Что такое буровой инструмент при бурении скважин
Буровой инструмент
В. С. Будянский, Б. Н. Кутузов, В. А. Филимонов.
Полезное
Смотреть что такое «Буровой инструмент» в других словарях:
Буровой инструмент — – оборудование, применяемое при разработке скважин. По назначению подразделяется на породоразрушающий, технологический, вспомогательный и аварийный. К технологическому инструменту относится буровой инструмент, используемый непосредственно… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ — служит для бурения скважин. При штанговом бурении применяются штанги полые стержни длиной 1,5 2 м, соединяемые муфтами; ложковый бур применяется при мягких (глина, суглинки, влажные супески) грунтах, причем частицы грунта извлекаются буром при… … Технический железнодорожный словарь
буровой инструмент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN boring tooldrill tool … Справочник технического переводчика
БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ — общее назв. механизмов и приспособлений, применяемых при бурении шпуров, скважин и ликвидации аварии, возникающих в глубоких скважинах. По назначению Б. и. разделяют на технологич. (буровые долота, резцы, штанги, центраторы, утяжелители, элементы … Большой энциклопедический политехнический словарь
буровой инструмент для колонкового бурения — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN core drill fittings … Справочник технического переводчика
буровой инструмент и оборудование — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN ancillary … Справочник технического переводчика
буровой инструмент роторного бурения — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN rotary tools … Справочник технического переводчика
буровой инструмент струйного типа с кавитационным эффектом — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN cavitating jet drill … Справочник технического переводчика
буровой инструмент, использующий эффект опережающих канавок на забое — (получаемых за счёт струй бурового раствора с кавитационным действием) [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN cavitating jet kerfing device … Справочник технического переводчика
АВАРИЙНЫЙ БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ — прибор, предназначенный для захвата и извлечения оставшегося в скважине при поломке бурового инструмента или случайно упавших предметов. Оборванные штанги поднимаются при помощи специального крючка, метчика, колокола с внутренней нарезкой или… … Технический железнодорожный словарь
Виды бурового инструмента
Буровой инструмент, используемый для бурения скважин различного типа и назначения, делится на несколько основных видов в зависимости от типа выполняемых им функций. При этом в одну категорию бурового инструмента может входить целый комплекс весьма отличных друг от друга инструментов, образующих таким образом отдельные подвиды.
Так, колонковые трубы и буровое долото будут входить в категорию технологического бурового инструмента, так как, несмотря на кардинальные отличия в своем строении и выполняемой работе, направление проводимых с помощью этих инструментов работ относится к одному виду. Технологический буровой инструмент включает в себя все устройства и приспособления, которые выполняют ряд функций по созданию скважины: не только ее бурению, но также расширению и подготовке к эксплуатации. К этой же категории можно отнести и кернорватели, и шнеки буровые, и бурильные трубы, и многое другое.
Виды бурового инструмента включают еще одну категорию, которая включает вспомогательные инструменты. Данный вид бурового инструмента включает в себя все устройства, предназначенные для организации функционирования технологического бурового инструмента, а именно: для осуществления сборки, для организации прочного соединения элементов, а также осуществления операций по спуску и подъему оборудования. Вспомогательный буровой инструмент включает муфты, замки для труб, хомуты для обсадных труб, ключи шарнирные и ключи цепные, подкладные вилки, элеваторы и прочие приспособления.
Следующий вид бурового инструмента выполняет более узкий набор функций. Для внесения корректировок при проведении буровых работ используется так называемый специальный буровой инструмент: к числу представителей данного вида относятся стабилизаторы и отклонители.
Последний, но не менее важный, вид бурового инструмента используется для предотвращения аварийных ситуаций, возникающих в процессе проведения буровых работ, и нейтрализации их последствий. Аварийный буровой инструмент предназначен для извлечения из скважины оборудования – этот подвид называется ловильным и включает метчики, колокола, удочки и иные инструменты. Также в категории аварийного инструмента выделяются подвиды силовых и режущих буровых устройств.
В каждом из представленных видов бурового инструмента, как уже неоднократно отмечалось выше, можно выделить множество подвидов. Каждый подвид предназначен для проведения буровых работ в различных условиях (твердость горной породы, типы грунта и т.д.) и для различных целей: для бурения на воду, для добычи нефти и газа и т.д. В зависимости от целей и условий работы выбираются конкретные инструменты.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Издается с 2007 года
Бурильное оборудование: виды, назначение, способы бурения
Оборудование для бурения применяется во многих сферах – добывающей промышленности, строительстве, коммунальном хозяйстве. В зависимости от цели, типа грунта и других факторов применяются различные методы и машины.
Бурение шнековым способом
Этот способ подходит для мягких, песчаных почв и непригоден для монолитных скалистых пород. Шнековое бурение применяют как в промышленных масштабах, так и для частных хозяйств.
Буровое оборудование в данном случае представляет собой передвижное устройство с ручным или механизированным буром, закрепленным на регулируемую штангу.
Сам бур представляет собой трубу обвитую стальной лентой – шнек и заострённые наконечник. Отсюда и пошло название метода бурения – шнековый.
Особенностью этого вида является то, что порода поднимается на поверхность по ленте шнека, без использования специальной промывочной жидкости. Поэтому работать можно при низких температурах.
Разработка шнеком ведется в горизонтальном и вертикальном направлениях. Вертикальные скважины используют под сваи и для добычи воды. Обычно глубина разработки на воду составляет от 50 до 80 м.
Рабочий процесс выглядит следующим образом: первый проход делают на глубину одной штанги, затем выключают установку, поднимают и наращивают штангу, после продолжают бурение.
Несмотря на то, что охлаждение бура во время работы происходит от почвы, более эффективными считаются шнеки с полой центральной трубой. По ней посредством гидравлического насоса подают воду или воздух, тем самым уменьшая силу трения о грунт и ускоряя разработку.
Во время работы измельченный грунт поднимается по ленте шнека на поверхность. Но часть его все равно осыпается на дно забоя. Поэтому по завершении бурения требуется прочистка и промывка ствола перед установкой обсадных труб.
Кроме того, шнековое бурение иногда применяется для организации абиссинского колодца в частных домах. Здесь установка отличается небольшой мощностью и малым диаметром шнека, поскольку максимальная глубина такого колодца до 15 м, а диаметр трубы до 4 см.
Бурение роторным способом
Роторные буровые станки чаще применяют для твердых почв с примесями гальки, щебня и известняка. Это мощная установка, которая способна разработать скважину глубиной от 300 м до 1500 м.
Роторный способ используют для мощных артезианских скважин при добычи воды (включая минеральную) и газа, а также при буровзрывных работах. Кроме того, этот же метод применим при горизонтально направленном бурении (ГНБ), который используется для прокладки коммуникаций бестраншейным способом.
Роторная установка имеет мощное долото на конце бура, которое по диаметру больше, чем диаметр колонны. В результате нет трения колонны о грунт, что увеличивает срок службы металла, а вся энергия машины идет на проворачивание долота в забое. Так достигается максимальная сила удара.
В начале бурения используют долото самого большого диаметра. По ходу разработки скважина обсаживается трубами и становится меньше в диаметре. В обсадных трубах предусмотрены технологические отверстия, через которые подается цементный раствор в затрубное пространство. Когда труба готова, долото меняют на меньший размер и продолжают работу.
Важно! Чем реже приходится делать обсадку, тем быстрее продвигается бурение, а значит общие расходы на разработку будут меньше.
Роторное бурильное оборудование включает в себя:
Во время работы в скважину идет подача бурильной жидкости для промывки бура, выемки грунта и охлаждения долото.
К преимуществам роторного бурения относят:
Бурение ударным способом
Ударный способ бурения самый простой по сравнению с двумя предыдущими. Собрать такую установку можно даже самому. Независимо от производителя, она состоит из:
Ударное бурение применяется не только для скважин, но и для формирования шпуров. Это цилиндрическое углубление в породе длинно до 5 м и диаметром до 75 мм.
Один из главных недостатков этого способа – риск преждевременного осыпания грунта. Поэтому после окончания работ в скважину обязательно спускаются обсадные трубы.
Еще один из минусов – это трудоемкость процесса. Поэтому в случае большой глубины залегания вод работы могут затянуться надолго.
К достоинствам ударного бурения относят:
Бурение с промывкой скважины
Промывка скважины применяется для двух целей: охлаждения бурового оборудования и вымывания частиц разрушенного грунта. В качестве жидкости может выступать, как техническая вода, так и специальные буровые растворы.
В основном растворы используют при большой глубине выработки, когда по ходу движения могут встречаться различные природные пласты: водные, газовые, нефтяные. Эти пласты должны остаться нетронутыми, поскольку в случае их смешивания, есть риск загрязнения верхних водоносных слоев. Поэтому, когда идет бурение, вся скважина заполнена буровым раствором определенной плотности, который не дает пластам проникнуть внутрь разработки.
При роторном бурении скважины применяют прямую и обратную подачу промывочной жидкости.
Во время прямой подачи жидкость из резервуара подается насосом в буровую колонну на долото с отверстиями. Жидкость попадает на дно забоя и вместе с разрушенной почвой поднимается по кольцевому каналу – промежутку между колонной и стенками скважины – и оттуда в очистительный комплекс.
Во время обратной подачи вода самотеком поступает в скважину, а выбрасывается наверх по бурильной трубе под действием сильного обратного давления, создаваемого насосом или эрлифтом.
Второй способ считается более эффективным по нескольким причинам:
К минусам обратной очистки можно отнести высокую стоимость оборудования.
Какое оборудование потребуется для бурения водной скважины
Сделать скважину на воду можно разными способами. Окончательный выбор зависит от нескольких факторов:
Однако независимо от выбранного способа бурения, для организации скважины на воду потребуется основное буровое оборудование и дополнительный инструмент.
Основными частями любого бурового станка являются:
К дополнительному инструменту относятся насосы, вертлюги, буровые шланги, стыковочные элементы для обсадных труб, детали для обустройства оголовка скважины, силовые приводы и моторы.
Разновидности инструментов, применяемых для бурения
Все буровые инструменты, использующиеся в процессе обустройства скважин, делятся на четыре основные категории: технологические, вспомогательные, специальные и аварийные. Каждый из этих видов выполняет определенную функцию.
Разновидности бурового оборудования
И если Вы желаете своими руками выполнить работу по бурению — следует детальнее изучить упомянутые виды ручного инструмента и разобраться в его назначении и особенностях применения.
1 Что такое технологический буровой инструмент?
В категорию технологического инструмента относят устройства, которые применяются непосредственно для выполнения бурения. Это основной из инструментов для бурения скважин, который из всего разнообразия механизмов для бурения отличается наибольшей сложностью конструкций, и, соответственно, наивысшей стоимостью.
Разновидности технологического инструмента разберем ниже.
Буровые штанги. Штанги – одна из основных частей любой буровой установки, которая соединяет породоразрушающую конструкцию с приводом, и приводит её в движение.
Из всех элементов буровой машины именно штанги несут основную механическую нагрузку, так как на них приходится практически всё сопротивление грунта крутящему моменту двигателя. По этой причине к буровым штангам выдвигаются повышенные требования по надежности и износоустойчивости.
В зависимости от технологии производства, выделяют три вида штанг:
Наибольшим ресурсом работы обладают цельнокованые конструкции. Для того чтобы придать сварным штангам необходимую жесткость, в процессе их производства выполняется азотирование металла, который, после закалки, получает высокие показатели износоустойчивости.
Замки для соединения бурильных труб для колонны
В процессе заглубления в грунт требуется постоянное увеличение буровой колонны. Это осуществляется посредством навинчивания штанг друг на друга – все они оборудованы резьбовыми соединениями, в основном клиновидными.
Существуют круглые и шестигранные штанги. Шестигранные конструкции обладают дополнительными ребрами жесткости, что делает их оптимальным вариантом для бурения в сложных грунтах и в горных породах.
Породоразрушающие устройства. Инструменты из этой категории предназначаются для разрушения грунта при бурении. Правильный выбор такого механизма является ключевым фактором эффективности всего процесса, так как для каждого типа почвы необходимо применения определенного вида бура.
В эту категорию входят: буровые головки, пики, долота, шнеки. Которые, согласно способу воздействия на почву, классифицируются на конструкции режущего, истирающего и дробящего действия.
Для работы с мягкими грунтами используются режущие наконечники, для твердых пород – наконечники дробящего действия, для проблемных скалистых пород – истирающие конструкции (сюда относятся наконечники для алмазного бурения).
Несмотря на высокое качество применяемых в изготовлении материалов, любой породоразрушающий инструмент, из-за жестких условий работы, со временем теряет свои эксплуатационные характеристики и изнашивается. Расход бурового инструмента обуславливается особенностями обрабатываемой породы.
Наибольшим КПД среди всех существующих разновидностей породоразрушающего инструмента обладают наконечники для алмазного бурения. Такие наконечники получили своё названия из-за нанесенного на них алмазного порошка (используются, разумеется, технические алмазы, которые ученые воспроизводят своими руками).
К неоспоримым преимуществам алмазного инструмента относится возможность эффективно бурить практические любые твердые породы (от бетона до мрамора и кварца), к недостаткам – цену. Стоимость алмазного инструмента значительно превышает стоимость обычных буровых конструкций.
Алмазные буровые наконечники
А учитывая, что такие наконечники изнашиваются в процессе работы, и их необходимо регулярно менять, технология алмазного бурения, на сегодняшний день, является очень дорогостоящей.
Оптимальным вариантом для бурения скважин в мягких породах являются шнеки. Это винтовые конструкции с расположенными по всей длине витками определенного диаметра, по которым грунт выходит на поверхность скважины.
На нижней части шнека установлены специальные зубья, которые выполняют функцию забурного элемента – преодолевают сопротивление грунта и направляют движение всей буровой колонны. Расход бурового инструмента определяется по степени изношенности забурного элемента — он является ключевым фактором, от которого зависит срок использования шнека.
Желонки. Желонка представляет собою трубообразную емкость цилиндрической формы, которая применяется в процессе бурения для удаления разрушенной породы и жидкости из скважины на поверхность. Также с помощью желонки в скважину может доставляться раствор.
Выделяют следующие виды желонки:
Желонка для скважины на воду
2 Вспомогательный инструмент
Вспомогательный буровой инструмент выполняет обслуживающую функцию в процессе эксплуатации технических инструментов. С его помощью укрепляются стенки скважины, и осуществляются операции спуска и подъема механизмов.
Обсадные трубы. Такие трубы используются для создания обсадной колонны, посредством которой выполняется укрепление скважины, и изоляция её рабочей среды от грунта. В промышленных скважинах, главным критерием, которому должны соответствовать обсадные трубы, является устойчивость к внешнему механическому воздействию и стойкость к коррозии – так как опущенная в скважину труба подвергается всестороннему давлению грунта.
В скважинах на воду важным фактором также является экологичность материала – он не должен загрязнять питьевую жидкость. Основным материалом при изготовлении обсадных труб является низколегированная сталь с высоким содержанием углеродов. Для обустройства бытовых скважин на воду также могут использоваться трубы из полимерных материалов.
Для соединения обсадных труб в одну колонну используются резьбовые соединения. Толщина стенок таких труб, в зависимости от диаметра, может колебаться от 5 до 16 мм. Обсадную трубу для домашней скважины можно изготовить своими руками на основе обычной стальной трубы.
Вспомогательные фиксирующие инструменты. Сюда относятся все устройства, которые выполняются функцию крепления, удержания в подвешенном состоянии, либо подъема-опускания основного инструмента. Это – подкладные вилки, хомуты, трубодержатели, вертлюги, элеваторы, шарнирные ключи, и другой мелкогабаритный инструмент для использования своими руками и автоматизированного применения.
к меню ↑
2.1 Что такое специальный буровой инструмент?
В специальную категорию входят средства для торпедирования, тампонирования и искривления скважин – достаточно редких операций, встречающихся, в основном, в промышленном бурении газовых и нефтяных скважин.
Шнеки для проведения бурильных работ
Торпедирование применяется для увеличения продуктивности скважин, так как внутренние взрывы приводят к более интенсивному притоку газа и нефти. Оно выполняется с помощью герметичных, либо негерметичных торпед, внутри которых расположено взрывчатое вещество.
Тампонирование скважины необходимо в случае бурения в сильно поглощающих воду грунтах, что делает невозможным нормальную промывку скважины. Для этого используются специальные быстросхватывающиеся растворы, которые подаются внутрь скважины через буровую колонну.
к меню ↑
2.2 Аварийный инструмент для бурения
В группу аварийного инструмента входят все механизмы, которые используются для предотвращения возможной аварии, либо для ликвидации её последствий. В бурении аварийный инструмент ещё называют ловильным, так как в большинстве случаев, ликвидация чрезвычайного происшествия в бурении сводится к извлечению вышедшей из строя буровой колонны, или обсадной трубы из скважины.
Вследствие прихвата растет давление промывочной жидкости, и нагрузка на привод установки, что без своевременного ручного вмешательства специалистов может стать причиной возникновения аварийной ситуации и поломки оборудования. Разобраться с прихватом бурового инструмента своими руками, без привлечения дополнительных бригад, можно с помощью метода гидровибрирования, либо понижая уровень раствора в скважине.
Аварийный инструмент, в зависимости от особенностей конструкции, делится на следующие виды:
Твердосплавные коронки для бурения
Ловильный метчик используют для извлечения из скважины колонковых, либо обсадных труб, которые подсоединяются к метчику резьбовым соединением. Размеры и особенности метчиков регламентируются согласно ГОСТ 8483-81.
Ловильный колокол применяется в скважинах диаметров от 76 до 136 мм. С его помощью извлекаются буровые трубы. Соединение выполняется с помощью наружной резьбы. Колокола могут быть проходными и непроходными.
Инструменты плашечного типа, они же труболовки, фиксируют трубу с помощью выдвижных распорок. В зависимости от способа фиксации выделяют внутренние и наружные труболовки.
к меню ↑
Инструменты для бурения скважин: что нужно для самостоятельной и профессиональной работы
Для обустройства скважин на воду используется немалое количество инструментов — их комплектность и назначение зависят от вида грунта, глубины проходки и способа бурения. Есть оборудование, которое применяют только профессионалы, при обустройстве глубоких подземных водозаборов.
Но существуют и мини-скважины, так называемые трубчатые (абиссинские) колодцы, которые можно бурить вручную. Для этого тоже нужен определённый набор инструментов, и некоторые из них даже можно сделать своими руками. Об этом и пойдёт речь в данной статье.
Инструменты для ручного бурения
Прежде, чем приобретать или изготавливать инструменты, необходимо ознакомиться с их назначением, а значит, с технологией ручного бурения.
Итак, начнём по порядку:
Буровая ложка и долото
Долота пирамидальные буровые
Инструмент для сооружения абиссинского колодца
При использовании этого способа обсадки, трубы следует опускать в заранее пробуренное отверстие. В противном случае, усилие, с которым баба воздействует на колонну, может сорвать резьбовые соединения.
Вторая технология предусматривает забивку штангой, которая наносит удары не по колонне труб, а по наконечнику иглы.
Виды профессиональных буровых инструментов
Правильный подбор инструмента для бурения, является фактором, определяющим сроки выполнения данных работ. А это, в свою очередь, непосредственно влияет на их себестоимость.
Ассортимент профессионального инструмента невероятно разнообразен:
Буровая шарошечная головка
Телескопический шнековый бур
Существует немало вспомогательных инструментов, столь необходимых не только в производстве буровых работ, но и для устранения различных аварийных ситуаций. Наша таблица ознакомит вас с некоторыми из них.
| Наименование инструмента | Назначение и краткая характеристика |
| Трубозажим | Применяется для ускорения спуска и подъёма в забой труб и других инструментов. |
| Ловильный колокол | Колокол предназначен для устранения аварийных ситуаций, связанных с обрывом буровой колонны. Этот инструмент надевается на трубу, и фиксируется на ней, нарезая наружную резьбу. Это даёт возможность поднять оборванную колонну к устью скважины. |
| Метчик | Данный инструмент тоже предназначен для извлечения обсадных ниппельных, а так же колонковых труб за нарезаемую резьбу. |
| Ключи шарнирные и отбойные | Шарнирные ключи применяют для сборки и разбора всех видов труб: бурильных, обсадных, колонковых. Отбойный ключ помогает осуществить первоначальное отвинчивание резьбового соединения. |
| Вилки | При подъёме и наращивании обсадных труб используют подкладные вилки. Есть вариант для удержания шнека – это вилка подкладная шнековая. |
| Зонд для вибробурения | Виброзонд используют при осуществлении вибрационного бурения в мягких грунтах. Он представляет собой трубу с прорезью, соединённую в нижней части с башмаком. Передаёт бурильному инструменту вибрационное усилие через колонну труб. |
Если учесть, что затрубное пространство скважины обязательно цементируется, то для этого тоже существует определённый набор оборудования и профессионального инструмента. В глубоких скважинах применяется обратный способ тампонажа, при котором заполнение пазух раствором происходит снизу вверх.
Для этого используют специальные цементировочные агрегаты, которые подают раствор по трубопроводу, оснащённому на конце цементировочной головкой, которую вы видите на фото сверху. Тампонирование скважины является завершающим этапом её строительства.