Rotační vrtání

Rotační vrtání studní je jedním z typů rotačního vrtání. Pointa je, že nástroj na řezání horniny umístěný uvnitř vrtu je poháněn elektrickým motorem nebo zařízením plynové turbíny.

Rotační vrtání je nejběžnější metodou, protože je poměrně efektivní a snadno se používá. Nejčastěji se používá k vrtání průzkumných a těžebních ropných vrtů, ale pro svou kompaktnost se používá i k vytváření vodních vrtů v soukromých oblastech.

Technologie rotačního vrtání byla poprvé použita ve Spojených státech počátkem 1880. let XNUMX. století a od té doby prošla drobnými změnami, které měly pozitivní vliv na její účinnost. Zdokonalily se zejména nástroje na řezání hornin, vynalezly se nové proplachovací kapaliny a zvýšila se pevnost jednotlivých prvků. Kromě toho byla vylepšena i samotná technologie vrtání, díky čemuž je tato metoda dnes jednou z hlavních metod vytváření dnu a téměř zcela nahradila standardní příklepovou metodu. Vše, co potřebujete vědět o rotačním vrtání, je dále v článku.

Zařízení pro rotační vrtání studní

Navzdory zdánlivé jednoduchosti vyžaduje ropný, plynový nebo jakýkoli jiný vrt poměrně působivý seznam zařízení. Bez kterékoli z těchto částí není provoz zařízení možný. Seznam prvků nezbytných pro provádění rotačního vrtání zahrnuje:

  • věž;
  • vrtná souprava;
  • rotor;
  • vrtací pístová čerpadla;
  • otočný;
  • cestovní systém;
  • tekutý čisticí systém.

Otočný prvek je prvek, kterým proplachovací kapalina vstupuje do kolony. Je zavěšen na jednom háku pojezdového systému. Navíc obsahuje korunkový blok a blok.

Systém čištění proplachovací kapaliny se také skládá z řady prvků:

  • vibrační síta;
  • okapy;
  • hydrocyklony

Rotační způsob vrtání studní často vyžaduje mobilitu konstrukce, proto je často umístěn na speciálních plošinách.

Rotační vrtání studní: klady a zápory

Velmi rozšířené je vrtání studní rotační metodou. Oproti standardní šokové metodě má obrovské množství výhod:

  1. Rychlost. Rotační vrtání je mnohem rychlejší než vrtání s příklepem.
  2. Všestrannost. Rozsah použití metody je mnohem širší, protože díky použití různých bitů je možné pracovat s různými druhy půdy.
  3. Velikost. Celá instalace zabírá relativně málo místa, na rozdíl od konstrukcí pro nárazovou metodu.
  4. Mobilita. Vzhledem k malým rozměrům lze jednotku umístit na pohyblivou plošinu.
READ
Co je EPS v pěně?

Rotační vrtání studní má však určitá omezení.

V závislosti na půdě a horninách byste tedy měli vybrat vhodné bity.

Přítomnost velmi tvrdých předmětů v dráze studny může být překážkou, pokud se nepoužívá speciální zařízení na řezání hornin.

Kromě toho je problém:

  1. jílový roztok. Často způsobuje problémy při studiu nádrží a v některých případech není vždy nákladově efektivní.
  2. V zimě nelze pracovat. Zmrzlá půda je vážnou překážkou pro rotační vrtání.
  3. Instalační výkon. Přímo závisí na rotoru, který je zranitelným prvkem systému.

V podmínkách zmrzlé půdy je preferovanou možností nárazová metoda. Vrtání ropy nebo jakéhokoli jiného vrtu bude samozřejmě trvat déle, ale nakonec se dostaví požadovaný výsledek.

Princip rotačního vrtání

Rotační metoda vrtání

Přes zdánlivou jednoduchost technologie je princip fungování rotačních zařízení poměrně komplikovaný. Samotný rotor je poháněn hnací hřídelí, která přenáší rotaci z elektromotoru. Někdy se používá spalovací motor.

Samotné otáčení je prováděno předními vložkami předních vložek. Jejich průřez je zcela podobný průřezu horní pracovní trubky, která může být svým tvarem zcela odlišná.

Základem pro vrtací kolonu jsou speciální trubky. Právě mezi nimi a nástrojem na řezání horniny jsou namontovány vrtací objímky – vrtací objímky. Vzhledem k jejich obrovské hmotnosti na bitu je zatížení dostatečné pro efektivní práci.

Horní část pracovní trubky je spojena s obratlíkem. Prostřednictvím tohoto systému je přiváděna proplachovací kapalina, která vstupuje do spodního otvoru tryskami vrtáku – je potřeba pro udržení výkonu celé rotační vrtné soupravy.

Zvedání nebo spouštění zajišťují svíčky – několik vrtných trubek o délce 25 až 50 metrů. Vlivem zatížení poskytovaného vrtacími objímkami vrták ničí horninu. Díky pravidelně přiváděné kapalině je nástroj chlazen a zároveň je čelo očištěno od kalu. Po vyčištění se kapalina znovu použije.

Samozřejmě nemůžete jen vyvrtat studnu a nechat ji bez sebemenších výztužných konstrukcí. Půda je dosti nestabilní látka, která může měnit svou polohu. Proto je riziko zhroucení obličeje poměrně vysoké.

Aby se tomu zabránilo, provede se přestávka ve vrtání v určité vzdálenosti od povrchu, během níž se instaluje pažnicová struna. Díky tomu je vyloučeno sešívání stěn nebo ucpání vrtané cesty a také zamezuje pronikání vody. Úplně první struna je často označována jako vodič a umožňuje překrytí nestabilních hornin, čímž poskytuje spolehlivost vrtané studny.

READ
Co je to geodézie a projektování?

Takový sloup je zpravidla umístěn nejdříve u značky 30 m a nejpozději u značky 600 m. Pokud je vrt ropa, pak jsou konstrukce pláště instalovány s co nejmenší vzdáleností od povrchu.

Metoda rotačního vrtání se používá pro mnoho typů zemin, proto se při instalaci sloupů musíte zaměřit na aktuální geologické podmínky. Někdy je tedy nutné použít několik pažnic najednou, aby se zvýšila spolehlivost spodního otvoru. Čím menší je průměr trubky, tím hlouběji jde. Je zřejmé, že nejmenší průměr bude hlubší než všechny ostatní.

Nejhlubší sloup je sloup výrobní a je zespodu perforovaný. Těmito otvory do něj vstupuje ropa, plyn nebo vodní hmota.

Proplachovací kapalina při rotačních vrtacích operacích

Rotační vrtání studní může být efektivnější, pokud se použije vhodná metoda proplachování. V současné době se používá jako kapalina:

  • roztoky polymerů;
  • provzdušňované roztoky;
  • olejové emulze;
  • vody.

Používá se také čištění vzduchu. Pokud se plánuje práce v oblastech s nízkým tlakem v zásobníku, používá se speciální plyn.

Pomocí splachování se obličej nejen zbaví přebytečných nečistot, rozpadajících se kamenů a velkých předmětů.

Kapalina vstupující do vrtáku ochlazuje jeho pracovní povrch, čímž se prodlužuje životnost nástroje na řezání horniny.

Rotační vrtání studní je poměrně pracný proces, který vyžaduje zohlednění mnoha faktorů. Je to však jedna z nejúčinnějších metod a je široce používána v široké škále podmínek.

Rotační vrtná souprava

Rotor

IA Neftegaz.RU. Rotor je rotující část motorů a pracovních strojů, na kterých jsou umístěny orgány, které přijímají nebo uvolňují energii do pracovní tekutiny.
Rotor motorů je spojen s hnací hřídelí, rotor pracovních strojů je spojen s hnací hřídelí.
Rotor úzce souvisí s koncepcí statoru.

  • zajištění přenosu rotačního pohybu na vrtnou kolonu a nástroje na řezání hornin – při rotačním vrtání studní;
  • při podpírání pažnicových trubek nebo vrtných kolon v hmotnosti;
  • zajištění schopnosti periodického otáčení potrubí:
    • při použití turbínové metody vrtání studní,
    • v podmínkách používání elektrických vrtaček,
    • během rybolovných operací,
    • při provádění mimořádných opatření,
    • při výměně vrtacích nástrojů,
    • během operací výroby a odšroubování potrubí;

    Rotory vypadají jako kuželové kolo se zuby.
    Kuželové kolo zařízení je spojeno se stolem a namontováno na pouzdru a osa stolu je umístěna podél osy studny.
    Konstrukčně je rotor BU stacionární masivní tělo vyrobené z oceli a vybavené výkonným nosným ložiskem, na kterém se otáčí stůl rotoru.
    Toto pouzdro zajišťuje vnímání a přenos všech zátěží, které vznikají při práci na rámu.
    Prostřednictvím spárovaných kuželových kol je rotace přenášena z hnacího hřídele, umístěného ve vodorovné rovině, přímo na svisle umístěný rotorový stůl.
    Pár ozubených kol (kuželové kolo hřídele a věnec stolu), stejně jako ložiska, jsou umístěny v tzv. utěsněné olejové lázni, která snižuje opotřebení prvků.

    Fyzické umístění rotoru CU závisí především na jeho typu:

    • na instalacích určených pro vrtání hlubokých vrtů – instalované na základně vrtné plošiny;
    • v ojetém ​​vozidle na samojízdném podvozku – na zadní části rámu.

    Rotory se mohou lišit průměrem vrtání, výkonem a přípustným statickým zatížením.

    Technické vlastnosti CU rotoru:

    • průměr otvoru ve stole,
    • přípustné statické zatížení stolu,
    • jeho maximální rychlost otáčení,
    • statický točivý moment,
    • hmotnost zařízení, která se bere v úvahu, aniž by se brala v úvahu hmotnost vložky.

    Existuje známá klasifikace podle konstrukčních charakteristik:

    • rotory bez hnutí
    • pohyb tam a zpět vzhledem k ústí vrtu. Pohyb probíhá ve vertikálním směru.

    Nejdůležitější technologickou součástí rotoru je pohon.
    Pohon lze spustit:

    • řetězové, kardanové a ozubené pohony z tažného zařízení
    • individuální motor
    • převodovky

    Pohon rotoru způsobuje různé změny otáček a točivého momentu.
    To může být:

    • vykročil
    • kontinuální krok
    • kontinuální

    В vrtné soupravy Pohon rotoru je ovládán pomocí řetězového převodu z navijáku nebo převodovky hnacího ústrojí. Při instalaci navijáku pod podlahu vrtné soupravy se ovládání provádí přídavným převodem z navijáku.

    Složení rotační jednotky:
    Rotor se skládá z rámu s vývrtem pro misku s namontovaným hnacím hřídelem.
    Na rámu stolu a rotoru jsou prstencové drážky. Tvoří labyrintová těsnění k ochraně olejové lázně před pronikáním roztoku.
    V rámu je také instalováno axiální ložisko a níže je instalováno pomocné ložisko. Pomocné ložisko rotoru je navrženo tak, aby vystředilo stůl rotoru a podpíralo zatížení směrem nahoru.
    Ve spodní části je instalováno speciální labyrintové kolo, které zabraňuje vniknutí roztoku do olejové lázně.

    V tabulce 30 dáno technické vlastnosti rotorů, vyráběné VZBT a Uralmash Production Association.

    Na obrázku je rotor R-560.

    Dnes se aktivně používají následující modifikace rotorů Uralmash: R-700, R-950 a R-1260