Металлическое направленное бурение

Типы оборудования для направленного бурения

• Буровые установки

  Буровая установка представляет собой крупную машину, используемую для бурения отверстий в земле. В настоящее время в мире используется несколько типов буровых установок. Каждая из машин подходит для определенного типа задач. Для целей этой статьи мы сузим широкий спектр существующих буровых установок до четырех популярных типов: буровая установка с верхним приводом, установка с кабиной управления, морская буровая установка и буровая установка на прицепе.

• Буровые растворы и добавки

  Буровой раствор — это огромная жидкость, циркулирующая во время металлического направленного бурения для смазки бурового долота и удаления шлама из скважины. Буровой раствор играет несколько важных ролей в процессе бурения. Он способствует стабилизации ствола скважины и обеспечивает баланс давления между буровым раствором и подземными образованиями. Буровой раствор также позволяет циркулировать, контролировать и охлаждать буровое долото.

  В отрасли используются два основных типа бурового раствора — на водной основе и на масляной основе. Другие типы включают раствор на синтетической основе, воздушное бурение и пенобурение.

• Буровые инструменты и долота

  Вращательное бурение, невероятно популярная техника, используемая по всему миру сегодня, в значительной степени зависит от использования буровых долот. Эти буровые долота затем крепятся к колонне труб, известной как буровая колонна.

  Проще говоря, буровое долото — это часть бурового оборудования, используемая для создания разреза или отверстия в поверхности. Существуют две основные категории буровых долот: ударные долота и вращательные долота. Вращательные долота дополнительно делятся на долота с роликовыми коронками и долота с неподвижными режущими кромками.

• Бурильная труба и колонна

  Колонна труб, используемая для передачи бурового раствора и крутящего момента, а также для закачки жидкости, известна как буровая колонна. Компоненты буровой колонны — бурильная труба, бурильная колонна и трубная сборка. Буровая колонна способствует передаче вращательных сил, необходимых для вращения бурового долота. Она также играет важную роль в контролируемой циркуляции бурового раствора в скважину и из нее во время всей операции металлического направленного бурения.

  Как и многие другие отраслевые инструменты, буровая колонна изготавливается из нескольких видов прочных, надежных и долговечных материалов, чтобы гарантировать ее устойчивость к давлению и высокой подаче, необходимым для эффективной работы.

Спецификация и техническое обслуживание

Конкретные характеристики машин для направленного бурения будут зависеть от типа и модели, а также от их предполагаемого использования. Ниже приведены некоторые ключевые характеристики, на которые следует обратить внимание:

• Диаметр бурения: Диапазон диаметров буровых отверстий, которые в настоящее время могут быть выполнены с помощью буровой машины. Это также включает размер бурового долота, поставляемого с машиной.
• Глубина бурения: Это максимальная глубина, на которую может опуститься буровое устройство. Обычно выражается в футах или метрах.
• Трансмиссионная система: Имеет ли буровая машина автоматическую или ручную трансмиссионную систему.
• Мощность: Тип источника питания (электрический, гидравлический, пневматический, бензиновый или высоконапорный водяной) и мощность, используемые буровой машиной.
• Масса машины: Это относится к общей массе машины для направленного бурения, за исключением любых приспособлений. Обычно выражается в кг или фунтах.
• Сила толкания-тяги: Это осевая сила (толкание и отвод), генерируемая буровым устройством. Все машины для горизонтально-направленного бурения (ГНБ) генерируют различные виды сил толкания-тяги, которые обычно выражаются в тоннах или фунтах.
• Грязевой насос: Тип грязевого насоса, подключенного к машине, и его производительность.
• Кабели и соединение: Типы кабелей и соединений, используемых буровой машиной для создания труб и других подземных коммуникаций.

При правильном уходе и техническом обслуживании машина для металлического направленного бурения может эксплуатироваться в течение многих лет без необходимости в частых поломках или ремонтах. Вот несколько основных рекомендаций по техническому обслуживанию бурового устройства:

• Буровая головка может легко поцарапаться или повредиться. Поэтому важно хранить ее в правильном месте. Используйте кран, чтобы поднять головку и поместить ее на ровную площадку или на раму буровой машины. Убедитесь, что буровая головка находится далеко от любого препятствия, которое может ее повредить.
• Убедитесь, что буровой раствор постоянно циркулирует и хорошо перемешивается, чтобы он мог смазывать буровую головку и удалять мусор из зоны бурения.
• Всегда имейте в наличии запасные части. Это позволяет быстро заменить поврежденные детали бура. Запасные части для буровых машин ГНБ включают уплотнения, прокладки, подшипники, компоненты грязевого насоса, банджо, драконьи зубы, буровые долота, детали коробки передач и многое другое.
• Перед установкой запасных частей в буровую машину регулярно проверяйте и тестируйте их на предмет повреждений, чтобы убедиться, что они исправны и не повреждены.
• Проводите регулярное техническое обслуживание. Это гарантирует, что все поврежденные участки машины будут своевременно отремонтированы, а все участки, нуждающиеся в смазке, регулярно смазываются.

Сценарии металлического направленного бурения

• Инфраструктурные проекты

  Металлическое направленное бурение проводится для крупных инфраструктурных проектов, таких как строительство дорог, мостов и железных дорог. Трубы и кабели необходимо прокладывать под или вокруг этих сооружений, не нарушая фактический процесс строительства. Бур может проделывать горизонтальные отверстия из точки, удаленной от места расположения материалов.

• Городские проекты

  Направленное бурение хорошо подходит для городских районов, которые перенаселены и имеют сложные существующие подземные сети. В местах с небольшим пространством подрядчики могут бурить из одной открытой площадки в другую, избегая наземных препятствий. Этот метод также отличается гибкостью по глубине и может адаптироваться к различным грунтовым условиям.

• Экологическая чувствительность

  Использование горизонтального бурения может помочь защитить поверхность в ситуациях, когда важно свести к минимуму воздействие на окружающую среду. Оно полезно, когда допускается только небольшая площадь нарушений, например, рядом с водно-болотными угодьями или охраняемыми землями. Эта техника не требует прокладки линии по всей площади, где необходимо прокладывать линии. Горизонтальное бурение из одной точки входа менее разрушительно, чем другие методы, которые требуют обширной расчистки поверхности.

• Опасения землевладельцев

  Горизонтальное бурение хорошо подходит для тех случаев, когда необходимо свести к минимуму доступ к земле и помехи для землевладельцев. Буровой оператор может сократить количество участков, где используется поверхностная земля, до одной или двух точек входа и выхода. Оно позволяет избежать необходимости прокладывать длинный ров по всей трассе кабеля. Это означает, что меньше точек, где земля нарушается, поэтому помехи для землевладельцев и арендаторов минимальны. Только некоторые участки земли необходимо временно использовать для бурения, что упрощает работу для всех участников.

Как выбрать буровые долота для металлического направленного бурения

При выборе подходящего бурового долота для металлического направленного бурения необходимо учитывать несколько факторов. Наиболее важным аспектом является тип бурения, подчеркивающий состав грунта и площадь поверхности земли, которую необходимо пробурить. Для разных грунтов потребуются разные буровые долота, чтобы буровая головка достигла желаемой глубины.

Размер и форма бурового долота определяются целевой зоной, которую необходимо пробурить. Диаметр и длина бурового долота необходимы для создания отверстия определенного размера. После того, как отверстие создано, форма отверстия определяется используемым буровым долотом. При прокладке труб в сельской местности или в городских районах может потребоваться бурить отверстия различного размера и формы в зависимости от поставленной задачи.

Грунтовые условия также играют значительную роль в определении типа бурового долота, которое необходимо использовать. Если земля имеет каменистый грунт или если она изменилась из-за многолетнего развития подземных городских районов, потребуется определенный тип буровой головки, чтобы пройти через неровную поверхность.

Используемый метод бурения также играет роль в определении того, какую буровую головку использовать. Например, в случае метода воздушной смеси используется определенный тип буровой головки, а в случае гидравлического бурения — другой тип буровой головки.

При прокладке трубопроводов точность буровой головки становится важной, чтобы трубы могли быть проложены точно и своевременно.

Стоимость также является важным фактором, и многие предприятия захотят знать, как долго можно использовать буровую головку и какова ее максимальная производительность с точки зрения рентабельности.

Вопросы и ответы

В: Каковы тенденции в отрасли металлического направленного бурения?

О: Одним из текущих направлений развития на рынке металлического направленного бурения является внедрение ИИ для оптимизации рабочего процесса. Искусственный интеллект может обеспечить автономные варианты бурения, упрощая задачи инфраструктурного бурения. Этот автоматизированный подход может помочь предприятиям сократить расходы на рабочую силу и повысить производительность. Искусственный интеллект упрощает бурение за счет улучшения выбора долот и планирования траектории бурения. ИИ повлияет на уровень эффективности в отрасли, открывая путь для более мощных и интеллектуальных машин.

В: Каковы преимущества металлического направленного бурения?

О: Металлическое направленное бурение предлагает несколько преимуществ для покупателей. Одним из них является экономическая эффективность. ГНБ использует более короткие пути бурения, чтобы сократить расходы на материалы. Это также означает меньше нарушений поверхности, что приводит к более быстрому завершению проекта. Кроме того, ГНБ бурит с точностью и гибкостью даже на сложной местности. ГНБ создает точные туннели для прокладки труб, проводов и кабелей. ГНБ имеет диапазоны мощности, что позволяет использовать его для различных трубопроводных проектов. ГНБ также защищает окружающую среду, сокращая нарушение земель и эрозию.

В: Как работает воздушное направленное бурение?

О: Воздушное направленное бурение использует сжатый воздух для привода поршня внутри трубы с двойными стенками. Толкаемое буровое долото на конце внутреннего стержня движется в направлении потока воздуха. После создания скважины буровое долото можно повернуть назад, чтобы извлечь внутренний стержень, после чего процесс можно повторить для дальнейшего бурения.

В: Каковы ограничения металлического направленного бурения?

О: Несмотря на множество преимуществ, металлическое направленное бурение также имеет некоторые ограничения. Успех ГНБ в значительной степени зависит от опыта и квалификации оператора. Для точного бурения и хорошего управления машиной требуется опытный оператор. ГНБ также требует точной оценки участка и картирования подземных препятствий. Необходимы также большие и дорогостоящие машины ГНБ, которые могут быть неэкономичными для небольших проектов. Кроме того, грунтовые условия должны быть подходящими для ГНБ. Песчаные или гравийные почвы потребуют дополнительных проходов для расширения и большего количества стабилизирующих жидкостей.