AG, MBU-5 itp.)
Technologia wiercenia bezrdzeniowego przy wierceniu otworów geologiczno-poszukiwawczych jest najszerzej wykorzystywana przez świdry walcowo-stożkowe, które różnią się rodzajem w zależności od kategorii wierceń oraz właściwości fizyko-mechanicznych skał. Przy wierceniu studni świdrami rolkowymi dno wierconych zwiercin jest oczyszczane strumieniem płuczki wiertniczej, sprężonego powietrza i innych środków.

Skład instrumentu:

Rura wiertnicza ze spawanymi złączami narzędziowymi GOST 51245-99

Wykorzystywane są w poszukiwaniach minerałów stałych i wód, w badaniach inżynieryjnych i geologicznych oraz w budownictwie. Do wiercenia studni metodą rdzeniową i bezrdzeniową koronami z węglików spiekanych i diamentów, wiertłami wszystkich typów.
Przykład oznaczenia: Rura wiertnicza ze złączem spawanym 63,5x4,5x3200 GOST 51245-99

Rura Zamek Średnica zewnętrzna, mm Grubość ściany, mm Długość, mm Średnica zewnętrzna, mm Nitka, mm 43 3,5 - 7,0 1700, 2590, 3200, 4700, 6200 43,5 16 З-34 55 3,5 - 8,0 55,5 16 - 22 З-45 63,5 3,5 - 9,0 64 22 - 28 З-53 70 3,5 - 9,0 70,5 28 - 32 З-57 85 3,5 - 9,0 85,5 28 - 40 Z-67

Zamek

Do łączenia wtyczek rur wiertniczych o średnicy 42, 50, 63,5, 73 mm. Tuleja zamka ma dwa otwory - jedno na widły, a drugie na podnośnik. Podczas korzystania z zamków złączka jest przykręcana do górnej części świecy, a smoczek jest nakręcany na jej dolny koniec.
Przykład oznaczenia: Zamek З-50

Rura rdzeniowa, obudowa GOST 6238-77

Rury rdzeniowe służą do pobierania próbek rdzeniowych i utrzymywania pożądanego kierunku odwiertu.
Przykład oznaczenia: Rura rdzeniowa 89x5x3000 st.45 GOST6238-77
Rury osłonowe są używane do obudowy studni
Przykład oznaczenia: Przyłącze złączki rurki osłonowej 89х5х3000 st.45 GOST 6238-77

Średnica rury, mm Długość, mm Grubość ściany, mm Waga 1 m rury, kg Waga sutek, kg 57 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 5 5 0,9 73 5 6,4 1,2 89 5 8,4 1,7 108 5 11 2,4 127 5 14 2,6 146 5 16 2,8 168 6-8 28 5

Rura osłonowa do rury St.3 GOST 10704-91
Przykład oznaczenia: Rura osłonowa 108х4,5х3000 st.3 GOST 10704-91

Średnica rury, mm Długość, mm Grubość ściany, mm Waga 1 m rury, kg 108 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 4 10 114 4,5 12 127 4,5 13,5 133 4,5 14 159 4,5 17

Rura osłonowa do rury St.20 GOST 8732-78
Przykład oznaczenia: Rura osłonowa 108х4,5х3000 st.20 GOST 8732-78

Średnica rury, mm Długość, mm Grubość ściany, mm Waga 1 m rury, kg 108 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 5 13 114 5 13,5 127 5 15 133 5 16 159 5 19

Osłonka smoczka

Służy do łączenia ze sobą rur osłonowych i rdzeniowych

Średnica, mm Długość, mm Grubość ściany, mm Waga sutek, kg 57 205 5 0,9 73 5 1,2 89 5 1,7 108 5 2,4 127 5 2,6 146 5 2,8 168 6 - 8 5

Korona z węglika GOST 11108-77

Przeznaczony do wiercenia rdzeniowego odwiertów poszukiwawczych w miękkich i średnio twardych skałach. Strukturalnie korony to cienkościenny cylinder z gwintem do połączenia z rurą rdzenia na jednym końcu i twardym stopem w postaci oddzielnych płyt na drugim. Kształt płytek węglikowych różni się w zależności od przeznaczenia wiertła. Zgodnie z głównymi cechami konstrukcyjnymi korony mogą być żebrowane i gładkościenne.
Przykład oznaczenia: Korona z węglika SM5-112 GOST 11108-77

Marka Zewnętrzny średnica, mm Kategoria rasy M-2 59, 76, 93, 112, 132, 151, 172 Miękkie skały M-5 Miękkie skały SM-3 SM-4 Mało SM-5 Średnio twarde skały o niskiej ścieralności SM-6 Średnio twarde skały o niskiej ścieralności CA-4 Średnio twarde skały o niskiej ścieralności CT-1 Średnio abrazyjne skały CA-6 Średnio abrazyjne skały

Rozmiar korony Charakterystyka skał M6-93 MB-112 MB-132 MB-151 93/54 112/73 132/93 151/112 Miękkie niestabilne skały z przekładkami z twardych skał I-IV z przekładkami V-VI. Gliny, słabo zacementowane piaskowce, gipsy, bezwodniki, łupki z przekładkami złóż głazowo-kamienistych CM4-76 CM4-93 CM4-112 CM4-132 CM4-151 76/58 93/74 112/93 132/113 151/132 Niskościerna, monolityczna, słabo pęknięta V-VI, częściowo VII. mułowce, mułowce, łupki ilaste i piaszczyste, wapienie, słabe piaskowce CM5-46 CM5-59 CM5-76 CM5-93 CM5-112 CM5-132 46/31 59/44 76/58 93/75 112/94 132/114 V-VI. Dolomity, wapienie, łupki ilaste i piaszczyste, serpentynity CM6-46 CM6-59 CM6-76 CM6-93 CM6-112 CM6-132 CM6-151 46/31 59/44 76/58 93/75 112/94 132/114 151/132 Monolityczne i popękane o niskiej ścieralności V-VI. Dolomity, wapienie, serpentynity, perydotyty CA5-59 CA5-76 CA6-93 CA6-112 CA6-132 59/42 76/58 93/73 112/92 132/112 Ścierny VI-VIII, częściowo IX. Piaskowce, mułowce, gabro, dioryty, porfiryty, wapienie silifikowane Rozmiar korony Średnica, mm zewnętrzna / wewnętrzna Zakres racjonalny Cel narzędzia Charakterystyka skał CM8-93 CM8-112 CM8-132 CM8-151 CM8-172 CM8-222 CM8-276 CM8-328 93/74 112/93 132/114 151/132 172/143 222/201 276/254 328/307 Wiercenie z lokalnym obiegiem i odmulaniem studnie inżynieryjno-geologiczne Monolityczny średnio pęknięty, mało ścierny III-IX, częściowo X. Iły, margle, osady piaszczysto-gliniaste, wapienie, dolomity, gabro, granity, osady głazowo-kamieniste STZ-132 STZ-151 STZ-172 132/111 151/130 172/141 Przerywany, pęknięty z twardszymi warstwami pośrednimi V-VIII. Złoża wapienne, dolomitowe, gabro, granitowe, głazowo-kamieniste 01KT-197 01KT-276 01KT-328 197/178 276/258 328/310 Wiercenie studni geotechnicznych. Wiercenie otworów w konstrukcjach żelbetowych ze zbrojeniem do średnicy 12 mm Niskościerny, monolityczny III-V. Iły, margle, osady piaszczysto-gliniaste

Wiertło rolkowe

Jest to narzędzie do cięcia skał o średnicy od 64 do 490 mm, tnąco-tnące (M), tnące (ST,S), udarowe (TK,T) i udarowe (K) przeznaczone do wierceń górniczych i strzałowych operacje, wiercenia dla ropy i gazu, poszukiwania geologiczne, budownictwo i wiercenia wodne.
Przykład oznaczenia: Stożek rolkowy III 132 TTsV

Dłuto ostrzowe

Służą do wiercenia bezrdzeniowego z płukaniem w skałach I-IV kategorii drążenia z wtrąceniami materiału detrytycznego skał twardszych. Ostrza dłuta są wzmocnione płytkami z węglików spiekanych. Bity zapewniają ROP 2,5 raza szybciej niż bity rolkowo-stożkowe. Mają zwiększoną odporność na zużycie dzięki wzmocnieniu kołkami z węglików spiekanych i napawaniu.
Przykład oznaczenia: Dłuto ostrzowe DL-190

Średnica dłuta, mm Nitka Dopuszczalny moment obrotowy moment, Nm 112 Z-67 2000 10 132 Z-67 8,5 146 Z-88 10 190,5 Z-117 10 215,9 Z-117 22 244,5 Z-121 12 295,3 Z-152 15

Adapter frezarski P1

Adapter z przewodu wiertniczego do rur rdzeniowych. Posiada w dolnej części gwint zewnętrzny do rur rdzeniowych oraz w górnym gwint wewnętrzny do blokady przewodu wiertniczego. Górna część adaptera wykonana jest w formie ściętego stożka z nacięciami na powierzchni zewnętrznej, co zapewnia wydobycie płaszcza rdzenia wraz z jego obrotem w przypadku zakleszczenia przez odłamki skalne wypadające ze ścian otworu wiertniczego i eliminuje możliwość ocierania się o obudowę
Przykład oznaczenia: Adapter frezarski P1-50 / 127

Wywiercić gwint Rury Wątek rdzeniowy rury, mm Długość, mm Waga (kg Z-50, Z-63,5 73 120 3 Z-50, Z-63,5 89 120 4 Z-50, Z-63,5 108 140 6 Z-50, Z-63,5 127 140 9 Z-50, Z-63,5 146 140 11 Z-50, Z-63,5 168 140 14

Potrójny adapter P3

Adapter z przewodu wiertniczego do rur rdzeniowych i wcinających. Na powierzchni zewnętrznej posiada na dole prawoskrętny gwint do rur rdzeniowych i lewoskrętny do rur szlamowych u góry, a także gwint wewnętrzny do przewodów rur wiertniczych. Zewnętrzna średnica korpusu adaptera jest równa zewnętrznej średnicy rdzenia i rur szlamowych
Przykład oznaczenia: Adapter potrójny P3-50 / 127

Wywiercić gwint Rury Wątek rdzeniowy rury, mm Wątek gnojowicy rury, mm Długość, mm Waga (kg Z-50, Z-63,5 73 73 120 3 Z-50, Z-63,5 89 89 120 4 Z-50, Z-63,5 108 108 140 6 Z-50, Z-63,5 127 127 140 9 Z-50, Z-63,5 146 146 140 11 Z-50, Z-63,5 168 168 140 14

Sub P, M, N, PK GOST 7360-82

Przeznaczony do łączenia ze sobą części przewodu wiertniczego i mocowania do niego narzędzia.
Przykład oznaczenia: Sub P-50 / 63,5 (górny/dolny koniec)

Podszewka widelec

Służy do podtrzymywania ciągu rur nad głowicą odwiertu przez szczelinę nypla lub zamka, posiada wydłużony uchwyt i wspornik, który jest przyspawany do uchwytu
Przeznaczenie: Widelec podporowy M-50

Średnica rury, mm Szerokość gardła, mm Długość, mm Waga (kg 42 42 550 3,8 50 47 570 5,8 63,5 56 600 9

Klucz Jack

Klucz przeznaczony jest do wkręcania i odkręcania zamków i nypli rur wiertniczych. Posiada długą rączkę i główkę, której pysk służy do chwytania zamków i sutków za szczelinę
Przeznaczenie: Klucz dłutowy MZ-50

Średnica rury, mm Szerokość gardła, mm Długość, mm Waga (kg 42 41 600 3,3 50 46 600 5,2 63,5 55 600 7,8

Klucz przegubowy KShS

Klucz przeznaczony jest do wkręcania i odkręcania rur wiertniczych, rdzeniowych i osłonowych
Przykład oznaczenia: Klucz przegubowy KShS 108/127

Średnica rury, mm Długość uchwytu, mm Waga (kg 50 400 5,5 63,5 400 7,6 73, 89 450 4,6 108, 127 450 6,0 146 450 6,2 168, 188 620 Długość, mm Wysokość, mm Waga (kg 79 350 120 12,5 89 370 120 13,5 108 400 150 17,5 127 420 150 19,0 146 440 150 20,5 168 440 180 29,9 219 500 180 33,5

Docisk przegubowy (prasa)

Służy do trzymania przewodu wiertniczego w otworze w pozycji wiszącej
Przykład oznaczenia: Zacisk przegubowy D = 63,5 mm

Średnica rury, mm Długość, mm Waga (kg 42 650 6,0 50 700 10,5 63,5 750 23,2

Adapter awaryjny Przeznaczony do odłączania przewodu wiertniczego w przypadku zablokowania rdzeniówki w studni. Średnica 50 i 63,5 mm	Obrotowy amortyzator Służą do podwieszania dławnicy obrotowej z ciągiem rur wiertniczych i pocisku do bloku jezdnego podczas wiercenia z rozładunkiem przez wciągarkę, a także innych obciążeń. Nośność 5t, 10t.	Obrotowa uszczelka Przeznaczony do łączenia obracającego się ciągu rur wiertniczych na łożyskach kulkowych z nieobrotowym wężem ciśnieniowym i doprowadzania płuczki wiertniczej (gazu) do ciągu. Zaprojektowany do pracy przy wysokich obrotach silnika wiertniczego	Łamacz jądra Służy do separacji i zatrzymania rdzenia podczas wiercenia rdzeniowego.Składa się z korpusu z gwintem zewnętrznym i wewnętrznym oraz otworu wewnętrznego, w którym umieszczany jest pierścień rozrywający. Średnica 59, 76, 89, 108mm
Winda Przeznaczony do opuszczania i podnoszenia rur, pozwala szybko chwycić i zwolnić rury wiertnicze, przyspieszając bieg i podnoszenie sznurka. Pierścień elewatora jest zabezpieczony zatrzaskiem, aby zapobiec wyślizgiwaniu się rur z elewatora. Nośność 7,5t.	Obudowa głowy Przeznaczony do chwytania za gwint, podnoszenia i trzymania w stanie podwieszonym przewodu rurowego i jego poszczególnych części podczas operacji w obie strony. Średnica 108, 127, 146, 168mm	Widelec podporowy do URB-2A2

Wynalezione 155 lat temu wiercenie rdzeniowe, którego technologia przetrwała próbę czasu, jest poszukiwane do dziś. Metoda ma zastosowanie w przypadku konieczności przeprowadzenia badań geologicznych podłoża skał.

Charakterystyka metody

Rdzeń wydobyty na powierzchnię to cylindryczna kolumna materiału, pobierana jest na próbkę i transportowana w górę za pomocą podnośnika śrubowego – jest on w stanie wiele powiedzieć badaczom podłoża.

Na odcinku widoczne są formacje, żadna z obecnie istniejących metod wiertniczych nie będzie w stanie dać tak dokładnych wskaźników.

W ten sposób wywiercono supergłęboką studnię Kola. Osiągnięto granicę 12,262 tys. metrów - unikalny wynik w odwiertach poszukiwawczych.

A podstawowa metoda jest również niezastąpiona, gdy technologia daje wiarygodny wynik - 100%. Warto zrozumieć zawiłości samej technologii, w narzędziu do jej implementacji, aby przestudiować wszystkie plusy i minusy.

Zastosowanie technologii rdzeniowej nie jest trudne, specjaliści mogą pracować ze wszystkimi rodzajami skał, do głębokości 1 tys. metrów, gdy odcinki warstw są wyprowadzane na powierzchnię z określoną częstotliwością.

Obszary zastosowania tej technologii

Wśród punktów zastosowania wiercenia rdzeniowego warto wyróżnić kilka podstawowych.

Górnictwo - zagospodarowanie górskich złóż kopalin stałych.

Wynikiem przejścia jest rdzeń lity, który służy do analizy skał w okolicy. Jest okresowo usuwany w celu ustalenia schematu występowania skał na tym terenie.

Autonomiczne zaopatrzenie w wodę – organizacja procesu wymaga zbadania podłoża prywatnych gospodarstw ziemskich w celu uzyskania dostępu do podziemnych źródeł wody. Do zlokalizowania studni konieczne są wiercenia hydrogeologiczne.

Budynek - do - wyposażenia. Budowniczowie muszą wiedzieć, na jakiej głębokości będzie warstwa piasku lub zaczynają się duże kamienie. Od tego zależy stabilność budynku. Technologia ta idealnie nadaje się do wiercenia dużych otworów w konstrukcjach żelbetowych.

Ta metoda jest odpowiednia do pionowego przejścia studni i pod pożądanym kątem.

Esencja technologii

Urządzeniem do kruszenia gleby jest wiertło rdzeniowe (wiertło) - specjalne narzędzie z częściami tnącymi z węglików lub wkładkami diamentowymi.

Z jego pomocą profesjonalni wiertnicy wykonują w glebie otwory o wymaganej głębokości i średnicy tak szybko, jak to możliwe.

Wiercenie rdzeniowe studni jest wykonywane przez brygadzistów przy dużych prędkościach głównej części, dlatego platforma jest poddawana silnemu obciążeniu. Do urządzenia korony - mocnego i wygodnego pierścienia wykonanego ze stalowego kęsa - wydrążonego cylindrycznego elementu z ostrymi siekaczami - stosuje się twarde stopy: wygra wolfram, stal lub diamenty.

Korona porusza się ściśle wzdłuż krawędzi, a skała od wewnątrz pozostaje nienaruszona. Po zasypaniu szybu roboczego gruntem, okresowo pobierane są próbki do badań z odbiornika rdzenia i określenia przekroju geologicznego terenu.

Mała średnica wiertła do 160 mm pozwala na pokonanie nawet kilkuset metrów na zmianę, wszystko zależy od twardości skały.

Po zakończeniu wiercenia rdzeniowego i przejrzeniu wyników można łatwo rozpocząć od pełnego odzyskania zawartości odwiertu.

Etapy procesu

Technologia jest wdrażana w następującej kolejności:

• Powierzchnia jest czyszczona z gruzu i ciał obcych.
• Niedaleko przyszłych dołków wykopywany jest dwumetrowy otwór do spuszczania płynu do płukania.
• W ziemi wybijany jest otwór na wiertło, korona jest połączona z rurą rdzeniową, która rośnie w miarę upływu czasu.
• Następnie rurami wiertniczymi - górną mocuje się w wiertnicy napędzanej silnikiem - w ten sposób rozpoczyna się wiercenie.
• Gdy rura jest całkowicie wypełniona, podnosi się ją na powierzchnię, wydobywając z niej skałę młotkiem, uderzenia nie są przykładane zbyt mocno.
• Wiertło jest ponownie zanurzane w otworze i wiercone do osiągnięcia wymaganej głębokości.

Wiercenie odbywa się z płukaniem, ale jeśli nie ma na to wystarczającej ilości wody, proces pracy odbywa się na sucho. Jeśli specjaliści używają w swojej pracy narzędzi diamentowych, do regularnego płukania używają specjalnej emulsji.

W przypadku gleb piaszczystych do roztworu dodać płynne szkło, masę glinianą, wzmacniającą ścianki otworu.

W przypadku gruntów o niestabilnej strukturze studnia w trakcie pogłębiania jest wzmacniana rurami osłonowymi. Często zamiast spłukiwania wodą stosuje się tańsze przedmuchiwanie sprężonym powietrzem.

Cechy technologiczne metody

Metoda wiercenia rdzeniowego ma szereg cech:

• Rzemieślnicy mogą nawet radzić sobie z luźną glebą, różne ostre korony pozwalają rzemieślnikom zmieniać warstwy skalne o dowolnym poziomie twardości.
• Otwór studni jest łatwy do wyrównania, jeśli jego średnica mieści się w zakresie 1 metra.
• Solidne, najnowocześniejsze wiertnice często można znaleźć w krętym terenie.
• Rury rdzeniowe o długości 0,4–6 m są również ponownie wykorzystywane zgodnie z ich przeznaczeniem.
• Wiertło trzeba od czasu do czasu wymieniać, staje się nudne.
• Przed rozpoczęciem następnego wiertła diamentowego dno studzienek jest traktowane wiertłem, aby przedłużyć żywotność wiertła.
• Obszar pod spodem ma być ściśle poziomy.

Sprzęt do rdzeniowych wierceń przemysłowych i poszukiwawczych jest często instalowany na podwoziach ciężkich pojazdów MAZ, KAMAZ i Ural, ciągników lub gąsienicowych pojazdów specjalnych (pojazdów terenowych) w przypadku złożonego terenu.

Jeśli chodzi o problemy z zaopatrzeniem w wodę, dostępnych jest sporo lekkiego sprzętu mobilnego do wiercenia studni wodnych.

Plusy i minusy wiercenia rdzeniowego

Do pozytywnych aspektów procesu należą:

• Punktowe działanie świdra wycinającego skałę wzdłuż jego promienia, w przeciwieństwie do świdra obrotowego, niszczy glebę podczas przejazdu.
• Wysoka wydajność metody.
• Umiejętność badania struktury podziemnej gruntów na terenie robót poprzez wiercenie rdzeniowe.
• Za pomocą tej metody wiercone są wznoszące się, wielostronne, odchylone studnie; w dowolnych warstwach, w tym bazalcie i granicie.
• Prędkość obrotowa wiertła jest regulowana: na miękkim podłożu, raczej niskich obrotach, twarde skały wymagają wyższych.
• Stosunkowo wysoka prędkość penetracja, zmniejszając koszt obiektu, przy zmniejszeniu energochłonności procesu.

Jak w przypadku każdego procesu, wiercenie rdzeniowe ma pewne wady:

• W tych procesach, gdy stosuje się roztwór gliny, istnieje ryzyko zamulenia warstwy wodonośnej przez produkty myjące.
• Szybkie zużycie narzędzia.
• Wiercenie na sucho jest zbyt kosztowne.

Lista jest niewielka, ale w trakcie przyjmowania zasad produkcja technologiczna muszą być brane pod uwagę. Takie podejście pozwoli zaoszczędzić zasoby, czas i kwestie kadrowe.

Te czynniki pozostają decydujące podczas pracy z głębokimi szwami. Koszt sprzętu wraz z ceną robót ziemnych to solidna liczba.

Proces wiercenia rdzeniowego odbywa się w kilku etapach, sprzęt podlega regularnej kontroli pod kątem uszkodzeń i odprysków. Mistrzowie przechodzą regularne szkolenia w zakresie bezpieczeństwa, ten środek ostrożności znacznie zmniejsza procent obrażeń.