Роторное бурение

Роторное бурение (беспрерывное вращательное бурение) состоит в разрушении (крошением, резанием) пород в забое скважины соответствующими долотами и выносе их глинистым раствором, водой или сжатым воздухом при одновременном охлаждении бурового инструмента.

Роторное бурение - это способ проходки разведочных и эксплуатационных скважин, при котором вращение на долото передается через колонну бурильных труб от ротора, расположенного на поверхности.

Роторное бурение следует использовать при выполнении следующих условий:

1. хорошо изученный геолого-гидрогеологический разрез участка бурения;
2. заранее разведанные и опробованные водоносные горизонты, для которых имеется подробная характеристика качества и количества воды;
3. горизонты воды характеризуются большими напорами;
4. возможность проведения каротажа скважины;
5. возможность бесперебойной доставки воды и глины к месту бурения.

В настоящее время в нашей стране широкое применение получили следующие виды роторного бурения: с прямой промывкой глинистым раствором и водой (комбинированный), с обратной промывкой водой, с продувкой сжатым воздухом, шнековый.

Этот способ имеет некоторые преимущества и может быть рекомендован для бурения различных пород и заканчивания скважины, исключающего кольматацию пласта, а также при применении испытателей пластов, опережающего способа опробования на стадии поисково-разведочных работ. Роторный способ бурения может быть осуществлен следующими буровыми установками: СБДУМ-150-ЗИВ, УРБ-2, УРБ-2,5А; УРБ-3АМ, 1БА-15В, УБВ-600; БУ80БРД, УРБ-3А3, УРБ-3А2.

Преимущества:

1. высокие механические и коммерческие скорости бурения;
2. возможность бурения пород различной твердости на различной глубине;
3. небольшая металлоемкость конструкции.

Недостатки:

1. при использовании глинистого раствора возникает трудность качественного опробования водоносных пластов и их освоения, что приводит к снижению дебита скважины, требует проведения длительных и сложных работ по ее разглинизации;
2. необходимость снабжения установок водой и качественной глиной;
3. трудности бурения в породах, содержащих валунно-галечниковые включения, поглощающие промывочную жидкость;
4. трудности организации работ в зимнее время при отрицательных температурах.

При этом способе бурения скважину промывают водой, которая поступает на забой между стенками скважины и бурильных труб. Разрушенная порода и вода (шлам) поднимаются с забоя по трубам бурильной колонны и через резиновый рукав поступают в отстойник, где вода очищается от шлама и снова, самотеком, направляется в затрубное пространство скважины. Вода, омывая, охлаждает долото, а затем, смешиваясь с разрушенной породой, всасывается при помощи эрлифта или центробежного насоса в отстойник. При этом уровень воды в скважине должен быть постоянно на 3-4 метра выше статического уровня водоносного горизонта. Если от устья скважины до глубины статического уровня залегают неустойчивые породы (пески, супеси), то этот интервал закрепляют трубами.

Преимущества:

1. высокие механические скорости бурения в мягких и рыхлых породах, превышающие аналогичные показатели при бурении с прямой промывкой в 1,5-2 раза;
2. высокое качество вскрытия пласта, обеспечивающее высокие дебиты;
3. возможность бурения скважины больших диаметров (до 1200-1500 мм).

Недостатки:

1. возможность бурения только в мягких и рыхлых породах I-IV категорий по буримости;
2. возможность бурения, если уровень подземных вод находится на глубине 3 м и более.

Роторный способ с обратной промывкой водой осуществляется буровыми установками: 1БА115К, FA12, FA20, FA10, PA15. Этот способ может быть рекомендован для бурения мягких и рыхлых пород, залегающих на глубине до 200-300 м, при необходимости создания мощного контура гравийной обсыпки и сооружения высокодебитной скважины.

При роторном бурении скважины обычно имеют следующую конструкцию: шахтное направление, кондуктор, промежуточная колонна, эксплуатационная колонна и фильтровая колонна. Подробнее...