Роторный станок для бурения скважин

Типы буровых машин для вращательного бурения скважин

Вращательный бур использует вращающуюся буровую коронку для создания диаметра скважины. Буровая коронка опускается в буримый материал. Вращательные буровые машины для скважин являются предпочтительным методом бурения скважин большого диаметра и обеспечивают отличную управляемость выравнивания бура и глубины проникновения.

Два основных метода вращательного бурения - это каротаж, при котором цель - получить цилиндрический образец буримого материала, и бурение сплошным шнеком или шнековое бурение, где используется винт или шнек для удаления буримого материала.

Поскольку для многих материалов, в которые бурятся скважины, необходимо обеспечить опору для буровой техники, используются различные методы добавления опоры или обсадной колонны. К таким часто временным опорам относятся грязь, воздух, а также цементный раствор или цемент под давлением.

Нагнетание под давлением является наиболее распространенным методом и включает использование бурового раствора как для смазки бура, так и для обеспечения опоры скважине. Буровой раствор представляет собой смесь воды и бентонита, глины, которая при смешивании с водой образует вязкую жидкость с превосходными смазывающими свойствами. Водозаборные скважины часто используют буровой раствор в качестве опорной жидкости.

При бурении воздухом или пеной в забое сжатый воздух смешивается с пенообразующими агентами для создания пенистой опоры, которая помогает удалять мусор из скважины. Этот метод в основном используется при геотехническом и минерально-разведочном бурении.

Вращательные буровые машины можно разделить по типам используемых буровых коронок:

• Шарошечные долота: Шарошечные долота, также известные как триконечные долота, имеют литой стальной корпус с тремя коническими роликами, каждый из которых имеет характерный зубчатый рисунок для оптимальной производительности бурения. Три конуса вместе образуют равносторонний треугольный рисунок, но возможны и два других конфигурации конусов. Конусы смещены друг относительно друга, а сам бур вращается, когда он опускается в материал. Когда конусы катятся по поверхности, они копают или разрезают материал. Новые версии шарошечных долот, известные как «долота с вставками», имеют зубья, замененные вставками из карбида вольфрама, чтобы повысить их долговечность и производительность.
• Долота с неподвижными резцами: Долота с неподвижными резцами, также известные как долота PDC, имеют инкрустированные алмазами клиновидные резцы. Эти резцы разрезают слои породы, когда долото вращается и опускается в землю. Инкрустированный алмазами материал обеспечивает долоту прочность и долговечность.

Методы трансмиссии

Крутящий момент для привода долота создается верхним приводом или келли-боксом. Верхние приводы относятся к методу бурения, при котором бурильная колонна вращается с помощью трансмиссии, расположенной над буровой платформой. В системе келли-привода келли представляет собой полый квадратный стержень, который передает вращательное движение от приводного устройства, расположенного на буровой платформе, через пассивный вращающийся узел к бурильной трубе ниже. В обоих случаях приводная система также обеспечивает циркуляцию бурового раствора через бурильную трубу к долоту.

• Типы мобильности: Вращательные буровые машины также можно разделить по способу их мобильности. Три метода мобильности - это установка на грузовике, на прицепе или на санях, которые беспрепятственно интегрируют буровые установки. Установки на грузовиках обеспечивают мобильность и универсальность для различных буровых работ, а установки на прицепах обеспечивают легко транспортируемое решение для бурения в разных местах. Прочные и надежные буровые машины, установки на санях специально разработаны для установки на платформу с санями.

Поворотные опоры - это лопатки или плиты, которые поддерживают буровую установку и помогают при бурении поворотным способом, в основном для бурения скважин для воды и других вертикальных буровых работ. Колыбельные и гусиные шеи также популярны для крепления на транспортных средствах для поддержки горизонтального бурения.

Технические характеристики и техническое обслуживание

• Диаметр бурения: Диаметр скважины, которую может создать машина, часто попадает в определенный диапазон. Машины, создающие более широкие отверстия, стоят дороже и часто имеют более сложную конструкцию. Для некоторых работ достаточно только узкого отверстия, чтобы установить насос и трубу, которые будут использоваться для извлечения грунтовых вод.
• Глубина бурения: Это глубина, на которую можно добраться до большинства скважин. Если требуется только мелкая скважина, можно использовать машину с меньшим двигателем и менее сложной конструкцией. Важно знать глубину залегания грунтовых вод перед выбором типа машины для бурения скважины.
• Мощность: Машины с бензиновыми, дизельными или электрическими двигателями доступны. Мощность, необходимая для бурения скважины, будет зависеть от конструкции машины, диаметра и глубины скважины, которую необходимо пробурить.
• Вес: Вес вращательной буровой машины для скважин определяет, нужно ли ее транспортировать на место бурения или ее можно использовать на месте, где требуется скважина. Более легкие машины можно легко транспортировать, но более тяжелые способны бурить глубже и через более твердый материал.

Вращательная машина для каротажа скважин требует регулярного технического обслуживания для обеспечения ее оптимальной работы. Вот несколько советов по техническому обслуживанию:

• Смазка: Регулярно смазывайте подвижные части машины, такие как подшипники, шестерни и цепи, чтобы предотвратить износ.
• Очистка: Тщательно очищайте машину после использования, чтобы удалить грязь, мусор или буровой раствор, которые могут повредить ее.
• Проверка: Регулярно осматривайте машину на наличие повреждений или износа, таких как трещины, утечки или ослабленные детали. Немедленно отремонтируйте или замените поврежденные детали.
• Система охлаждения: Регулярно проверяйте систему охлаждения машины, чтобы предотвратить перегрев, который может привести к серьезным повреждениям.
• Гидравлическая система: Проверяйте гидравлическую систему на наличие утечек или ослабленных соединений и убедитесь, что жидкость находится на правильном уровне.
• Электрическая система: Проверяйте проводку, соединения и компоненты электрической системы, чтобы убедиться, что они находятся в хорошем состоянии.
• Хранение: Когда буровая машина не используется, храните ее в сухом и закрытом месте, чтобы защитить ее от элементов.

Сценарии применения вращательных буровых машин для скважин

Вращательные буровые машины для скважин используются в различных отраслях промышленности и приложениях. Вот некоторые ключевые области и сценарии, в которых они используются:

• Бурение водозаборных скважин:

  Вращательные буровые установки для скважин обычно используются для бурения водозаборных скважин. В районах с ограниченным доступом к источникам воды, например, в сельских общинах или на сельскохозяйственных угодьях, эти машины создают скважины для извлечения грунтовых вод и обеспечивают надежное водоснабжение.

• Геотехнические исследования:

  Вращательные буровые установки используются для проведения геотехнических исследований и оценки состояния почвы. Анализируя состав, структуру и устойчивость почвы, инженеры могут принимать обоснованные решения по проектированию фундаментов.

• Очистка окружающей среды:

  В проектах по очистке окружающей среды вращательные буровые машины для скважин играют решающую роль в удалении загрязняющих веществ из почвы. Возможности точного бурения позволяют безопасно и эффективно извлекать загрязненную почву или грунтовые воды, способствуя восстановлению загрязненных участков и защите экосистем.

• Горнодобывающие операции:

  В горнодобывающих операциях вращательные буровые машины для скважин необходимы для эффективной добычи полезных ископаемых. Машины обеспечивают точное и целевое бурение скважин для доступа к месторождениям полезных ископаемых, обеспечивая оптимизированные горные работы и максимальное извлечение.

• Бурение фундаментов:

  В строительных проектах вращательные буровые машины для скважин используются для создания глубоких фундаментов. Возможность бурения точных и глубоких скважин облегчает установку свай подкопа, обеспечивая устойчивость и поддержку конструкций, построенных на сложных грунтах.

• Горизонтальное направленное бурение:

  В приложениях бестраншейных технологий вращательные буровые установки для скважин используются для горизонтального направленного бурения. Эта технология позволяет устанавливать трубопроводы, кабели или коммуникации с минимальными нарушениями поверхности, что делает ее подходящей для проектов в городских районах или в экологически чувствительных ландшафтах.

• Бурение геотермальных скважин:

  Вращательные буровые машины для скважин используются для создания скважин для геотермальных тепловых насосов. Эти системы используют стабильную температуру подпочвы для обеспечения энергоэффективного отопления и охлаждения зданий, снижая зависимость от традиционных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

• Отбор керна:

  Отбор керна является важным применением вращательных буровых машин для скважин в различных отраслях промышленности, включая горнодобывающую, экологическую оценку и строительство. Извлекая цилиндрические образцы керна, машины предоставляют ценные данные о геологии подпочвы, составе почвы и загрязнении, помогая в оценке ресурсов, характеристике участка и принятии обоснованных решений по разработке проекта.

Как выбрать вращательную буровую машину для скважин

Как только покупатели ознакомятся с различными типами вращательных буровых машин для скважин и их конкретными областями применения, им следует учесть следующие факторы:

• Глубина и диаметр скважины:

  Во-первых, покупателям необходимо определить глубину и диаметр скважин, которые они планируют бурить. Это поможет им выбрать буровую машину с достаточной мощностью и спецификациями для удовлетворения их буровых требований, не сталкиваясь с ограничениями.

• Условия грунта:

  Тип и образование грунта, с которым работают покупатели, могут повлиять на производительность буровой машины. Различные буровые машины и навесное оборудование подходят для различных условий грунта, таких как абразивные, связные или рыхлые образования. Например, в случае каменистых образований потребуется воздушный компрессор, чтобы поддержать полый бур с струйной промывкой.

• Бюджет:

  Установите бюджет для буровой машины и подумайте о долгосрочной экономической эффективности инвестиций. Оцените потенциальную отдачу от инвестиций, исходя из количества скважин, которые планируют пробурить покупатели, и дохода, полученного от каждой скважины.

• Мобильность и размер:

  В зависимости от места бурения скважин мобильность машины может быть решающим фактором при выборе. Если место труднодоступное или опасное, может быть предпочтительнее буровая установка на санях или на грузовике из-за ее транспортабельности и простоты установки в бездорожье.

• Простота использования и технического обслуживания:

  Учитывайте простоту использования и технического обслуживания машины. Выберите буровую машину с интуитивно понятной системой управления и хорошо документированными процедурами технического обслуживания, чтобы минимизировать время простоя и обеспечить надежную работу в полевых условиях.

Q & A

В: Каковы тенденции в технологии бурения скважин?

О: Экологически чистые методы бурения пользуются спросом. Буровые машины становятся более автоматизированными с использованием интеллектуальных технологий для анализа местоположения, дистанционного мониторинга и прогнозного обслуживания. Приоритетом является повышение безопасности. Разрабатываются инструменты для лучшего сбора данных о составе почвы, уровне влажности и плотности породы.

В: В чем разница между каротажным буром и вращательным буром?

О: Каротажный бур извлекает цилиндрический керн материала из земли. Он делает это, используя кольцевую режущую кромку, оставляя полость той же формы. Вращательные буры используют буровую коронку, чтобы выдалбливать материал. Затем он создает хаотичную полость. Вращательное бурение лучше подходит для добычи нефти и воды, а каротаж - для геотехнической выборки. Он также лучше подходит для добычи полезных ископаемых.

В: Какой тип бура лучше всего подходит для водозаборных скважин?

О: Воздушно-каротажный бур является наиболее предпочтительным для автономного бурения водозаборных скважин. Он работает без водяных или грязевых систем охлаждения, что делает его пригодным для сухих пустынных районов. Кроме того, он позволяет использовать методы туманного бурения. Этот улучшенный метод сводит к минимуму пылевое загрязнение, повышая при этом эффективность бурения в засушливых условиях.

В: Какой размер буровой установки используется для бурения скважины?

О: Буровые машины для скважин бывают самых разных размеров, от небольших портативных установок до крупных вращательных буров. Оптимальный размер зависит от проекта, глубины и диаметра необходимой скважины.

В: Какие трудности возникают при бурении скважин?

О: Основные трудности - это различные условия грунта и породы, глубина скважин, поступление воды и ограниченный доступ к местам бурения. Также важно учитывать экологические нормативы и взаимодействие с сообществом.