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, контрольно-измерительные 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 буровых работ и теперь используются только в определенных ситуациях, когда камни исключают другие методы. Бурение RC оказалось намного быстрее и эффективнее, и оно 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, например заканчивание скважины 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 песка, мобилизовала ^[9]^[10]

Шнековые буры

Шнековый бур представляет собой инструмент спиралевидной формы. Его основная функция — бурение 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 известны своей универсальностью, 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, в том числе 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

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Смиль, Вацлав (2017). Масло — руководство для начинающих . Публикации Oneworld. ISBN 978-1786072863 .
^ Перейти обратно: ^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.
^ Перейти обратно: ^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 Ensign бурили 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] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Смиль, Вацлав (2017). Масло — руководство для начинающих . Публикации Oneworld. ISBN 978-1786072863 .

[Heshelow_2010_52-2] Перейти обратно: ^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] Перейти обратно: ^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 Ensign бурили 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]