Из чего состоит буровая – Виды буровых установок для бурения скважин на воду и их особенности

Содержание

Буровая установка | Буровые установки и их узлы

Буровая установка

Буровая установка -один из видов нефтегазового оборудования. Является комплексом оборудования и буровых сооружений, предназначенных для бурения нефтегазовых скважин.

Буровые установки для разработки и разведки нефтяных и газовых месторождений в общем виде включают в себя:

— Спускоподъемное оборудование (кронблок, лебедка, крюкоблок)

— Циркуляционное оборудование (буровые насосы, вертлюги, емкости, манифольды)

— Буровые сооружения (буровые вышки, мостики, основания вышки, стеллажи)

— Противовыбросное оборудование

— Оборудование для приготовления буровых растворов (шламовые насосы, гидроворонки, гидромешалки)

— Силовое оборудования для привода лебедки, буровых насосов, ротора (дизельные двигатели, электрические двигатели)

Все буровые установки комплектуются приводом главных механизмов (дизельный с механической трансмиссией или электрический с цифровой системой плавного регулирования)

В некоторых случаях возможна комплектация независимым приводом ротора

Кинетическая основа буровой установки — подъемный механизм
Подъемный механизм запускается при возникновении динамической нагрузки.
Динамические нагрузки возникают при спускоподъемных операциях вследствие действия ускорения или замедления, а также упругих колебаний, создаваемых во время переходных процессов.

В качестве источников динамических нагрузок выступают толчки и удары, возникающие при подхвате колонны труб и переходах талевого каната на последующий слой навивки. Динамической нагрузке также могут способствовать зазоры и монтажные смещения в сочленениях узлов и деталей подъемного механизма и его привода.

Применение буровых установок

Буровые установки применяются:

Для бурения неглубоких скважин (до 25м) и скважин небольшого диаметра(76-219 мм) при сейсморазведке.
Для бурения скважин средней глубины (до 600м) — структурных и поисковых скважин на твердые полезные ископаемые
Для бурения глубоких скважин (до 6000м). Добыча нефти и газа, а так же для разведки новых нефтяных и газовых месторождений.
Сверхглубокое бурение скважин (до 15000м) для добычи нефти и газа и разработки новых месторождений.
Бурение скважин на воду.
Капитальный ремонт нефтегазовых скважин.
Испытания скважин на нефть и газ.

По функциональному назначению буровые установки делятся на:

установки для инженерно-геологических изысканий
установки для добычи воды, работ по водопонижению и геотермальному теплоснабжению, для различных гидрогеологических работ
установки для строительных работ (бурение под свайные и микросвайные основания, для установки анкеров)

установки для геологоразведочных работ
установки для сейсморазведочных работ
установки для сооружения опор ЛЭП

Конструкция буровых установок

Исполнительные органы (главные) — лебедка, ротор, вышка, талевая система, вертлюг, буровой насос, циркуляционная система.

Энергетические органы — дизельные двигатели, электродвигатели, приводы, силовая гидросистема, пневмо-гидросистема

Вспомогательные органы -механизмы передвижения, вспомогательная лебедка, металлоконструкции, системы освещения, системы водоснабжения, системы отопления, системы вентиляции и др.

Органы информации — контроль параметров бурения

Органы управления

Буровая вышка

Буровая вышка — это ключевой узел в оборудовании буровых установок. Выполняет следующие функции:

Поддержание бурильной колонны на талевой системе при бурении с разгрузкой.

Спуско-подъемные опреации с обсадными и бурильными трубами

3. Размещение талевой системы и средств механизации спускоподъёмных операций, в частности механизмов АСП, КМСП или платформы верхового рабочего, устройства экстренной эвакуации верхового рабочего, системы верхнего привода и вспомогательного оборудования.

Размещение бурильных труб

Классификация буровых вышек

Буровые вышки классифицируются:

По назначению — для капитального ремонта скважин и соответствующих агрегатов, для морских буровых установок, для передвижных буровых установок, для стационарных буровых установок.

По конструкции — мачтовые, башенные.

Буровые лафеты

Буровые лафеты — навесное буровое оборудование. Составляющая буровых установок. Лафеты устанавливают на экскаваторы и гидравлические экскаваторы. Общая масса — от 10 тонн. Буровой лафет обычно состоит из ходового механизма с гусеничным двигателем встроенного гидравлического механизма для тяги (подачи вперед) и бурового функционирования.

Навесные буровые лафеты применяют при работах по частичному упрочнению грунтов, бурении пневмоударником, или при отборе керна, а так же для бурения скважин под сваи, для сооружения скважин на воду и для анкерного бурения.

Роторы

Роторы предназначены для вращения бурильного инструмента и поддержания колонны бурильных труб при бурении скважин.

Лебедки — основной механизм спускоподъемного комплекса буровой установки. Предназначены для выполнения следующих операций:

Спуск и подъем обсадных труб и буровых труб

Передача вращения ротору

Подача инструмента на забой

neftegaz.ru

Буровая установка: конструкция, особенности, сфера применения

Буровая установка представляет собой разновидность оборудования, которое применяется для создания, углубления и прочистки скважин для добычи полезных ресурсов (нефть, газ). Применение устройства возможно в комплексе с дополнительным и вспомогательным оборудованием. Любая установка оснащается главным приводом; это может быть дизельный привод с трансмиссией механического типа либо электропривод с цифровой схемой регулировки. Некоторые модели комплектуются приводом на ротор независимой конструкции. Кинетическую основу устройства представляет механизм для бурения, а динамическую – механизм подъемника. Источник нагрузок и воздействий динамического типа проявляется в виде удара, который появляется при подхвате трубной колонны и переходе каната на новый слой.

Все буровые установки состоят из комплекса сооружений, предназначенных для совместной работы:

Оборудование для спуска и поднятия: лебедки, краны, крюки.

Оборудование для перегона и циркуляции жидкости: насосы, емкости, вертлюжные элементы.
Сооружения для процесса бурения: вышки, мосты, стеллажные конструкции.
Устройства, предохраняющие от выбросов жидкости и газа.
Оборудование, предназначенное для создания бурового раствора: специальные насосы, воронки, мешалки с гидроприводом.
Устройства силового типа (двигатели различной конструкции).

Область применения буровых сооружений

В сфере газо- и нефтедобычи буровая установка используется в следующих случаях:

При создании скважин, чья глубина не превышает 25 метров, а также бурении скважин с диаметром до 20 см, которые обычно устраиваются при исследованиях почвы и горных пород.
При бурении скважин с глубиной до 0,6 километра, которые используются в качестве инструмента разведки при изучении пластов на наличие твердых полезных ресурсов.
При создании скважин, чья глубина доходит до 6 километров. Такие скважины организуются для разработки нефтяных и газовых месторождений, а также в случае проведения глубинной сейсмической разведки.
При бурении особо глубоких скважин: их протяженность составляет до 15 километров, и они делаются для разработки свежих мест с содержанием нефтяных и газовых продуктов.
При создании скважин для водоснабжения.
В ходе работ по капремонту промышленных скважин.
В процессе испытания скважин на наличие в них полезных жидких и газообразных ресурсов.

Буровая установка может иметь разную конструкцию в зависимости от того, для чего она будет применяться. Установки классифицируются по данному критерию следующим образом:

Буровые устройства для проведения исследований в области инженерной геологии при возведении строений.
Буровые установки для организации систем водоснабжения, теплоэнергетических сооружений и для работ в гидрогеологии.

Буровые установки для создания свайных фундаментов, анкеров и прочих несущих элементов.
Буровые установки для геологической или сейсмологической разведки.
Буровые устройства для создания ЛЭП.

Конструкция оборудования для бурения

Любая буровая установка содержит несколько типов органов, которые отличаются по принципу действия и целям.

Основные органы бурильного сооружения:

Исполнительные части, которые также обозначаются главными или ключевыми. К ним относят лебедочное оборудование, роторы, подъемные вышки, вертлюжное оборудование, насосы бурового типа, а также системы для циркуляции жидкости.
Органы для обеспечения сооружения энергией: электрические, бензиновые или дизельные моторы, приводы различного типа, гидравлическая система, пневматические устройства.

Дополнительные части (вспомогательного типа). К ним относятся механизмы для транспортировки, металлические изделия, запасные лебедки, осветительные приборы, средства по отоплению, водоснабжению и т.д.
Информационные органы, которые отвечают за регулировку, корректировку и отслеживание параметров процесса бурения.
Органы управления.

Особенности главных органов бурильной установки

Буровая вышкаявляется главным узлом во всем оснащении установок, и к числу ее функций относятся следующие задачи:

Поддержка колонны на талевом устройстве.
Операции по спуску и подъему, при которых используются трубы различного вида (обсадные, а также изделия для бурения).
Расположение в стволе самих труб для процесса бурения.

Классификация вышек возможна по нескольким критериям. По назначению сооружения подразделяются на устройства для капремонта различных скважин, а также другого оборудования, устройства для морских установок под бурение, буровых сооружений мобильного типа (передвижные установки) и устройства для стационарных буровых конструкций. По строению вышки могут быть мачтового типа или в виде башен.

Другим видом важного оборудования для бурения являются лафеты: это навесные устройства, которые устанавливаются на экскаваторную технику. Масса лафета может составлять от 10 и более тонн. Конструкция лафета состоит из ходовой части, которая работает от мотора гусеничного типа со встроенным тягловым механизмом, имеющим гидравлическую схему устройства. Навесной лафет может использоваться в работе по уплотнению грунтовых слоев, бурении, которое осуществляется посредством пневматического ударного оборудования, и при бурении под установку свай и анкеров.

Роторные механизмыявляются еще одним важным элементом буровых установок любого типа. Данные устройства используются для вращения инструмента, а также поддержки бурильной колонны в процессе создания скважины.

Для спуска и подъема оборудования на буровую установку ставится лебедка. Данный механизм может применяться для манипуляций с обсадными и буровыми трубами, передаче вращательного момента на конструкцию ротора, а также передаче того или иного инструмента в зону забоя.

Использование бурильных установок имеет весьма широкий спектр применения. За счет того, что с ними может применяться различное дополнительное оборудование, бурильные сооружения распространены в разных сферах деятельности человека, в том числе в нефтедобыче.

Виды буровых установок для бурения скважин на воду и их особенности

Колодец целесообразно устанавливать тогда, когда глубина залегания вод небольшая. В остальных случаях потребуется бурение скважины, а для этого нужна буровая установка. На небольшой глубине подается вода, которую принято считать технической. Ее можно использовать либо для полива, либо для наполнения бассейна. Для получения питьевой воды нужно копать поглубже.

Функции буровой установки

Буровая установка – это комплекс технических устройств и механизмов, которые используются для бурения и укрепления скважин. Такие установки изначально использовались для добычи полезных ископаемых. Позже разработчики убедились в том, что добывать воду при помощи бурения – это быстро, выгодно и удобно. Но при этом, не стоит забывать о экологии и утилизации мусора.

Для чего нужны буровые установки:

бурение скважин небольшого диаметра для инженерных работ;
бурение скважин для поиска полезных ископаемых;
бурение разведочных скважин;
бурение скважин на воду.

Виды скважин:

Артезианская скважина – более 100 м, бурится для нескольких загородных домов или коттеджей. Срок эксплуатации – 50 лет.
Трубчатый или абиссинский колодец – до 12 м, верхний водоносный слой, в который не могут попасть грязь, листья и другой мусор.
Скважина на песок, служит 15 лет, затем она может заилиться, тогда нужно либо прочищать ее, либо бурить новый слой. Глубина от 15 до 30 метров.

Виды буровых установок

Приспособления с ручным приводом

Они обладают следующими качествами:

низкая производительность;
малогабаритность;
используются на незначительных углублениях, например, скважинах на песок;
не подходит для применения на твердых и тяжелых почвах.

Ударно-канатные устройства

Свойства этого оборудования:

простота сборки и эксплуатации;
высокий рабочий диапазон;
на выходе получаем качественную скважину с длительным сроком службы;
низкая скорость;
глубина от 100 м и выше;
можно использовать на каменистых почвах;
в некоторых случаях необходимо дополнительное оборудование, что увеличивает стоимость скважины.

Данный вид бурения считается одним из первых, активно применялся до 40-х годов прошлого века.
Принцип работы
Используется ударный буровой патрон, который состоит из куска трубы. Под собственным весом он резко опускается вниз, разрушая почву, слой за слоем. С каждым ударом снаряд погружается все глубже. Движение запускается лебедкой. Через 2-3 спуска-подъема разрушенная почва поднимается на поверхность при помощи желонки. Для укрепления скважины в нее помещают обсадные трубы и цементируют. Чтобы избежать попадания в воду примесей, устанавливают скважинные фильтры.
Конструкция бура:
опорная тренога с блоком, по которому проходит канат;
механизм привода, осуществляющий движение снаряда;
тяжелый по массе ударный патрон с насадками, до 80 кг. Это, по сути, труба до 2 метров длиной с заостренным краем снизу либо с
вырубленными зубьями. Чем острее снаряд, тем он производительнее. Удержание раздробленной почвы осуществляется клапанным
механизмом. Труба всасывает в себя почву и выгружает ее на поверхность.
Данный метод сменил более технологичный способ вращательного бурения с промывкой, но он до сих пор используется, так как может быть изготовлен самим домовладельцем.
Шнековые устройства
Этот вид оборудования:
эффективнее, чем ударно-канатные конструкции;
высокая производительность;
используется на сухих и мягких почвах;
процесс усложняется необходимостью постоянной очистки рабочего элемента.
Принцип работы
Бур в виде винта закручивается в почву. При входе в значительную глубину его наращивают при помощи буровой штанги. Раздробленная почва оседает между желобами винта, через несколько подходов его очищают и затем продолжают бурение.
Конструкция бура:
шнек, или винт Архимеда, который поднимает разрыхленную почву;
буровая штанга, которая используется для наращивания шнека, для чего на ней наносится резьба;
ручной или механизированный привод, осуществляющий движение бура.
Ручной привод традиционно используется для бурения неглубоких скважин, но для ухода на глубину потребуется механизированный станок.
Вращательно-роторный способ, бурение с промывкой
Этот метод:
самый современный и производительный метод;
используется на любых видах почв;
высокая скорость бурения, 10 метров и более в час;
относится к разряду дорогостоящего оборудования;
для бурения артезианской скважины требуется лицензия.
Принцип работы
Бурение скважины сопровождается ее промывкой специальным раствором. Так осуществляется подъем раздробленной почвы.
Технологии промывки
Прямой метод: раствор подается через штангу, а грунт удаляется через саму скважину.
Обратный метод: раствор подается сразу в скважину, а грунт удаляется при помощи бурового оборудования.
Конструкция бура:
штанга с вращающимся буром, который разрушает грунт;
механизм привода, запускающий вращение бура и направляющий его движение;
помпа с рукавами, подающая раствор в скважину;
вертлюг – узел, передающий команду вращения к инструменту от приводного механизма.
Все элементы удерживает высокопрочная рама, способная выдержать значительные нагрузки, создаваемые вибрацией. Метод сочетает в себе ударную и вращательную конструкцию, идеален для прохождения каменистых почв.
Итак, способов бурения существует несколько, выбор, как правило, определяется на основе конечной стоимости и производительности скважины, получаемой на выходе.
Неисправные установки требуют замены. Утилизация промышленного оборудования — важный этап модернизации всего добывающего комплекса.
Самый технологичный способ, как мы могли убедиться ранее, – это вращательно-роторный метод с промывкой.
greenologia.ru
Буровая установка на воду: технология бурения скважин
Обустраивать колодец под воду целесообразно при небольшой глубине залегания грунтового водоносного слоя, в иных случаях потребуется скважина, а значит, буровая установка. Неглубокие потоки воды часто используются как технические, для полива огорода и наполнения бассейна, а вот для питья лучше копать намного глубже.
Функционал буровой установки

Буровая установка – система устройств и механизмов, используемых для пробивания шурфов и укрепления стенок скважин
Буровая установка – система устройств и механизмов, используемых для пробивания шурфов и укрепления стенок скважин. Конструкции повсеместно вошли в использование как самый простой инструмент для добычи воды. Но область применения данных систем довольно широка:
Пробуривание скважин для проведения инженерных работ;
Бурение шурфов под воду;
Обустройство разведывательных шахт.
По видам делят скважины на:
Артезианские – до 100 м глубины, обычно подают воду в несколько домов или коттеджей. Срок эксплуатации до 50-60 лет.
Трубчатые/абиссинские – до 12 м глубины. Как правило, обустраиваются на верхнем водоносном горизонте, куда не попадает мусор, грязь. Срок службы 15-20 лет, затем шахта может заилиться и потребуется новый колодец или углубление до следующего слоя глубиной до 30 метров.
Типы буровых установок, принцип работы
Ручные буровые установки

Ручные буровые установки обладают некоторыми неоспоримыми достоинствами
Имеют следующие характеристики:
Малая производительность;
Скромные габариты;
Использование на небольших глубинах;
Не подходят для тяжелых и плывучих грунтов.
Ударно-канатный тип

Ударно-канатная бурильная система применяется уже давно и считается одной из самых доступных в частных малых хозяйствах по цене и простоте работы
Ударно-канатные буровые установки для обустройства скважин на воду обладают следующими свойствами:
Простые в монтаже и сборке;
Удобные в эксплуатации;
Имеют высокий рабочий КПД;
На выходе получается хорошая глубокая скважина на воду с долгим сроком эксплуатации;
Сниженная скорость пробуривания;
Возможная глубина бурения до 100 и более метров;
Можно применять на каменистых, тяжелых грунтах;
Иногда требуется дополнительное оснащение, что увеличивает стоимость установки.
Ударно-канатная бурильная система применяется уже давно и считается одной из самых доступных в частных малых хозяйствах по цене и простоте работы. Принцип функциональности:
Рекомендуем к прочтению:
Используется буровой ударный патрон, который под действием тяжести разбивает грунтовые слои;
Движение запускается посредством лебедки;
Каждый слой грунта вытаскивается желонкой.
Для укрепления стенок шахты требуется оснащение обсадными трубами и цементирование всей конструкции. Нелишним будет оборудовать дополнительные фильтры. Ударно-канатная технология бурения считается подходящей для песчаных и глинистых почв.
Простая конструкция включает: опорную треногу с блоком и закрепительным канатом, привод, отвечающий за движение патрона и сам патрон с насадкой массой до 120 кг.
Шнековые системы

Шнековые буровые установки намного практичнее, чем ударно-канатная буровая установка, так как обладают повышенной производительностью
Шнековые буровые установки намного практичнее, чем ударно-канатная буровая установка, так как обладают повышенной производительностью. Однако применять бурильные конструкции лучше на просушенных и достаточно мягких почвах без камней, иначе можно сломать шнековый механизм. Работы осложняются требованием постоянной очистки функционирующей насадки от грунтовых накоплений.
Принцип работы заключается в том, что винтовой бур вкручивается в грунт, при этом взрыхленные пласты почвы оседают на лопастях и через 2-3 прохода бур необходимо чистить. Технология бурения предельно проста и известна, а конструктивно бур состоит из шнека, штанги (ее нужно наращивать по мере заглубления в почву) и привода механического или ручного типа.
Важно! Ручной привод шнековой системы лучше подходит для бурения малых скважин, для большой глубины потребуется оснащение механизированным станком.
Бурение вращательного типа с промывкой

Вращательно роторные буровые установки считаются самыми лучшими для использования в частных хозяйствах
Вращательно роторные буровые установки считаются самыми лучшими для использования в частных хозяйствах. Они используются на любых грунтах, имеют высокую скорость работы, но при этом достаточно дорого стоят и для бурения артезианских скважин на воду требуется лицензия.
Рекомендуем к прочтению:
Данная буровая установка оснащена дополнительной системой промывки, чтобы осуществлять подъем раздробленного грунта. При этом конструкция может иметь:
Прямой тип промывки, когда раствор подается через систему шлангов, а грунтовые массы вымываются непосредственно через шурф;
Обратный тип – при котором вода подается сразу в шахту, грунт же вынимается буровым оборудованием.
Технология бурения вращательно-роторного типа подходит для использования на любых почвах, а также показана для бурения достаточно глубоких скважин на воду. Благодаря прочной конструкции бура, состоящего из штанги, с механизмом вращения, разрушающим грунт, приводом, помпы и вертлюга, данные буровые установки хорошо справляются с плывунами. Для устойчивости элементы закрепляются на рамке, выполненной из стали и способной выдерживать значительные нагрузки.
Важно! Вращательно-роторные конструкции сочетают ударную и вращательную систему бурения, что идеально для прохождения даже каменистых грунтов, подверженных сезонному смещению.
Технологий бурения скважин на воду существует несколько, поэтому выбор определяет только сам хозяин. Помимо ценовой составляющей неплохо учитывать:
нужную производительность скважины на воду, которая получится в конечном итоге;
состояние грунта;
возможность образования плывунов;
глубину залегания грунтовых водоносных слоев;
глубину точки промерзания почвы;
подвижность грунтов при сезонных паводках и осадках.
Основы бурения скважин на воду просты, поэтому оборудовать собственный автономный источник водоснабжения на участке не составит проблем для каждого хозяина.

Помогла статья? Оцените её
Загрузка…
Рассказать друзьям и коллегам в социальных сетях
vodakanazer.ru