Provedení souboru prací k přípravě na vrtání, vlastní vrtání, udržování studny ve stabilním stavu, provedení nezbytných geofyzikálních, hydrogeologických a jiných studií v ní, konzervace nebo opuštění studny se nazývá stavba studny.
Směrové vrtání je vrtání studní v daném směru pomocí zákonů jejich přirozeného nebo pomocí umělého zakřivení.
Hlavní procesy vrtání studny jsou:
- zničení horniny na dně studny;
- odstranění rozbité (vyvrtané) horniny, nazývané odřezky, ze studny na povrch a sloupce horniny nebo minerálu vytvořeného v důsledku obvodové destrukce dna studny, nazývaného jádro;
- zajištění nestabilních stěn studní různými způsoby (pažování trubek, cementování stěn studny atd.).
Pro efektivní destrukci hornin se volí technologický režim vrtání v závislosti na geologických a technických podmínkách stavby vrtu, především na fyzikálních a mechanických vlastnostech hornin a použitém způsobu vrtání. Při rotačním vrtání jsou jeho hlavní parametry:
- axiální zatížení nástroje pro řezání horniny – síla působící podél osy nástroje pro vrtání na nástroj pro lámání hornin na dně vrtu;
- počet otáček vrtací kolony za jednotku času;
- spotřeba čisticího prostředku (proplachovací kapalina, stlačený vzduch atd.) za jednotku času potřebného k propláchnutí studny.
Axiální zatížení je určeno měrným zatížením nástroje na řezání horniny na jednotku plochy konce nebo průměru nástroje na řezání hornin nebo na jednu z jeho fréz.
Parametr režimu vrtání charakterizující rotaci střely je obvodová rychlost nástroje pro řezání horniny – lineární rychlost konvenčního bodu umístěného na vnějším povrchu pracovního nástroje pro řezání horniny.
tam přímé a zpětné proplachování studny. Při přímém proplachu je proplachovací kapalina čerpána do vrtu čerpadlem přes vrtnou kolonu a stoupá na povrch podél prstencového prostoru mezi vrtnými trubkami a stěnami vrtu. V opačném případě je proplachovací kapalina přiváděna do vrtu prstencovou mezerou mezi vrtnou kolonou a stěnami vrtu a stoupá na povrch uvnitř vrtné kolony.
Dochází k lokální cirkulaci vrtné kapaliny, tj. jejímu uzavřenému pohybu v určitém intervalu vrtu a dnové cirkulaci – lokální cirkulaci vrtné kapaliny v části vrtu přiléhající ke dnu vrtu.
Existují optimální, racionální a speciální režimy vrtání.
Optimální režim zajišťuje nejlepší technický a ekonomický výkon vrtání.
Racionální režim vybírá se s přihlédnutím k technickým možnostem vrtacího zařízení a nástrojů.
Pro řešení speciálních problémů při vrtání (vrtání přídavné hřídele, převrtávání minerálního tělesa atd.) je nastaven speciální režim.
V geologických průzkumných vrtech existuje koncept rovnováhy pracovní doby vrtných souprav. Jedná se o čas ve strojových hodinách strávený stavbou vrtů jako celku, rozdělený mezi jednotlivé provozy (nebo jejich skupiny) bez zohlednění doby konzervace vrtů.
Při stavbě studny se rozlišují následující operace.
- Čisté vrtání, což je doba destrukce horniny na dně studny při jejím prohlubování.
- Pomocné operace je soubor prací předcházejících a doprovázejících čisté vrtání. Zahrnuje: zvedání, přípravné a konečné operace; dobře upevnění; odběr vzorků a odběr jádra; geofyzikální, geochemický a hydrogeologický průzkum a měření pro různé účely; preventivní a běžné opravy atd.
Vrtací let – soubor hlavních a pomocných prací pro jednorázové prohloubení studny jedním horninovým nástrojem počínaje přípravou vrtáku pro spuštění do vrtu a konče závěrečnými pracemi po jeho vyzdvižení. Let je charakterizován svou délkou (hloubka vrtu v metrech), v závislosti na trvanlivosti nástroje na řezání horniny. Doba strávená na jedné vrtné cestě závisí na její délce, fyzikálních a mechanických vlastnostech vrtaných hornin, hloubce vrtu, stupni mechanizace procesu vrtání a kvalifikaci pracovníků.
Produktivní čas – jedná se o čas (v hodinách nebo směnách) vynaložený na provádění technologicky nezbytných operací při výstavbě vrtu, včetně technologických prostojů, jakož i čas potřebný k provedení prací na odstranění geologických komplikací,
Neproduktivní čas – čas (v hodinách nebo směnách) vynaložený na havarijní odezvu, neplánované (včetně havarijních) oprav zařízení a prostoje z organizačních důvodů. Prostoje (prostoje) je ztráta pracovní doby ve strojních hodinách způsobená organizačními a technickými důvody: nedostatek potřebného vybavení, nářadí, paliv a maziv, splachovací kapaliny a jiných materiálů, pracovníků, dopravy atd., jakož i -pro klimatické a stav vozovky; provádění neplánovaných oprav a havarijních prací.
Technologický výpadek – nezbytné časové náklady ve strojových hodinách na práci, která přerušuje proces vrtání a je spojena s:
- s udržováním stěn studny ve stabilním stavu (spouštění a zvedání pažnicových trubek, tmelení a jiné druhy ucpávání);
- s testováním a průzkumem vrtu (elektrochemické a těžební práce, inklinometrie, hydrogeologické studie během procesu vrtání;
- s údržbou zařízení (běžná oprava vrtacích mechanismů, mazání součástí apod., prováděné přímo na místě vrtání).
Tyto prostoje jsou zohledněny v bilanci pracovní doby jako pomocné operace. Pokud jsou výše uvedené práce provedeny po dokončení vrtání studny, nekvalifikují se jako technologické odstávky.
Poté, co vrt v určité hloubce splní zamýšlený účel nebo je jeho další prohlubování nevhodné, je vrtání zastaveno, tzn. studna je uzavřena. Obnova narušeného přirozeného stavu hornin po uzavření studny se nazývá opuštění studny. Pokud se během výstavby studny z nějakého důvodu dočasně zastaví její vrtání, provede se soubor prací na její zachování, nazývaný konzervace studny.
V procesu výstavby studní dochází v řadě případů k narušení produktivity půdy, ke kontaminaci úrodné vrstvy různými chemikáliemi a ke vzniku jam pro technické účely. Odstranění těchto následků provedením souboru prací se nazývá rekultivace.
Nejkritičtější technické prostředky musí splňovat normy, které stanoví jednotné technické požadavky na výrobky a normy povinné pro použití podniky v zemi (státní normy Ruské federace – GOST RF), jakož i země SNS (mezistátní normy – GOST).
