Буровая установка

— Буровая установка это интегрированная система, которая бурит скважины , такие как нефтяные или водяные скважины, или скважины для закладки свай и других строительных целей, в недра земли. Буровые установки могут представлять собой массивные конструкции, в которых размещено оборудование, используемое для бурения водяных , нефтяных скважин или скважин для добычи природного газа, или они могут быть достаточно маленькими, чтобы их мог перемещать вручную один человек, и такие установки называются шнеками . Буровые установки могут отбирать пробы подземных месторождений полезных ископаемых, проверять физические свойства горных пород, почвы и грунтовых вод , а также могут использоваться для установки подземных сооружений, таких как подземные коммуникации, приборы, туннели или колодцы. Буровые установки могут представлять собой мобильное оборудование, установленное на грузовиках, гусеницах или прицепах, или более постоянные наземные или морские конструкции (например, нефтяные платформы , обычно называемые «морскими нефтяными вышками», даже если они не содержат буровую установку). Таким образом, термин «установка» обычно относится к сложному оборудованию, которое используется для проникновения на поверхность земной коры .

Буровые установки малого и среднего размера являются мобильными, например, те, которые используются при разведочном бурении полезных ископаемых, взрывных работах, водяных скважинах и экологических исследованиях. Буровые установки большего размера способны бурить тысячи метров земной коры , используя большие « буровые насосы » для циркуляции бурового раствора (шлама) через буровое долото и вверх по кольцевому пространству обсадной колонны для охлаждения и удаления «бурового шлама» во время бурения. скважина пробурена. на буровой вышке могут поднять сотни тонн труб . Подъемники Другое оборудование может закачивать кислоту или песок в резервуары для облегчения добычи нефти или природного газа; а в отдаленных местах может быть постоянное проживание и питание экипажей (которых может быть более сотни). Морские буровые установки могут работать на расстоянии тысяч миль от базы снабжения с нечастой сменой экипажа или цикличностью.

История

Антикварные буровые установки в Цзыгуне, Китай

До тех пор, пока в конце 19 века не были разработаны двигатели внутреннего сгорания , основным методом бурения горных пород была сила мышц человека или животного. Техника бурения нефти с помощью ударного или роторного бурения берет свое начало во времена древней китайской династии Хань в 100 г. до н.э., где ударное бурение использовалось для добычи природного газа в провинции Сычуань. ^[1] Ранние методы бурения нефти и газа казались примитивными, поскольку требовали некоторых технических навыков. ^[1]^[2] Эти навыки включали в себя наличие тяжелых железных сверл и длинных бамбуковых шестов, изготовление длинных и прочных тросов, сплетенных из бамбукового волокна, и рычагов. Тяжелые железные биты были прикреплены к длинным бамбуковым тросам, подвешенным к бамбуковым вышкам, а затем неоднократно поднимались и опускались в вырытую вручную яму, когда от двух до шести человек прыгали на рычаг. ^[1] Нефтяные скважины династии Хань, пробуренные ударным бурением, были эффективными, но к 10 веку достигли глубины только 10 метров и 100 метров. ^[1] К 16 веку китайцы исследовали и бурили нефтяные скважины глубиной более 2000 футов (610 м). ^[2] Китайская технология бурения скважин была завезена в Европу в 1828 году. ^[3] Модернизированный вариант древней китайской техники бурения был использован американским бизнесменом Эдвином Дрейком для бурения первой нефтяной скважины в Пенсильвании в 1859 году с использованием небольших паровых двигателей для приведения в действие процесса бурения, а не человеческих мышц. ^[1] Бурение с помощью канатного инструмента было разработано в древнем Китае и использовалось для бурения соляных скважин. В соляных куполах также содержался природный газ, который добывался некоторыми скважинами и использовался для испарения рассола. Дрейк узнал о бурении с помощью кабельного инструмента от китайских рабочих в США. ^[4] Первым основным продуктом был керосин для ламп и обогревателей. ^[5]^[6] Подобные события вокруг Баку подпитывали европейский рынок.

В 1970-х годах, за пределами нефтегазовой промышленности, шарошки, использующие циркуляцию бурового раствора, были заменены первыми пневматическими поршневыми бурами с обратной циркуляцией (RC) и стали по существу устаревшими для большинства неглубоких бурений и теперь используются только в определенных ситуациях, когда камни исключают другие методы. RC-бурение оказалось намного быстрее и эффективнее и продолжает совершенствоваться благодаря улучшению металлургии, появлению более твердых и долговечных долот, а также компрессоров, обеспечивающих более высокое давление воздуха в больших объемах, что обеспечивает более глубокое и быстрое проникновение. Алмазное бурение практически не изменилось с момента своего появления.

*Discoverer Inspiration* доставляет новую защитную крышку для места разлива нефти Deepwater Horizon 10 июля 2010 года. На заднем плане: *Discoverer Enterprise* , *GSF Development Driller II* и *Helix Producer I.*

Нефтяная буровая промышленность

Буровые установки для добычи нефти и природного газа используются не только для выявления геологических резервуаров, но также для создания скважин, позволяющих добывать нефть или природный газ из этих резервуаров. В первую очередь на наземных месторождениях нефти и газа после бурения скважины буровая установка выводится из скважины, а к скважине перемещается сервисная установка (меньшая по размеру), специально построенная для заканчивания скважин, для получения ну онлайн. ^[7] Это освобождает буровую установку для бурения еще одной скважины и оптимизирует работу, а также позволяет специализировать определенные услуги, т.е. заканчивание скважин по сравнению с бурением.

Горно-буровая промышленность

Буровые установки для горнодобывающей промышленности используются для двух основных целей: разведочного бурения, целью которого является определение местоположения и качества полезных ископаемых, и эксплуатационного бурения, используемого в производственном цикле добычи полезных ископаемых. Буровые установки, используемые для взрывных работ в открытых шахтах, различаются по размеру в зависимости от размера желаемой скважины и обычно подразделяются на меньшие предварительно разделенные и более крупные эксплуатационные скважины. В подземной добыче (твердых пород) используются различные буровые установки в зависимости от желаемой цели, например, добыча, установка болтов, прокладка кабелей и прокладка туннелей.

Мобильные буровые установки

На ранних этапах разведки нефти буровые установки носили полустационарный характер, а вышки часто строились на месте и оставлялись на месте после завершения бурения скважины. В последнее время буровые установки представляют собой дорогие машины, изготовленные по индивидуальному заказу, которые можно перемещать из скважины в скважину. Некоторые легкие буровые установки похожи на мобильные краны и чаще используются для бурения водяных скважин. Для перемещения на новое место более крупные наземные установки необходимо разобрать на секции и загрузить, и этот процесс часто может занимать недели.

Небольшие мобильные буровые установки также используются для бурения или бурения свай . 100 коротких тонн (91 000 кг) Буровые установки могут варьироваться от буровых установок непрерывного действия (CFA) грузоподъемностью до небольших пневматических установок, используемых для бурения скважин в карьерах и т. д. В этих установках используются те же технологии и оборудование, что и в нефтяных буровых установках, только на меньших размерах. шкала.

Механизмы бурения, описанные ниже, различаются механически с точки зрения используемого оборудования, а также с точки зрения метода, с помощью которого буровой шлам удаляется с режущей поверхности сверла и возвращается на поверхность.

Автоматизированная буровая установка

Автоматизированная буровая установка (АБУ) — автоматизированная полноразмерная шагающая наземная буровая установка, предназначенная для бурения длинных боковых участков в горизонтальных скважинах для нефтегазовой отрасли. ^[8] ADR — это маневренные буровые установки, которые могут перемещаться с площадки на площадку к новым буровым площадкам быстрее, чем другие полноразмерные буровые установки. Каждая установка стоит около 25 миллионов долларов. ADR широко используется на нефтеносных песках Атабаски . По данным Oil Patch Daily News, «каждая буровая установка будет производить 50 000 человеко-часов работы на этапе строительства, а после завершения на каждой действующей буровой установке будет прямо или косвенно занято более 100 рабочих». По сравнению с обычными буровыми установками компания Ensign, международный подрядчик по оказанию нефтесервисных услуг, базирующийся в Калгари, Альберта, утверждает, что ADR «более безопасны в эксплуатации, имеют «усовершенствованные средства управления», «снижают воздействие на окружающую среду, обеспечивают быструю мобильность и развитую связь между поле и офис». ^[8] первую специально разработанную наклонную автоматизированную буровую установку (ADR), Ensign Rig No. 118, для парогравитационного дренажа (SAGD). В июне 2005 года компания Deer Creek Energy Limited, расположенная в Калгари, занимающаяся добычей нефти и песков, мобилизовала ^[9]^[10]

Шнековые буры

Шнековый бур представляет собой инструмент спиралевидной формы. Его основная функция — сверление отверстий в земле и других материалах или поверхностях, таких как лед, дерево и т. д. Конструкция шнека зависит от типа материала, который он предназначен для бурения, поэтому существуют разные типы шнековых сверл. . ^[11] Шнековые буры бывают разных размеров и могут бурить скважины на глубину до 95 футов под землей. Они, как известно, весьма универсальны, экономят время и энергию во время строительных работ или даже личных проектов. Шнек представляет собой винтовой винт из стального корпуса с изогнутыми лопастями, который вращается, когда его вдавливают в землю буровой головкой. Вращаясь, шнек выносит вынутый материал на поверхность, что помогает сохранять скважину открытой и предотвращает ее обрушение. Шнеки могут быть установлены на грузовики или другие машины и бывают разной длины и диаметра. Шнековое бурение используется во многих областях, включая строительство, экологические исследования и геотехнические исследования. Его также можно использовать для множества других целей, таких как:

Установка шнековых свай для устройства фундаментаСверление отверстий для промышленных целей, таких как телефонные столбы, солнечные столбы и столбы на палубе.Небольшие домашние проекты, такие как садоводство, строительство заборов и посадка сельскохозяйственных культур.Подледная рыбалка Существуют различные методы бурения шнеком, включая бурение ручным шнеком и бурение шнеком с полым стволом. Ручное шнековое бурение — это экономически эффективный метод, который часто используется на участках с мелкой почвой, но он может быть трудоемким и трудоемким. При бурении шнеком с полым стволом используется большой полый шнек, который удаляет почву во время бурения. Шнековое бурение зачастую тише и менее подвержено вибрации, чем другие методы бурения, например, приводное бурение, поэтому его также можно использовать в городских условиях. При использовании шнека важно соблюдать меры предосторожности, например надевать защитное снаряжение, такое как перчатки, средства защиты глаз и ушей, а также обувь с закрытым носком. Вам также следует убедиться, что шнек и навесное оборудование надежно закреплены, включить передачу с высоким крутящим моментом и начать медленное бурение.

Буровые ковши

Буровой ковш, или шнековый ковш, представляет собой буровую головку, внутри которой накапливается грунт, и которую можно периодически поднимать из ямы для опорожнения. ^[12]

См. также

Растачивание - процесс увеличения уже просверленного отверстия с помощью одноточечного режущего инструмента.
Резак для обсадных труб – Нефтяное буровое оборудование
Лазерное сверление - процесс создания сквозных отверстий с использованием методов лазерной резки.
Список компонентов нефтяных буровых установок
Усовершенствованная геотермальная система – Тип системы производства электроэнергии
Газоструйная дрель – Технология бурения горных пород
Разведка полезных ископаемых – поиск коммерчески выгодных концентраций полезных ископаемых для добычи.
Нефтяная платформа - морская океанская структура с добычей нефти и соответствующими объектами.
Нефтяная скважина – скважина, пробуренная для добычи сырой нефти и/или газа.
Pumpjack - привод поршневого насоса в нефтяной скважине.
Подводные технологии – Технология подводных работ в море.
Big Stan (буровая установка) - Большая буровая установка, установленная на автомобиле.
Горизонтально-направленное бурение – Метод прокладки подземных коммуникаций.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Смиль, Вацлав (2017). Масло — руководство для начинающих . Публикации Oneworld. ISBN 978-1786072863 .
^ Jump up to: ^а ^б Хешелоу, Кэти (2010). Инвестирование в нефть и газ: азбука DPP . Вселенная. п. 52. ИСБН 978-1450261715 .
^ Темпл, Роберт (1986). Гений Китая: 3000 лет науки, открытий и изобретений . Джозеф Нидэм. Нью-Йорк: Саймон и Шустер. стр. 52–54.
^ Темпл 1986 , с. 54
^ Макнил, Ян (1990). Энциклопедия истории техники . Лондон: Рутледж. ISBN 0-415-14792-1 .
^ Ергин, Дэниел (1992). Приз: Эпические поиски нефти, денег и власти .
^ Баарс, Д.Л.; Уотни, WL; Стиплс, Д.В.; Бростуэн, Э.А. (1989). нефть; букварь по Канзасу (Образовательная серия, № 7 изд.). Канзасская геологическая служба. п. 40. Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 года . Проверено 18 апреля 2011 г. После завершения цементирования обсадной колонны буровая установка, оборудование и материалы вывозятся с буровой площадки. Меньшую установку, известную как установка для капитального ремонта или установки для заканчивания, перемещают по стволу скважины. Меньшая установка используется для остальных операций по заканчиванию.
^ Jump up to: ^а ^б «Ensign представляет новейшие и самые мощные автоматизированные буровые установки ADR 1500S в Montney Play» , журнал New Tech Magazine , Калгари, Альберта, 21 ноября 2014 г., заархивировано из оригинала 10 декабря 2014 г. , получено 6 декабря 2014 г.
^ «Дир-Крик и Энсин пробуют первые скважины SAGD с использованием наклонной автоматической буровой установки» . newtechmagazine.com . Архивировано из оригинала 10 декабря 2014 г.
^ Эксперты по бурению скважин
^ «Что такое шнек и для чего он обычно используется? | TFGUSA» . www.tfgusa.com . 28 июня 2021 г. Проверено 22 ноября 2023 г.
^ «Метод бурения ковшовым шнеком» . wellowner.org . Проверено 8 ноября 2022 г.

Внешние ссылки

Руководство OSHA для буровых установок

[Smil_2017-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Смиль, Вацлав (2017). Масло — руководство для начинающих . Публикации Oneworld. ISBN 978-1786072863 .

[Heshelow_2010_52-2] Jump up to: ^а ^б Хешелоу, Кэти (2010). Инвестирование в нефть и газ: азбука DPP . Вселенная. п. 52. ИСБН 978-1450261715 .

[3] Темпл, Роберт (1986). Гений Китая: 3000 лет науки, открытий и изобретений . Джозеф Нидэм. Нью-Йорк: Саймон и Шустер. стр. 52–54.

[4] Темпл 1986 , с. 54

[McNeil1990-5] Макнил, Ян (1990). Энциклопедия истории техники . Лондон: Рутледж. ISBN 0-415-14792-1 .

[Yergin-6] Ергин, Дэниел (1992). Приз: Эпические поиски нефти, денег и власти .

[7] Баарс, Д.Л.; Уотни, WL; Стиплс, Д.В.; Бростуэн, Э.А. (1989). нефть; букварь по Канзасу (Образовательная серия, № 7 изд.). Канзасская геологическая служба. п. 40. Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 года . Проверено 18 апреля 2011 г. После завершения цементирования обсадной колонны буровая установка, оборудование и материалы вывозятся с буровой площадки. Меньшую установку, известную как установка для капитального ремонта или установки для заканчивания, перемещают по стволу скважины. Меньшая установка используется для остальных операций по заканчиванию.

[New_Tech-8] Jump up to: ^а ^б «Ensign представляет новейшие и самые мощные автоматизированные буровые установки ADR 1500S в Montney Play» , журнал New Tech Magazine , Калгари, Альберта, 21 ноября 2014 г., заархивировано из оригинала 10 декабря 2014 г. , получено 6 декабря 2014 г.

[9] «Дир-Крик и Энсин пробуют первые скважины SAGD с использованием наклонной автоматической буровой установки» . newtechmagazine.com . Архивировано из оригинала 10 декабря 2014 г.

[10] Эксперты по бурению скважин

[11] «Что такое шнек и для чего он обычно используется? | TFGUSA» . www.tfgusa.com . 28 июня 2021 г. Проверено 22 ноября 2023 г.

[12] «Метод бурения ковшовым шнеком» . wellowner.org . Проверено 8 ноября 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]