Роторное бурение скважин технология: Роторное бурение — Что такое Роторное бурение?

Роторное бурение скважин – способы и технология

Роторное бурение скважин представляет собой один из видов вращательного бурения. Суть заключается в том, что породоразрушающий инструмент, расположенный внутри скважины, приводится в действие за счет электродвигателя или газотурбинного оборудования.

Роторное бурение наиболее распространенный метод, так как достаточно эффективен и прост в применении. Чаще всего он используется для бурения разведочных и эксплуатационных нефтяных скважин, однако, за счет компактности, применяется и для создания скважин с водой на частных участках

Технология роторного бурения впервые была применена в США в начале 1880-х годов, и с тех пор претерпевала незначительные изменения, положительно сказавшихся на её эффективности. В частности, совершенствовались породоразрушающие инструменты, изобретались новые промывочные жидкости, повышалась прочность отдельных элементов. Кроме того, совершенствовалась и сама технология бурения, за счет чего данный метод и является сейчас одним из основных способов создания забоя и почти полностью заменил стандартный ударный метод. Обо всем, что нужно знать о роторном способе бурения – далее в статье.

Оборудование для роторного бурения скважин

Несмотря на кажущуюся простоту, нефтяная, газовая или любая другая скважина требует довольно внушительного списка оборудования. Без любой из этих частей работа установки невозможна. В перечень элементов, необходимых для осуществления роторного бурения, входит:

• вышка;
• буровая установка;
• ротор;
• буровые поршневые насосы;
• вертлюг;
• талевая система;
• система очистки жидкостью.

Вертлюг – это элемент, через который промывочная жидкость попадает в колонну. Он подвешен на один крюк талевой системы. Кроме этого, в неё входит кроноблок и блок.

Система очистки промывочной жидкостью также состоит из ряда элементов:

• 
  вибросита;
• 
  желоба;
• 
  гидроциклонов

Роторный способ бурения скважин часто требует мобильности конструкции, поэтому её часто размещают на специальных платформах.

Роторное бурение скважин: плюсы и минусы

Бурение скважин роторным методом очень распространенно. Он имеет огромное количество преимуществ перед стандартным ударным способом:

1. Скорость. Бурение роторным способом производится значительно быстрее ударного.
2. Универсальность. Спектр применения метода гораздо шире, так как за счет применения различных долот можно работать с разными видами грунтов.
3. Размер. Вся установка занимает относительно немного места в отличие от конструкций для ударного метода.
4. Мобильность. За счет малых габаритов, установку можно разместить на подвижной платформе.

Вращательное роторное бурение скважин, тем не менее, имеет и некоторые ограничения.

Так, в зависимости от грунта и пород, следует подбирать соответствующие долота.

Наличие очень твердых объектов на пути пролегания скважины может стать помехой, если не использовать специальное породоразрушающее оборудование.

Кроме этого, проблему представляет:

1. Глинистый раствор. Он нередко вызывает проблемы при исследовании пластов, а также не всегда является рентабельным в некоторых случаях.
2. Невозможность работы в зимнее время. Промерзлый грунт является серьезным препятствием для бурения роторным способом.
3. Мощность установки. Она напрямую зависит от ротора, который является уязвимым элементом системы.

В условиях промерзлых почв, предпочтительным вариантом является ударная методика. Разумеется, нефтяная или любая другая скважина будет буриться дольше, однако в итоге желаемый результат будет получен.

Принцип осуществления роторного бурения скважин

Несмотря на кажущуюся простоту технологии, принцип работы роторного оборудования довольно сложен. Сам ротор приводится в действие за счет приводного вала, который передает вращение от электродвигателя. Иногда используется двигатель внутреннего сгорания.

Само вращение принимают ведущие вкладыши ведущих вкладышей. Их сечение полностью аналогично сечению верхней рабочей трубы, которое по своей форме может быть абсолютно разным.

Основой для бурильной колонны являются специальные трубы. Именно между ними и породоразрушающим инструментом монтируются УБТ – утяжелённые бурильные трубы. За счет их огромного веса на долото оказывается достаточная для эффективной работы нагрузка.

Верхняя часть рабочей трубы подсоединяется к вертлюгу. По этой системе подается промывочная жидкость, которая попадает на забой через насадки долота – она нужна для поддержания работоспособности всей роторной бурильной установки.

Подъем или спуск обеспечивают свечи – несколько бурильных труб с длиной от 25 до 50 метров. Под действием нагрузки, которую обеспечивают утяжеленные бурильные трубы, долото и разрушает породу. За счет регулярно поступающей жидкости инструмент охлаждается, а параллельно с этим забой прочищается от шлама. Жидкость используют повторно после её очистки.

Обсадные трубы

Разумеется, нельзя просто пробурить скважину и оставить её без малейших укрепляющих конструкций. Грунт – довольно неустойчивая субстанция, способная менять свое положение. Именно поэтому риск обрушения забоя довольно велик.

Чтобы этого не произошло, на некотором расстоянии от поверхности в бурении делается перерыв, во время которого устанавливается обсадная колонна. За счет неё исключается осыпание стенок или же завала пробуренного пути, а также препятствует проникновению воды. Самая первая колонна часто называется кондуктором и она позволяет осуществить перекрытие неустойчивых пород, тем самым придавая надежности пробуренной скважины.

Как правило, такую колону ставят не ранее отметки 30 м, и не позже отметки 600 м. Если скважина нефтяная, то обсадные конструкции устанавливаются с как можно меньшим расстоянием до поверхности.

Роторный способ бурения применяется для многих типов грунта, потому, при установке колон приходится ориентироваться на текущие геологические условия. Так, иногда возникает необходимость использовать сразу нескольких обсадных колон для повышения надежности забоя. Чем меньше диаметр трубы, тем глубже она опускается. Очевидно, что самая небольшая по диаметру будет находиться глубже всех остальных.

Наиболее глубокая колонна – эксплуатационная, перфорируется снизу. Через эти отверстия нефтяная, газовая или водяная масса в неё и поступает.

Промывочная жидкость в буровых роторных работах

Бурение скважин вращательным роторным способом можно сделать эффективнее, если использовать подходящий метод промывки. На данный момент в качестве жидкости применяются:

• полимерные растворы;
• аэрированные растворы;
• нефтяные эмульсии;
• вода.

Также применяется продувка воздухом. В случае, если работы планируются на участках с низким пластовым давлением, используется специальный газ.

С помощью промывки забой не только избавляется от лишних примесей, осыпавшихся пород и крупных предметов.

Жидкость, поступающая на долото, охлаждает его рабочую поверхность, за счет чего продлевает срок службы породоразрушающего инструмента.

Роторное бурение скважин – это довольно трудоемкий процесс, требующий учета многих факторов. Тем не менее, он является одним из самых эффективных методов и широко применяется в самых разных условиях.

Роторная буровая установка

Читайте также:

« Назначение и классификация буровых долот

Особенности турбинного способа бурения скважин »

Роторное бурение скважин — АО Гидроинжстрой

ОТПРАВЬТЕ ЗАЯВКУ на консультацию

Оставьте свой номер телефона

Мы позвоним Вам и ответим на все ваши вопросы

Заказать

Принцип бурения связан с передачей кругового движения на буровую колонну с использованием поверхностного ротора. Для осуществления процедуры применяют специальную решетчатую вышку. На ней крепится оборудование для подъема и другие необходимые для работы системы установки. Специалисты могут использовать двигатель внутреннего сгорания либо электродвигатель в зависимости от особенностей оборудования. Ротор преобразует вращение приводного вала во вращение так называемого стола ротора. Часть этого элемента является съемной и при необходимости может заменяться на новую деталь в зависимости от типов труб, с которыми производится работа.

Поскольку установка имеет небольшие габариты, ее можно разместить недалеко от загородного коттеджа. Такой вариант также подходит для приусадебных участков и жилых домов.

Процесс роторного бурения вымывает грунт, на место которого продвигается установка. При необходимости буровая колонна наращивается мастерами, чтобы достигнуть нужной глубины. По завершению работ разборка устройства осуществляется в несколько этапов. Чаще всего приходится использовать для этих целей вышку.

Роторное бурение скважин цена

На роторное бурение скважинцена складывается из нескольких параметров:

• стоимости обсадных труб;
• проведению работ по бурению скважины;
• обсадки скважины трубами;
• прокачки скважины до появления визуально чистой воды.

Важна глубина, на которую планируется проводить работы. Кроме того, в стоимость закладывается проезд техники до участка, где будут проводиться работы.

Чтобы сэкономить на стоимости роторного бурения скважин, можно воспользоваться акцией, которые проводятся компанией. Речь идет о сезонном снижении цен или оформлении рассрочки.

Кроме того, скидку можно получить при заказе услуги для нескольких участков одновременно. Если речь идет о проведении воды в загородном коттедже, можно скооперироваться с соседями.

Окончательную стоимость на роторное бурение скважин можно узнать у специалиста «Гидроинжстрой» после проведения замеров на участке.

Роторное бурение скважин на воду

Роторное бурение скважин на воду позволяет обеспечить бесперебойную подачу чистой воды, что особенно важно при нынешней экологической обстановке. Среди преимуществ данного способа специалисты выделяют:

• поступление воды в большем объеме. Производительности качественно сделанной скважины хватит на полноценное обеспечение водой загородного дома и приусадебного участка, а также на наполнение резервуаров;
• долговечность. При правильном выборе качественных материалов скважина прослужит несколько десятилетий. При этом устройство требует минимального ухода;
• подача стабильного объема воды. Возникновение экстренных ситуаций в данном случае исключено;
• подача воды высокого качества, на которое не может повлиять расположение поблизости свалок, сточных вод, выгребных ям и других негативных факторов.

Выбор способа бурения скважины напрямую обуславливается местными гидрологическими условиями и глубиной залегания водоносного грунта. В регионах с глинистым грунтом целесообразнее всего использовать именно такой эффективный способ.

Роторное бурение скважин с прямой промывкой

Данная технология используется, когда необходимо освободить шахту от ненужной выработанной породы. Вода вымывает грунт, стекая по стенкам ствола и трубе. Подача жидкости осуществляется самотеком. В результате процедуры раствор с частицами выработанной породы откачивается вакуумным насосом через специальное отверстие в бурильной установке. Когда жидкость поднимается на поверхность, она фильтруется в специальной емкости.

Использование воды для промывки также позволяет охладить инструмент.

Среди преимуществ бурения с прямой промывкой выделяют:

• отличное качество работ;
• оперативность;
• экономичность, в том числе на материалах.

Важно отметить, что работы с промывкой допускаются только на значительной глубине. Кроме того, они будут эффективны при бурении сыпучих пород.

Обращаясь в «Гиброинжстрой», клиенты получают качественную услугу, оказанную в заранее оговоренные сроки. Перед началом проведения работ специалисты проведут замеры на участке, что позволит скорректировать план до начала бурения скважины при необходимости.

Доверяя бурение скважин профессионалам, можно всегда быть уверенным в качестве подаваемой воды.

Заказать услуги по роторному бурению скважин на воду можно в специализированной компании «Гидроинжстрой». Чтобы узнать об особенностях процедуры, достаточно связаться со специалистом, позвонив по телефону, отправив запрос по электронной почте или заполнив форму заявки на сайте. БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ

Рассчитайте стоимость Вашей скважины

Онлайн-калькулятор скважины на воду

Подробная смета на работы и оборудование

Рассчитать

Наши работы

Акции и спецпредложения

Остались вопросы? Закажите бесплатную консультацию!

Технология роторного колонкового бурения

В технологии роторного бурения используется острое вращающееся сверло и направленное вниз давление для прорезания или разрушения недр. Энергия удара подается на буровое долото от наземного или скважинного ударного молота. Эта ударная сила помогает при сверлении. В зависимости от качества основания обсадная колонна продвигается вперед по мере вырезания отверстия, сохраняя отверстие открытым во время бурения. Грамотную породу можно бурить «открытым стволом», не требуя использования обсадной колонны.

Существует ряд различных вращательных методов и приемов, каждый из которых подходит для работы в различных подземных условиях. Они отличаются способом удаления бурового шлама. При всех вращательных методах требуется непрерывное удаление бурового шлама, чтобы поддерживать чистоту скважины и свободное движение долота. Cascade предлагает технологии воздушно-роторной, буровой, двойной ротации и обратной циркуляции.

ПОЧЕМУ ВЫБЕРИТЕ РОТАЦИОННОЕ БУРЕНИЕ?

• НАДЕЖНЫЙ  Вращательные методы эффективно продвигаются через твердую и мягкую литологию.
• ГЛУБИНА И ДИАМЕТР   Вращательное продвижение на большую глубину, чем прямое толкание и шнековый бур, и позволяет бурить отверстия большего диаметра.
• УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ   Доступно несколько вариантов вращающейся технологии; каждый из них предлагает уникальные преимущества, основанные на геологии, условиях участка и объеме работ.

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РОТОРНОЕ

Пневматическое вращательное бурение — это метод бурения глубоких скважин в горных породах. Продвижение ствола скважины достигается за счет быстрого вращения бурового долота, установленного на конце бурильной трубы. Буровое долото «разрезает» породу на мелкие кусочки, называемые шламом. Этот метод использует воздух в качестве циркулирующей среды для охлаждения бурового долота, выноса бурового шлама на поверхность и поддержания целостности ствола скважины. Как только воздух и шлам возвращаются на поверхность, они улавливаются в циклоне, где шлам падает на дно. В этом методе не используются стандартные разделенные стволы и тонкостенные пробоотборники. Широкий спектр оборудования для отбора керна поддерживается для консолидированных горных пород.

Существует несколько вариантов методов пневматического вращательного бурения, включая прямой пневмоударник для обсадной колонны (ARCH), забойный пневмоударник и расширение.

В системе ARCH, которую часто называют «верхним приводом», как вращательная прижимная сила, так и ударная сила обеспечиваются надскважинным ударным молотом и вращающейся буровой головкой. Буровой шлам удаляется из скважины путем нагнетания сжатого воздуха под высоким давлением по середине буровой штанги, выходящей из кольцевого пространства между бурильной штангой и скважиной. Часто считается, что образцы подложки, полученные методом прямого воздушного бурения, менее коррелируют с глубиной поверхности долота.

Недорасширение — это вариант метода продвижения обсадной колонны с верхним приводом, в котором используется вращающееся режущее долото перед продвигаемой обсадной колонной. Долото прорезает отверстие немного большего диаметра, чем внешний диаметр обсадной трубы. Отверстие большего диаметра позволяет легче продвигать обсадную колонну в плотных породах и при более глубоком бурении, когда более длинная бурильная колонна сталкивается со значительным трением о боковую стенку.

ГРУЗОВОЙ РОТАТОР

Грязевой ротор часто используется в мягких отложениях, которые могут быть насыщены или не насыщены грунтовыми водами. Продвижение скважины вращательным бурением с буровым раствором достигается за счет быстрого вращения бурового долота, установленного на конце бурильной трубы. Буровое долото разрезает породу на мелкие куски, называемые шламом, которые удаляются путем прокачки бурового раствора, называемого буровым раствором, через бурильную трубу, из бурового долота и вверх по кольцевому пространству между стволом скважины и бурильной трубой. Буровой раствор также используется для охлаждения бурового долота и стабилизации стенки скважины, предотвращения потери жидкости в пласт и уменьшения перекрестного загрязнения между водоносными горизонтами. После того, как буровой раствор возвращается на поверхность, он собирается в грязевом лотке, где буровой шлам оседает на дно, а буровой раствор рециркулирует вниз по стволу скважины. Дополнительный буровой раствор вводится по мере того, как скважина становится глубже и флюиды теряются в пласте.

В рыхлых породах доступны стандартные разрезные и тонкостенные пробоотборники, а для консолидированных пород поддерживается широкий спектр оборудования для отбора керна. Гидрологические условия мало влияют на вращательное бурение с буровым раствором, и работам обычно не мешает наличие грунтовых вод. Вращательное бурение с буровым раствором легко поддерживает телескопирование обсадных труб до последовательно меньших размеров. Это изолирует пробуренные интервалы и защищает нижние геологические единицы от загрязнения ранее пробуренными и загрязненными верхними отложениями. Вращательное бурение с буровым раствором может быть более выгодным методом по сравнению с бурением с полым шнеком. Это очень быстрый и эффективный способ бурения, который можно адаптировать к широкому диапазону геологических условий. Только исключительно большие, плохо стабилизированные валуны или кавернозные условия не подходят для вращательного бурения с буровым раствором.

ДВОЙНОЙ РОТОР

Технология двойного ротора обеспечивает высокую производительность при бурении рыхлых вскрышных пород (песок, гравий, булыжники и валуны), где другие технологии не могут пробурить обсаженную скважину. Это преимущество делает двойное вращательное бурение одним из наиболее эффективных и экономичных методов бурения скважин в сложных породах.

В отличие от других буровых установок, в которых используется только верхний привод, в двухроторных буровых установках для продвижения бурового долота и обсадной колонны используется как верхний, так и нижний привод. Вращательные усилия передаются на корпус через механические захваты. Башмак с твердосплавными шипами, приваренный к концу первой части обсадной трубы, позволяет обсадной трубе прорезать вскрышные породы. Вращающаяся головка с верхним приводом одновременно манипулирует бурильной колонной, оснащенной забойным молотком, буксирным долотом или шарошечным долотом для бурения в центре.

ОБРАТНАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ

При обратной циркуляции энергия вращения и удара передается так же, как и при прямом вращении воздуха. Однако образцы получаются, когда сжатый воздух под высоким давлением нагнетается в кольцевое пространство между бурильной штангой и стволом скважины и выходит вверх по середине бурильной штанги. Часто считается, что образцы грунта, полученные методом обратной промывки, лучше соответствуют глубине забоя долота и предпочтительны при разведке полезных ископаемых.

9.2.4: Поворотная система | PNG 301: Введение в разработку нефти и природного газа

Вращательная система на буровой установке — это система, которая заставляет буровое долото вращаться на дне ствола скважины. Мы обсудили некоторые компоненты роторной системы, когда обсуждали роторный стол и станки с верхним приводом, но мы еще не обсуждали всю систему.

На подробной схеме буровой установки ( рис. 9.02d ) роторная система состоит из:

• Вертлюг (поз. 6)
• Kelly (поз. 8) – функциональность буровой установки с верхним приводом обеспечивается верхним приводом
• Втулка Kelly (поз. 9) – функциональность буровой установки с верхним приводом обеспечивается верхним приводом
• Основная втулка (поз. 10) – функциональность буровой установки с верхним приводом обеспечивается верхним приводом
• Поворотный стол (не показан в рис. 9.02d ) – функциональность буровой установки с верхним приводом обеспечивается верхним приводом
• Mousehole (поз. 11) – используется для соединения отдельных соединений на буровой установке с верхним приводом или поворотным столом
• Крысиная нора (поз. 12)
• Вращающийся шланг (поз. 17)
• Бурильная колонна (не показана в Рисунок 9. 02d )
• Забойный узел (не показан в Рисунок 9.02d )
• Сверло (не показано в Рисунок 9.02d )

Рисунок 9.02d: Роторная система в современной роторной буровой установке

Источник: Serintel: Нефтегазовый портал Буровые технологии

Схема роторной системы показана на Рис. 9.07 . Как видно из рисунка 9.07 , роторная система имеет много общих компонентов с циркуляционной системой. Это связано с тем, что во вращающейся системе эти компоненты вращаются, поддерживая вращение долота, тогда как в циркуляционной системе эти компоненты действуют как каналы для бурового раствора.

Рисунок 9.07: Схема поворотной системы на современной обычной буровой установке с поворотным столом

Источник: Грег Кинг © Penn State, лицензия CC BY-NC-SA 4.0

крутящий момент для бурильной колонны в обычной буровой установке с поворотным столом, в то время как верхний привод передает этот крутящий момент на буровую установку с верхним приводом. Мы также видели, что бурильная труба добавлялась к бурильной колонне по одному стыку за раз на буровой установке с вращающимся столом, в то время как верхний привод мог добавлять несколько звеньев бурильной трубы во время одной операции соединения.

Комплект низа бурильной колонны состоит из любого забойного оборудования, необходимого для бурения текущей секции скважины. Компоновка низа бурильной колонны может быть такой же простой, как УБТ . УБТ представляют собой секции тяжелой толстостенной трубы, используемые для увеличения веса бурильной колонны на долото. Более сложные компоновки низа бурильной колонны могут включать Ясы , скважинное оборудование для направленного управления и позиционирования, каротаж во время бурения и оборудование для измерения во время бурения.

Ясы представляют собой механические устройства, обеспечивающие передачу кинетической энергии другому элементу скважинного оборудования в результате удара. Они обычно используются для ослабления части скважинного оборудования с ударом (сотрясением). Вы можете сравнить банку с молотком, используемым для ослабления двух досок, сколоченных вместе, путем удара по одной из досок в направлении, противоположном шляпке гвоздя.

На конце бурильной колонны и компоновки низа бурильной колонны находится буровое долото. Существует много типов сверл, но мы сосредоточимся на двух типах сверл, 9. Кроме того, мы обсудим два варианта трехшарошечного долота: долото с фрезерованным зубом и вставное долото. Все эти долота можно классифицировать по следующему маркированному списку:

• трехшарошечные долота
  • фрезы
  • вставные биты
• биты с фиксированными режущими кромками

Трехконусные долота являются наиболее распространенными буровыми долотами и исторически были рабочей лошадкой в ​​буровой промышленности. Как следует из названия, трехшарошечные долота содержат три конуса, каждый из которых содержит режущие зубья.

Двухшарошечное долото (ранняя версия трехшарошечного долота) было изобретено отцом Говарда Хьюза-младшего (Ховард-старший). Трехконусное долото и создание Hughes Tool Co. (теперь часть Baker-Hughes, дочерней компании General Electric Corporation) были источником богатства семьи Хьюз. Если вы не знаете, кем был Говард Хьюз-младший, то он был удостоенным наград пилотом в 1920-х и 1930-х годах (владелец нескольких рекордов скорости полета и герой фильма «Авиатор»), кинорежиссером (владел контрольным пакетом акций RKO Studios и активно продюсировал несколько заметных немых и ранних «звуковых» фильмов), авиаконструктор (владелец Hughes Aircraft — подрядчика на создание самого большого в мире деревянного самолета «Еловый гусь», единственным пилотом которого в 1947) и миллиардером к 1970-м и 1980-м годам (когда миллиард долларов имел некоторую ценность).

В долоте с фрезерованными зубьями зубья долота фрезеруются на станке вместе с остальной частью конуса. Конусы трехшарошечного долота, включая зубья, изготовлены из цельного куска стали. Пример долота с фрезерованными зубьями показан на рис. 9.08 .

Рисунок 9.08: Фрезерованное трехконусное (или роликовое) буровое долото

Источник: bestdrillingbits.com — 6″ Новое трехконусное долото

На этом рисунке видно, что зубья долота являются неотъемлемой частью конусов; они выточены из одного и того же куска стали. Эти долота, как и все трехшарошечные долота, бурят горную породу, воздействуя полным весом на долото только на несколько точек контакта (заостренные зубья) между долотом и породой. Это создает чрезвычайно высокие уровни напряжения в точках контакта, вызывая катастрофическое (почти взрывное) разрушение породы. Мы увидим это в видео на YouTube позже в уроке.

Одной из конструктивных особенностей трехшарошечного долота является взаимодействие зубьев на разных конусах, помогающее удалять любой мелкий шлам или липкие сланцы/глины ( Сланцы Gumbo ), которые могут застрять между зубьями и уменьшить эффективность биты. Это явление застревания шлама и глины между зубьями долота называется Слипание долота и приводит к снижению скорости проходки ( ROP ) процесса бурения. Самоочищающееся действие зубьев трехшарошечного долота предназначено для уменьшения слипания долота.

Трехконусные долота с фрезерованными зубьями в основном используются для бурения пластов мягких пород. Это связано с тем, что независимо от того, насколько прочна сталь, используемая в конструкции конуса, твердая порода может вызвать чрезмерный износ и разрушение зубьев.

Сверла со вставками, с другой стороны, представляют собой сверла, в которых зубья изготовлены из материалов, более прочных, чем сталь, используемая в конусе, и вставлены в конус. Пример вставных трехшарошечных долот показан на 9.0009 Рисунок 9.09 .

Рисунок 9.09: Вставное трехконусное (или шарошечное) буровое долото

Источник: Мнение инвестора – Буровые долота на рынке нефти и газа, 2019–2025 гг. -зубчатый бит; тщательный осмотр показывает, что зубья вставной насадки не фрезерованы, а вставлены в конус. Обычно зубья насадок изготавливаются из карбид-вольфрамовой стали ( Вставка из карбида вольфрама бит или TCI бит), который представляет собой гораздо более прочный сплав стали, чем сплавы, используемые для конусов. Другие конструктивные особенности, включенные во вставные долота, включают длину и форму зубьев (короткие зубья круглой формы для твердых горных пород или длинные долотообразные зубья для мягких пород). Эти конструкции позволяют использовать эти долота с разной литологией: в породах твердых пород, которые не подходят для долот с фрезерованными зубьями, или в породах мягких пород для увеличения срока службы долота.

Несмотря на то, что вставное сверло помогает решить проблему износа зубьев, существует дополнительный источник износа, который может сократить срок службы сверла. Из-за движущихся частей, связанных с трехконусным (или роликовым) долотом, для этого долота требуется подшипник, где движущиеся части встречаются и движутся мимо друг друга. Таким образом, износ подшипников также может сократить срок службы долота.

Неподвижные фрезы — это биты, не содержащие подвижных частей. Эти долота предназначены для бурения путем срезания и соскабливания горных пород, в отличие от выдалбливания, используемого трехшарошечным долотом. В этих битах обычно используются алмазы промышленного производства для зубов, и они также известны как 9.0009 Поликристаллические алмазные компактные ( PDC ) биты. На рис. 9.10 показан пример бита PDC.

Рисунок 9.10: Поликристаллическое алмазное компактное (PDC), буровое долото с фиксированной режущей кромкой

Источник: буровой подрядчик — долото наилучшего соответствия

Долота PDC используются для бурения очень твердых горных пород или для бурения с увеличенным сроком службы долота. Эти биты имеют большую первоначальную стоимость, но из-за твердых зубьев и отсутствия каких-либо движущихся частей имеют более длительный срок службы. Одним из недавних нововведений для долот PDC в геологических бассейнах с большим количеством неглубоких (коротких метров) буровых площадок является возможность арендовать буровое долото у буровой компании, а не покупать его у компании-производителя инструмента. Это новшество позволяет действующей компании арендовать долото и использовать его для необходимых им материалов, прежде чем передать его другой действующей компании.

Мы уже говорили о том, что трехшарошечные и фиксированные долота имеют разные действия при бурении. Вот видео на YouTube «Буровые долота — бурение нефтяных и газовых скважин: от планирования до производства» (3:26), в котором демонстрируются различия во взрывном, выдалбливающем и дробящем действии трехшарошечного долота и скребковом действии фиксированные долота:

Нажмите, чтобы просмотреть стенограмму буровых долот – бурение нефтяных и газовых скважин: от планирования до производства

Пока мы из скважины, оператор также хочет перейти на гусеничное хонинговальное долото. Этот стиль заявки менее агрессивен, чем PDC, и бурение будет немного медленнее. Выбор долота является очень важной частью бурения скважины, поэтому давайте рассмотрим его сейчас.

Пока мы из скважины, оператор тоже хочет перейти на гусеничное хонинговальное долото. Этот стиль заявки менее агрессивен, чем PDC, и бурение будет немного медленнее. Выбор долота является очень важной частью бурения скважины, поэтому давайте рассмотрим его сейчас.

Существует две основные категории буровых долот: шарошечное долото и долото с фиксированной фрезой.

Шарошечные долота имеют конусы, которые катятся за счет вращения долота, а выступы в конусах вырывают, царапают и дробят горную породу при вращении. Большинство шарошечных долот имеют три конуса и называются трехконусными.

Существует два основных типа шарошечных долот: долота с фрезерованными зубьями и долота со вставками из карбида вольфрама. Долота с фрезерованными зубьями, также называемые долотами со стальными зубьями, используют стальные зубья для прокалывания горных пород. Долота с фрезерованными зубьями лучше всего подходят для более мягких пород и, как правило, дешевле, чем долота других типов.

Вставки из карбида вольфрама, или долота TCI, имеют вставки, обработанные карбидом вольфрама, которые выдалбливают, скалывают и дробят породу. Карбид вольфрама является одним из самых твердых известных материалов, а долота TCI способны бурить одни из самых твердых и абразивных пород. Вставки из карбида вольфрама бывают разных форм, и из-за их внешнего вида биты TCI часто называют битами-пуговицами.

Неподвижные резцы не имеют подвижных частей и работают в основном за счет разрезания и соскабливания породы. Неподвижные долота включают компактные долота из поликристаллического алмаза, долота из природных алмазов и биты с пропиткой.

Поликристаллические алмазные вставки, или долота PDC, имеют резцы из карбида вольфрама, покрытые твердыми накладками из алмазного композитного материала. Резцы расположены под углом и расположены так, чтобы прорезать каналы в скале. Алмазные колпачки изготавливаются путем нагревания и прессования искусственного алмазного песка с карбидом вольфрама и другими металлическими связующими. Долота PDC бывают различных конструкций, которые можно использовать для широкого диапазона требований к бурению. Долота PDC намного дороже шарошечных долот, но, как правило, они могут проникать быстрее и служить дольше, чем шарошечные долота, что снижает затраты на бурение.

Долота с природными алмазами содержат алмазы промышленного качества, закрепленные на поверхности долота для создания абразивной режущей поверхности. Они в основном используются в твердых или высокоабразивных породах, которые могут быть более разрушительными для других типов долот. Они не так эффективны в более мягких породах из-за более гладкого профиля поверхности.

Долота с алмазной пропиткой имеют резцы PDC, выступающие прямо из корпуса долота, в то время как обычные долота PDC имеют резцы, приклеенные снаружи под углом к ​​режущей поверхности. Пропитанная конструкция повышает стабильность режущих кромок, а боковой угол резания сохраняет остроту режущих кромок по мере их износа.