Vŕtanie ropných a plynových vrtov je oblasť výroby, ktorá zahŕňa súbor prostriedkov, metód a metód zameraných na riešenie zložitých problémov pri vŕtaní ropných a plynových vrtov. Predmetom odbornej činnosti technika v odbornosti 131003 "Vŕtanie ropných a plynových vrtov" sú zariadenia a technológie vŕtania ropných a plynových vrtov vo všetkých stupňoch ich výstavby, projektovania, inžinierstva a iných druhov dokumentácie a informácií. Technik v odbornosti 131003 "Vŕtanie ropných a plynových vrtov" v súlade so špeciálnym školením môže vykonávať nasledovné druhy odborných činností.
Do výroby sa školí procesný inžinier na vŕtanie ropných a plynových vrtov 
technologicko-organizačné činnosti vo vrtných podnikoch na pozíciách vrtný technik, asistent vrtného majstra, vrtný majster, majster v zložitých prácach, vedúci vrtov, vrtný inžinier. Pre získanie praktických skúseností sa absolventi môžu uplatniť na zamestnaniach pomocný vŕtač 4. – 5. kategórie a vŕtač. Procesný inžinier musí byť schopný: organizovať prácu vrtných hliadok, tímu vo všetkých fázach procesu vŕtania studne v súlade s technologickými predpismi; predchádzať a eliminovať všetky typy komplikácií a nehôd; vykonať analýzu výrobnej a ekonomickej činnosti bloku, vykonať základné overovacie technologické výpočty súvisiace s vŕtaním studne; vypracovať technickú dokumentáciu; používať automatizačné nástroje, výpočtovú techniku, prístrojové vybavenie a nástroje, ako aj projektovú a technologickú dokumentáciu, obsluhovať a udržiavať vŕtacie zariadenia; viesť
cieľavedomá práca na šetrení zdrojov a energie, na kontrolu dodržiavania pravidiel ochrany práce a životného prostredia.
R vypracovanie projektových odhadov na výstavbu smerových, horizontálnych, mnohostranných vrtov na poliach Baškirskej republiky, západnej Sibíri, regiónu Orenburg, Jemenskej demokratickej republiky, Iránu, Mauretánie.
R vypracovanie projektových odhadov na rekonštrukciu starej studne vŕtaním vedľajších koľají.
R vypracovanie návrhových odhadov na výstavbu potrubných križovatiek cez rôzne prekážky vrátane pod korytami riek, roklinami atď. metóda smerového vŕtania.
R vypracovanie regulačného rámca na prípravu projektovej a odhadovej dokumentácie na výstavbu studní, integrované integrované ceny za prípravné, stavebné a inštalačné práce na súboroch vrtných zariadení.
Výstavba horizontálnych a mnohostranných studní
R vývoj zariadení a technológií na výstavbu mnohostranných vrtov rôznej úrovne zložitosti v konkrétnych odboroch a následná inžinierska podpora vŕtania.
B vŕtanie smerových vrtov pod rôznymi prekážkami vrátane koryta riek, roklín atď.
Vŕtanie, proces výstavby valcového banského diela - studne, jamy alebo banskej šachty - ničením skál na dne. Vykonáva sa spravidla v zemskej kôre, menej často v umelých materiáloch (betón, asfalt atď.). V niektorých prípadoch tento proces zahŕňa upevnenie stien vrtov (zvyčajne hlbokých) plášťovými rúrami so vstrekovaním cementovej kaše do prstencovej medzery medzi rúrkami a stenami vrtov.
Rozsah vŕtania je mnohostranný: vyhľadávanie a prieskum nerastov; štúdium vlastností hornín; ťažba kvapalných, plynných a pevných (lúhovaním a tavením) nerastov prostredníctvom ťažobných vrtov; trhacie práce; ťažba pevných nerastov; umelá fixácia hornín (zmrazovanie, bitúmenácia, cementácia atď.); odvodnenie zaplavených ložísk nerastov a bažinatých oblastí; objavovanie ložísk; kladenie podzemných komunikácií: výstavba pilótových základov atď.
Vrt prechádza cez horninový masív, aby sa dostal k požadovanému objektu - ložiskám rudného telesa, ropy, plynu, zvodnenej vrstvy atď. Studňa je teda umelý výkop v skalnom masíve. Zároveň existujú výkopy podobného účelu, ale inej formy - banské diela (bane, štôlne, lomy), od ktorých sa vrt výrazne líši v najmenšom množstve výkopu do hĺbky prieniku. V tomto zmysle je najhospodárnejší a najrýchlejší pri dosahovaní cieľa otvorenia. V priereze má studňa tvar kruhu, pretože vŕtanie sa zvyčajne vykonáva otáčaním, zatiaľ čo priemer kruhu je veľmi malý (75-300 mm) v porovnaní s dĺžkou studne pri hĺbke vŕtania stoviek metrov a dokonca niekoľko kilometrov (9 km alebo viac). Pri vŕtaní prieskumných vrtov pre pevné nerasty je ich priemer zvyčajne 59 a 76 mm, pre ropu a plyn - 100-400 mm.
Vrty vyvinuté a špecializované vo vzťahu k trom hlavným oblastiam technológie: najhlbšie vrty (niekoľko km) sa vŕtajú na ropu a plyn, plytšie vrty (stovky metrov) na vyhľadávanie a prieskum pevných nerastov, vrty a vrty s hĺbkou niekoľko metre až desiatky metrov sa vŕtajú na umiestnenie výbušných náloží (hlavne v baníctve a stavebníctve).
Prieskumné aj ťažobné prvé vrty sú položené v očakávaných najvyšších bodoch objavenej priaznivej stavby, aby sa ložisko nerastov s istotou otvorilo. Na základe informácií získaných z prvých vrtov sa vyberie umiestnenie ďalších vrtov, ktoré stoja pred širšou úlohou – určiť veľkosť ložiska, efektívnu hrúbku produktívnych formácií, zmenu ich pórovitosti a priepustnosti pozdĺž štrajk, spresniť štrukturálnu mapu poľa (izosadrová mapa), získať údaje na určenie termodynamických parametrov produktívnych vrstiev a konštrukciu máp izobár a izoterm a v konečnom dôsledku - vypočítať alebo objasniť komerčné rezervy poľa a zdôvodniť alebo objasniť systém jeho rozvoja (zostavte mapu rozvoja).
V tomto prípade môžu byť studne položené tak v rámci ložiska, ako aj mimo neho.
Po výbere miesta vypracujú projekt pre túto studňu, ktorého hlavné časti sú:
Návrh (pomer priemerov a dĺžok vrtu, jeho orientácia; jazdné intervaly, priemery, hrúbka steny a triedy ocele pažnicových pásov; intervaly tmelenia; typ a prevedenie filtra; ďalšie potrebné prvky vrtu);
Technológia vŕtania vrtov (typy a veľkosti nástroja na rezanie hornín - korunky; režimy vŕtania - intenzita cirkulácie prostriedku čistiaceho spodnú dieru a hriadeľ od rezanej horniny, rýchlosť korunky, sila korunky na spodnú dieru jej zničenie, typ a fyzikálne vlastnosti prostriedku na čistenie studne, typ, pomer priemerov a dĺžky sekcií vrtnej kolóny, typ a veľkosť vrtného motora, ak sa používa);
Technológia otvárania produktívnych vrstiev (druh a fyzikálne vlastnosti výplachu pri vŕtaní vrtu vo filtračnej zóne; pomer tlakov vo vrte a nádrži; spôsob upevnenia vrtu vo filtračnej zóne a ďalšie technologické parametre a technické prostriedky);
Technológia cementovania vrtu (beh a cementovanie vodiča, medziľahlých a výrobných strún; prevedenie dna výrobnej kolóny a filtra; druh cementu, fyzikálne vlastnosti cementovej kaše v tekutom a vytvrdnutom stave, intenzita jej dopravy do prstenca priestor, spôsob cementovania strún a ich vybavenie ďalšími zariadeniami, dĺžka čakania na vytvrdnutie cementovej kaše, metóda skúšania kvality upevnenia vrtu);
Technológia skúšania vrtov ako prevádzkový objekt (geometrické rozmery potrubnej kolóny; vybavenie ústia vrtu výrobnými armatúrami; režimy a trvanie štúdie produktivity vrtu);
Pozemné zdvíhacie a hnacie zariadenia na vŕtanie hriadeľa (výstroj; rotor na otáčanie vrtnej kolóny; pojazdový systém a navijak na spúšťanie; motory na navijak a pohon rotora; pomocné zariadenia a príslušenstvo);
Systém povrchovej cirkulácie na prípravu, úpravu vlastností a čistenie preplachovacieho prostriedku (nádrž s miešadlami; jednotka na prípravu, váženie a úpravu vlastností; jednotka na čistenie - vibračné sitá, hydrocyklóny, odstredivky);
Kalové čerpadlá (značka, priemery valcov, výkon, typ a výkon hnacích motorov).
Podľa účelu určenia sú vrty rozdelené do troch hlavných skupín: prieskumné, ťažobné a technické.
1) Prieskumné vrty:
Mapovanie (štúdium podloží skrytých pod sedimentmi)<50м;
Prieskum (objavenie nových ložísk n / g);
Prieskum (na otvorených priestranstvách s cieľom ich obrysu a zozbierania potrebného materiálu pre ďalší rozvoj);
Hydrogeologické
Seizmický prieskum (na kladenie výbušnín)<50м;
Štrukturálne (na dôkladné preštudovanie štruktúr vyvŕtaných z vrtov a vypracovanie projektu na vyhľadávanie a prieskumné vrty pre perspektívne stavby);
Parametrické (pre podrobnejšie štúdium geologického rezu);
Inžiniersko-geologické;
Referencia (na štúdium geologickej časti veľkých regiónov).
2) Ťažobné vrty:
Ropa a plyn (preprava n/g z ložísk do
povrch);
Príjem vody;
Podzemné vrty na splyňovanie uhlia;
Studne na ťažbu soľanky;
Geotechnické vrty.
3) Technické studne:
Výbušné studne;
Šachty jám a baní;
Podľa hĺbky a sklonu vŕtania:
- - vertikálne (os blízka vertikálnej);
- - naklonená (os je naklonená od vertikály);
- - ultra hlboké (> 5000 m);
- - hlboké (1000-5000 m);
- - malý (
Celá štruktúra práce na vŕtaní vrtu, ktorá zahŕňa komplex povrchového vŕtania, vŕtacích nástrojov a technologických metód práce.
Podľa charakteru deštrukcie horniny sa používané metódy vŕtania delia na: mechanické - vrtný nástroj priamo pôsobí na horninu, deštruuje ju a nemechanické - k deštrukcii dochádza bez priameho kontaktu s horninou zo zdroja vplyv naň (tepelný, výbušný atď.). Mechanické metódy vŕtania sa delia na rotačné a príklepové (ako aj rotačné príklepové a príklepové otáčanie). Počas rotačného vŕtania dochádza k deštrukcii horniny v dôsledku rotácie nástroja pritlačeného proti spodnému otvoru. V závislosti od pevnosti horniny počas rotačného vŕtania sa používa rezný nástroj na lámanie horniny (vrták a vrták); diamantové vŕtacie nástroje; vystrelené koruny, ktoré skalu ničia brokom (výstrelom). Metódy príklepového vŕtania sa delia na: príklepové vŕtanie alebo rázovo-rotačné (vŕtanie s perforátormi vrátane ponorných, nárazovo-lanových, tyčových a pod., pri ktorých sa nástroj otáča v momente medzi dopadmi nástroja na spodnú dieru); perkusne-rotačné (ponorné pneumatické a hydraulické kladivá, ako aj vŕtanie s perforátormi s nezávislým otáčaním atď.), Pri ktorých sú údery aplikované na nepretržite sa otáčajúci nástroj; rotačný náraz, pri ktorom je vrtný nástroj na ničenie horniny pod vysokým axiálnym tlakom v neustálom kontakte s horninou a ničí ju v dôsledku rotačného pohybu pozdĺž dna a periodicky na ňu naráža. Deštrukcia hornín dna sa vykonáva celoplošne (vŕtanie s pevným dnom) alebo pozdĺž prstencového priestoru s ťažbou jadra (jadrový vrt). Odstraňovanie produktov deštrukcie je periodické pomocou násypníka a kontinuálne pomocou závitoviek, krútených tyčí alebo dodávaním plynu, kvapaliny alebo roztoku (ílovité bahno) do spodného otvoru. Niekedy je vŕtanie rozdelené podľa typu vŕtacieho nástroja (šnek, tyč, diamant, kužeľ atď.); podľa typu vŕtačky (perforovacia, pneumatická príklepová, turbínová a pod.), podľa spôsobu vŕtania (šikmá, klastrová a pod.). Technické prostriedky vŕtania tvoria najmä vŕtacie stroje (vrtné súpravy) a nástroje na rezanie hornín. Z nemechanických metód sa rozšírilo tepelné vŕtanie na vŕtanie trhacích dier do hornín s obsahom kremeňa a pracuje sa na zavedení výbušného vŕtania.
Vŕtanie ako výrobný proces pozostáva z niekoľkých po sebe idúcich operácií:
- 1. Preprava vrtnej súpravy na miesto vŕtania.
- 2. Inštalácia vrtnej súpravy.
- 3. Samotné vŕtanie (razenie vrtu), ktoré zahŕňa:
a) čisté vŕtanie, t. j. priame zničenie horniny nástrojom na rezanie horniny na dne vrtu;
b) čistenie dna od zničenej horniny a jej preprava z dna do ústia vrtu. Pri vŕtaní s preplachovaním alebo fúkaním, ako aj pri vŕtaní závitovkami je táto operácia kombinovaná s hlavnou - čisté vŕtanie;
c) vypínacie operácie sa vykonávajú s cieľom nahradiť opotrebované nástroje na rezanie hornín a zdvihnúť jadro (vzorky hornín).
4. Upevnenie stien studne v nestabilných horninách, t.j. schopné zrútenia (rozbité, slabo spojené, uvoľnené, voľne tečúce a tekutý piesok), čo možno vykonať dvoma spôsobmi:
a) upevnenie spustením pažnicových strún do studne, čo si vyžaduje zastavenie vŕtania;
b) upevnenie pomocou preplachovacích kvapalín, ktoré fixujú steny studne, vykonávané súčasne s vŕtaním.
- 5. Testy a štúdie v studni (meranie zakrivenia, ťažba dreva atď.).
- 6. Upchávanie vrtov s cieľom izolovať a izolovať zvodnené vrstvy s rôznym chemickým zložením vôd alebo izolovať zvodnené vrstvy od ropných a plynových.
- 7. Montáž filtra a vodného výťahu do hydrogeologického vrtu a vyhotovenie hydrogeologických štúdií (meranie hladiny vody v studni, odber vzoriek vody, stanovenie prietoku vrtu skúšobným čerpaním).
- 8. Prevencia a odstraňovanie nehôd v studni.
- 9. Vyťaženie pažnicových rúr a likvidácia vrtu po dokončení úlohy (likvidačné upchávanie).
- 10. Demontáž vrtnej súpravy a presun na nové miesto vŕtania
Uvedené vŕtacie operácie sú sekvenčné, t.j. môžu byť vykonávané postupne tým istým tímom.
Ak je potrebné vykonať niekoľko vrtov a ak sú k dispozícii záložné vrtné súpravy na urýchlenie prieskumných prác, niektoré pracovné operácie môžu byť paralelné, t. j. vykonávané dvoma alebo viacerými špecializovanými tímami. Takže napríklad vrtná čata vykonáva skutočné vŕtanie a plášť studne; montážne družstvá sa zaoberajú len prepravou, montážou, demontážou vrtných súprav, likvidáciou upchávania studní; drevorubačský tím sa venuje iba ťažbe dreva atď.
Baníctvo je ťažba prírodných zdrojov z hlbín zeme. Vývoj pevných minerálov sa uskutočňuje lomovou alebo banskou metódou. Na ťažbu tekutých a plynných prírodných zdrojov sa robia vrty. Moderné technológie vŕtania studní umožňujú rozvíjať ropné a plynové polia v hĺbke viac ako 12 000 metrov.
Význam výroby uhľovodíkov v modernom svete je ťažké preceňovať. Palivo sa vyrába z oleja (pozri) a olejov, syntetizuje sa kaučuk. Petrochemický priemysel vyrába plasty pre domácnosť, farbivá a čistiace prostriedky. Pre krajiny vyvážajúce ropu a plyn sú poplatky z predaja uhľovodíkov do zahraničia významnou a často aj hlavnou metódou dopĺňania rozpočtu.
Terénny prieskum, montáž vrtných súprav
V navrhovanej polohe ložiska nerastov sa vykonáva geologický prieskum a určuje sa miesto pre výskumný vrt. V okruhu 50 metrov od prieskumného vrtu sa miesto zarovná a namontuje sa vrtná súprava. Priemer výskumnej studne je 70-150 mm. Počas procesu vŕtania sa odoberajú vzorky vrtných odrezkov z rôznych hĺbok na následný geologický prieskum. Moderné komplexy pre geologický výskum umožňujú presne odpovedať na otázku, či sa oplatí začať ťažbu energetických zdrojov cez tento vrt v priemyselnom meradle.
Keď geologická štúdia vrtných odrezkov ukázala vyhliadky na priemyselný rozvoj, začína sa výstavba miesta vŕtania. Predtým vyčistené miesto je vybetónované a oplotené, je položená gradová cesta (cesta bez spevneného povrchu). Na vytvorenej postavia vežu, namontujú navijak, navŕtajú čerpadlá, nainštalujú generátor a všetko potrebné. Zmontované zariadenie sa otestuje, postupne uvedie na plánovanú kapacitu a uvedie do prevádzky.
Najčastejšie používaná technológia mechanické vŕtanie studní, ktorý sa vykonáva rotačným, perkusným alebo kombinovaným spôsobom. Vŕtačka je pripevnená k štvorcovej vŕtacej kolóne a spúšťaná do studne pomocou posuvného systému. Rotor, umiestnený nad ústím vrtu, prenáša rotačný pohyb na vrták.
Ako sa studňa vŕta, vrtná kolóna rastie. Súčasne s procesom vŕtania ťažobnej studne sa na preplachovanie studne používajú špeciálne čerpadlá. Na preplachovanie studne od rozbitých horninových častíc sa používa preplachovacia kvapalina, ktorou môže byť priemyselná voda, vodná suspenzia, ílové roztoky alebo roztoky na báze uhľovodíkov. Po prečerpaní vrtnej kvapaliny do špeciálnych nádob sa vyčistí a znovu použije. Okrem čistenia dna vrtu od odrezkov zabezpečujú preplachovacie kvapaliny chladenie vrtáka, znižujú trenie vrtnej kolóny o steny vrtu a zabraňujú kolapsu.
V záverečnej fáze vŕtania sa ťažobný vrt zacementuje.
Existujú dva spôsoby lepenia:
- priama metóda- roztok sa čerpá do vrtnej kolóny a vtláča sa do medzikružia.
- reverzná metóda- roztok sa čerpá do medzikružia z povrchu.
Na vŕtanie studní sa používa množstvo špecializovaných strojov a mechanizmov. Na ceste k konštrukčnej hĺbke sa často vyskytujú oblasti horniny so zvýšenou tvrdosťou. Na ich priechod je potrebné dodatočne zaťažiť vrtnú kolónu, preto sú na výrobné zariadenia kladené pomerne vážne požiadavky.
Zariadenie vrtnej súpravy je drahé a navrhnuté na dlhodobé používanie. V prípade zastavenia výroby v dôsledku poruchy akéhokoľvek mechanizmu bude potrebné počkať na výmenu, čo vážne zníži ziskovosť podniku. Zariadenia a mechanizmy na výrobu uhľovodíkov musia byť vyrobené z vysoko kvalitných materiálov odolných voči opotrebovaniu.
Zariadenie vrtnej plošiny možno rozdeliť do troch častí:
- Vŕtacia časť- vŕtačka a vŕtacia šnúra.
- Silová časť– rotorový a pojazdový systém, zabezpečujúci otáčanie vrtnej kolóny a vypínacie manipulácie.
- Pomocná časť- generátory, čerpadlá, nádrže.
Bezproblémová prevádzka vrtnej súpravy závisí od správnej činnosti zariadenia a údržby mechanizmov, v lehotách predpísaných výrobcom. Rovnako dôležité je vymieňať spotrebný materiál včas, aj keď s ním všetko vyzerá v poriadku. Bez dodržiavania prevádzkového poriadku nie je možné zaručiť bezpečnosť personálu vrtnej plošiny, prevenciu znečisťovania životného prostredia a neprerušovanú produkciu ropy alebo plynu.
Metódy vŕtania ťažobných vrtov
Metódy vŕtania studní sú rozdelené v závislosti od spôsobu dopadu na horninu.
Mechanický:
- Šok.
- Rotačné.
- Kombinované.
Nemechanické:
- Hydraulické štiepenie.
- vystavenie vysokej teplote.
- Podkopávanie.
Treba poznamenať, že hlavná metóda vŕtania je rotačná a rotačno-nárazová, iné metódy sa v praxi používajú zriedka.
Rozhodnutie vybudovať na mieste vlastné zariadenie na odber vody bolo odôvodnené niekoľkými dôvodmi, vrátane:
- nedostatok centralizovaného zásobovania vodou;
- túžba mať zdroj vody so zvýšenou kvalitou bez úpravy chloračnými zlúčeninami;
- veľká potreba vody na polievanie záhrady - pri súčasných cenách životodarnej vlhkosti z vodovodnej siete sa domáce poľnohospodárstvo stáva drahým potešením, niekedy jednoducho nerentabilným.
Bez ohľadu na to, či bude práca vykonaná organizáciou tretej strany alebo nezávisle, technológia vŕtania studní by mala byť čo najviac známa. To pomôže vyhnúť sa klamaniu zo strany výkonných umelcov a zbytočným nákladom na realizáciu plánu.
Výber metódy závisí od niekoľkých faktorov:
- Dostupnosť vody v oblasti. V prvej aproximácii sa to dá určiť pozorovaním prostredia, existuje množstvo znakov naznačujúcich jeho prítomnosť alebo neprítomnosť. Môžete tiež urobiť niekoľko experimentov s rôznymi predmetmi, aby ste získali odpoveď na túto otázku.
- Charakteristika zloženia pôdy charakteristického pre danú oblasť, od ktorej závisí výber spôsobu vŕtania. Takéto údaje je možné získať od miestnej hydrogeologickej organizácie, kde si tiež musíte ujasniť vlastné odhady predpovede na prítomnosť vody v lokalite.
- Hĺbka výskytu vysokovodných (piesčitých) vrstiev a hodnotenie hĺbky výskytu artézskych (vápencových) zvodnených vrstiev.
S dostupnosťou takýchto údajov možno dospieť k záveru, že je vhodnejšie použiť jednu alebo druhú technológiu vŕtania.
Rôzne spôsoby prechodu studní
Rotačné vŕtanie
Obr.3. Rotačný nástroj na vŕtanie studníZvyčajne sa používa pri prieskume ropy. V poslednej dobe, s nárastom dopytu po studniach, sa používa aj pri výstavbe odberov vody.
Charakteristickým znakom metódy je jej vysoká energetická náročnosť a jej použiteľnosť na ťažkých alebo obzvlášť ťažkých pôdach so začlenením skalných útvarov, ako aj na pevných vápencoch.
Rotor počas rotácie ničí horninu, ktorá je vynášaná na povrch premývacím roztokom. Obsahuje aj cement. V dôsledku toho bude časť lokality beznádejne poškodená. Navyše, na konci práce potrebuje takáto studňa dlhé preplachovanie čistou vodou, aby sa z pórov horniny odstránil cement, ktorý je súčasťou riešenia.
Pre malú prímestskú oblasť sa táto technológia javí ako nežiaduca.
Hydraulické vŕtanie
Ide o najjednoduchšiu technológiu vŕtania studní. V priebehu práce sa zemina vyplavuje vo vnútri plášťovej rúry, ktorá sa spúšťa vlastnou hmotnosťou. Iba na začiatku procesu, keď je plášť ešte ľahký, sa musíte uchýliť k jeho otáčaniu pomocou špeciálneho kľúča.
Obr.4. Vŕtanie s eróziou pôdy vodou pod tlakom Na implementáciu tejto metódy budete potrebovať:
- dve čerpadlá, z ktorých jedno je schopné dodávať kvapalinu pod tlakom najmenej 6 atm, druhé - na čerpanie odpadovej vody späť do nádrže s príslušnou kapacitou;
- nádrž; kapacita závisí od plánovanej veľkosti a hĺbky studne a vypočíta sa z pomeru:
V = Robs 2 (cm) x 3,14X H(cm), kde
V je objem nádrže,
R je vnútorný polomer puzdra,
3.14 - počet PI.
Takže pre studňu s priemerom 273 mm (maximálny možný priemer vrtu pri tomto spôsobe penetrácie) bude vnútorný priemer plášťa 260 mm (polomer 13 cm), odhadovaná hĺbka vrtu je 15 metrov (15 000 cm), požadovaný objem nádrže bude:
13 2 x 3,14 x 1500 \u003d 756000 (cm 3) \u003d 756 (litrov).
Vzhľadom na to, že pri nedostatku vody v nádrži nie je možné pracovať, akceptujeme požadovaný objem nádrže 2 metre kubické. Tieto náklady sa nestanú záťažou, pretože správne využitie miesta zahŕňa použitie medziohrievacej nádrže v záhradnom zavlažovacom systéme.
- hydromonitor - hadica s kovovou rúrkou na konci. Výstup by mal byť asi 20 mm.
Proces sa vykonáva takto:
- Vŕtanie - vykonáva sa záhradným vrtákom, ktorého priemer je o 30 - 40 mm väčší ako priemer plášťovej rúry. Hĺbka predvrtu je asi 1,5 metra.
- Inštalácia prvej časti puzdra do vyvŕtaného otvoru.
- Hydraulický monitor je vložený do plášťovej rúrky, voda sa dodáva pod tlakom. V tomto prípade sa musí plášťová rúra otáčať okolo svojej osi, čo prispieva k jej poklesu pri vymývaní pôdy.
- Keď sa otvor prehlbuje, preplachovanie sa periodicky pozastavuje, aby sa mohla nainštalovať ďalšia časť krytu.
- Voda sa odčerpáva, keď sa hromadí, čím sa kvapalina odvádza späť do nádrže.
Nevýhodou tejto metódy je jej použiteľnosť len na piesčitých a piesočnatých pôdach a taktiež je tu obmedzenie hĺbky studne. Spravidla nie sú hlbšie ako 12 - 15 metrov, v zriedkavých prípadoch dosahujú 20.
nárazová metóda
Technológia vŕtania studní nárazovou metódou je jednou z najstarších metód používaných v starovekej Číne. Pozostáva z nasledovného:
- Vytrháva sa jama s hĺbkou asi 1,5 metra a rozmermi 1,5 - 1,5 metra.
- Vŕtanie sa vykonáva na inštaláciu prvej časti plášťovej rúry s hĺbkou do 2 metrov.
- Inštaluje sa vrtná súprava - statív s výškou najmenej 3 metre. Výška náväzca závisí od dĺžky častí plášťa, ich maximálna veľkosť je 6 metrov.
Ryža. 5. Domáca príklepová vrtná súprava Nárazová časť, zavesená na lanku od navijaka, sa vloží do otvoru v plášťovej rúre a uvoľní sa do voľného pádu. Pri dopade na zem ju aktívne ničí a v rozdrvenej forme sa dostane do nárazovej časti (vyrobenej z potrubia). Na konci bubeníka sa zuby prerežú a oddelia ako na píle.
Vo vnútri bubna je nainštalovaný ventil, ktorý umožňuje voľnej pôde prejsť dovnútra, ale zabraňuje jej vyliatiu pri ďalšom stúpaní. Pri prechode mokrými hlinenými vrstvami sa používa úderník bez prídavných zariadení (sklo), mokrá hlina v ňom dobre drží vďaka priľnutiu k stenám. Po prejdení asi metrovej vzdialenosti treba bubeníka vybrať z hlavne a vyčistiť jeho dutinu.
V arzenáli profesionálnych vŕtačiek dosahuje počet modifikácií nárazových zariadení 10 typov alebo viac. Na prechod pôd s rôznymi vlastnosťami sa používajú rôzne konštrukcie. Široký výber nástrojov vám teda umožňuje prejsť takmer akoukoľvek pôdou, s výnimkou skál. Kvalita studní zostáva najvyššia. Preto, pretože nie je produktívna, technológia nárazového dierovania zostáva najpopulárnejšou.
Šnekové vŕtanie
Táto technológia vŕtania studne pod vodou sa stáva čoraz populárnejšou vďaka svojej vysokej produktivite a jednoduchosti vykonávania.
V skutočnosti ide o vŕtanie rotačným nástrojom, pričom rezná časť v smere pohybu zeminu ničí a špirálový vrták ju vynáša. Asi 40 - 50% zeminy sa dostane na povrch, zvyšok ide na utesnenie stien. Takto je možné vŕtať bez súčasného plášťa steny. Po dokončení vŕtania sa šnúra puzdra spustí do otvoru.
Obr.6. Šneková vŕtačka Táto metóda má určité nevýhody, ktoré neumožňujú jej použitie na piesočnatých a iných voľných pôdach, ako aj obmedzenie hĺbky stolov do 50 metrov. Ďalšie prehĺbenie sa vykonáva pravidelným odstraňovaním pracovného nástroja na čistenie.
Vŕtanie studní na vrchnej vode sa vykonáva pomocou veľmi rôznorodého vybavenia a často ručne. Priemysel si teda osvojil a vyrába rôzne miniatúrne vrtné súpravy, pomocou ktorých sa vŕtajú studne do hĺbky 50 metrov v ľahkých a stredne ťažkých pôdach, s výnimkou piesočnatých.
Takéto zariadenie sa aktívne používa na zabezpečenie príjmu vody v prímestských oblastiach, často nie je potrebné ho kupovať, ale môžete si ho prenajať.
Súčasne sa výkonné artézske vrty s veľkým debetom vykonávajú pomocou rovnako výkonných vrtných súprav.
Obr.7. Vrtná súprava pre priemyselné vŕtanie Dierovacie vŕtanie
Vyrába sa pohonom „oštepu“ s vreteníkom alebo činkou. Používa sa spravidla na vybavenie habešských studní ručným čerpadlom na čerpanie vody. Obmedzený priemer studne umožňuje vykonávať prácu nezávisle a v krátkom čase.
Okrem opísaných metód, ktoré sú v praxi najpopulárnejšie, sa používa veľa techník, ktoré kombinujú vlastnosti rôznych metód.
Studňa je valcové banské dielo, vybudované bez prístupu človeka a s priemerom mnohonásobne menším ako je dĺžka (obr. 2.1).
Obr.2.1
Začiatok vrtu sa nazýva ústie vrtu 1, bočná valcová plocha sa nazýva stena 2 alebo šachta, dno je dno 4. Vzdialenosť od ústia vrtu po dno vrtu pozdĺž osi vrtu určuje dĺžku vrtu. jamku (obr. 1c) a pozdĺž priemetu osi 4 na vertikálu - jej hĺbku (obr. .1 a, c).
Podľa priestorovej polohy vrtu sa rozlišujú zvislé (obr. 1 a, b) a šikmé (obr. 1 c) studne.
Studne sa prehlbujú, ničia horninu po celej ploche čela (pevná plocha) alebo pozdĺž jej obvodovej časti (kruhová plocha). V druhom prípade zostáva v strede studne - jadro 5 skalný stĺp, ktorý sa pravidelne vyzdvihuje na povrch na priame štúdium. Priemer studne sa spravidla postupne v určitých intervaloch zmenšuje od ústia po dno. Počiatočný priemer ropných a plynových vrtov zvyčajne nepresahuje 900 mm a konečný priemer je zriedka menší ako 165 mm. Hĺbky ropných a plynových vrtov sa líšia v rozmedzí niekoľkých tisíc metrov.
Ropné a plynové vrty sa vŕtajú na súši a na mori pomocou vrtných súprav. V druhom prípade sú vrtné súpravy namontované na regáloch, plávajúcich vrtných plošinách alebo lodiach.
V ropnom a plynárenskom priemysle sa vrty vŕtajú na tieto účely:
Prevádzkové - na ťažbu ropy, plynu a plynového kondenzátu.
Injektáž - na čerpanie vody (zriedkavo vzduchu, plynu) do produktívnych horizontov s cieľom udržať tlak v nádrži a predĺžiť prietokovú periódu rozvoja poľa, zvýšiť prietok ťažobných vrtov vybavených čerpadlami a vzduchovými výťahmi.
Prieskum – identifikovať produktívne horizonty, vytýčiť, testovať a hodnotiť ich priemyselný význam.
Špeciálne - referenčné, parametrické, vyhodnocovacie, kontrolné na štúdium geologickej stavby málo známej oblasti, určovanie zmien v ložiskových vlastnostiach produktívnych formácií, sledovanie tlaku v nádrži a prednej strany pohybu kontaktu voda-ropa, stupeň rozvoja jednotlivých sekcií nádrže, tepelný vplyv na nádrž, zabezpečenie spaľovania in situ, splyňovanie ropy, vypúšťanie odpadových vôd do hlbokých absorbčných vrstiev a pod.
Štrukturálne-prieskumné - na objasnenie polohy perspektívnych štruktúr ložísk ropy a zemného plynu podľa horných značkovacích (definujúcich) horizontov opakujúcich ich obrysy, podľa údajov o vŕtaní malých, lacnejších vrtov malého priemeru.
Ropné a plynové vrty sú kapitálové a drahé stavby, ktoré sú v prevádzke už mnoho desaťročí. To sa dosiahne spojením produktívneho útvaru s povrchom denného svetla v utesnenom, pevnom a odolnom kanáli. Vrtaný vrt však zatiaľ nepredstavuje takýto kanál, vzhľadom na nestabilitu hornín, prítomnosť vrstiev nasýtených rôznymi tekutinami (voda, ropa, plyn a ich zmesi), ktoré sú pod rôznym tlakom. Preto pri stavbe studne je potrebné upevniť jej kmeň a oddeliť (izolovať) vrstvy obsahujúce rôzne tekutiny.
Vrt je upevnený spustením špeciálnych rúr, nazývaných pažnicové rúry, do nej. Množstvo pažnicových rúr zapojených do série tvorí pažnicový reťazec.Oceľové pažnicové rúrky sa používajú na upevnenie studní.
Vrstvy nasýtené rôznymi tekutinami sú oddelené nepriepustnými horninami – „pneumatikami“. Pri vŕtaní studne dochádza k narušeniu týchto nepriepustných oddeľovacích krytov a vzniku možnosti medzivrstvových priečnych tokov, samovoľnému vytekaniu formačných tekutín na povrch, zaplavovaniu produkčných formácií, znečisťovaniu zdrojov vody a atmosféry, korózii pažnicových strún spustených do studne. .
V procese vŕtania studne v nestabilných horninách je možná intenzívna tvorba jaskýň, sutín, závalov atď. V niektorých prípadoch je ďalšie prehĺbenie vrtu nemožné bez predbežného upevnenia jeho stien.
Aby sa takéto javy vylúčili, prstencový kanál (prstencový priestor) medzi stenou studne a do nej spustenou pažnicovou kolónou je vyplnený upchávkovým (izolačným) materiálom. Sú to kompozície, ktoré zahŕňajú spojivo, inertné a aktívne plnivá, chemické činidlá. Pripravujú sa vo forme roztokov (zvyčajne vody) a čerpajú sa do studne pomocou čerpadiel. Zo spojív sa najviac používajú škárovacie portlandské cementy. Preto sa proces oddeľovania vrstiev nazýva cementovanie.
V dôsledku vŕtania šachty, jej následného upevnenia a oddelenia vrstiev sa tak vytvorí stabilná podzemná štruktúra určitého dizajnu.
