الحفر الدوراني: التكنولوجيا ومبدأ التشغيل والميزات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

من أكثر الطرق استخدامًا لإنشاء آبار الإنتاج والاستكشاف للمياه الحفر الدوراني. يتم توفيره من خلال نقل حركات الدوران من الدوار السطحي إلى سلسلة الحفر.

يختلف الحفر الدوراني من حيث أنه لا يحتوي على قوة محورية ناتجة عن المحرك. أثناء العملية ، يتم غسل العمل (الذبح) من مخلفات الصخور بمساعدة الماء والمحاليل الخاصة. النظر في الطريقة بمزيد من التفصيل.

الخلفية التاريخية

تم استخدام الحفر الدوراني لأكثر من مائة وأربعين عامًا. تم استخدام تقنية طريقة حفر الآبار هذه لأول مرة في الولايات المتحدة الأمريكية في أوائل الثمانينيات من القرن التاسع عشر. منذ ذلك الوقت ، ظل دون تغيير تقريبًا ، باستثناء الابتكارات الصغيرة التي أدت إلى زيادة الكفاءة. أثرت التغييرات على أدوات قطع الصخور - تم تحسينها ، وتم إنشاء وسائط سائلة جديدة لتنظيف الآبار ، وزادت قوة أجزاء من الآلية.

الحفر الدوراني هو أحد أنواع الحفر الدوراني. المبدأأن أداة تكسير الصخور الموجودة داخل البئر تعمل من القوة المنقولة إليها بواسطة محرك كهربائي أو معدات توربينات غازية. هذه الطريقة بسيطة للغاية وفعالة. بمساعدتها ، يتم حفر آبار إنتاج النفط والاستكشاف. الحجم الصغير للوحدة يسمح باستخدامها على أرض خاصة لإنشاء آبار المياه.

طرق الحفر

في الوقت الحاضر ، يتم حفر الآبار من أجل المياه بطرق قطع الصخور باستخدام آليات خاصة. يمكن أن تتغذى التربة بطريقتين:

• بمساعدة الآليات - الطريقة الجافة.
• نفاثة من الماء تحت ضغط مرتفع أو جاذبية - هيدروليكي.

بشكل عام ، يتم إجراء الحفر الميكانيكي بإحدى الطرق الثلاث:

• الحفر الدوراني - يتم حفر التربة بحركات دوارة.
• التأثير - تم تدمير التربة من خلال تأثير المثقاب.
• تهتز - تكسر التربة بسبب الاهتزازات عالية التردد

الطريقة الأولى هي الأكثر استخدامًا نظرًا لبساطتها وانخفاض تكلفتها وأدائها في نفس الوقت.

عند تطبيق الطريقة

يستخدم الحفر الدوراني عندما يتم تطوير التربة شبه الصخرية والصخرية لحفر الآبار بعمق يصل إلى مائة وخمسين متراً. من أجل حفر الصخور بنجاح ، من الضروري اختيار أداة الحفر المناسبة - إزميل وأنابيب مرجحة. وفقًا للخبراء ، للتشغيل الفعال ، يجب استخدام الحفر الدوراني إذايتم استيفاء الشروط التالية:

• تم إجراء دراسة القسم الهيدروجيولوجي للموقع بتفاصيل كافية.
• معروف ان التربة تتكون من صخور
• توجد بيانات عن مستوى طبقة المياه الجوفية.
• يوجد ضغط جيد للمياه الجوفية
• هناك إمكانية التسليم المستمر لسائل التنظيف.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراعاة أن ظروف المناطق الجنوبية تسمح بعمليات الحفر على مدار العام ، وفي المناطق الشمالية يكون العمل مقيدًا بدرجة حرارة البيئة الخارجية التي يكون فيها سائل التنظيف يتجمد.

معدات حفر الآبار

تتضمن تقنية الحفر الدوراني استخدام منشآت خاصة - مركبة على أساس مركبات ذاتية الدفع أو ثابتة. يجب أن يحتوي كلاهما على المكونات التالية:

• المحرك.
• برج
• محرك
• Swivel - نظام يمد السائل إلى أسفل البئر.
• سلسلة الحفر.
• الدوار.
• مضخة مكبس.
• آلية الرفع بما في ذلك الكتلة وكتلة التاج.
• خط الضغط
• نظام عودة وتنقية سائل يحتوي على حلزونات مائية ، ومزلقة وشاشة تهتز.

مزايا وعيوب الطريقة

تتميز طريقة الحفر الدوراني بعدد من المزايا مقارنة بالطرق الأخرى. من بينها ، يجب ملاحظة ما يلي:

• يفوق الباقي من حيث الأداء: خمسة أضعاف طريقة التأثير وعشرة أضعاف طريقة الاهتزاز.
• لديه ارتفاعسرعة العمل
• نظرًا لاستخدام مجموعة متنوعة من الأزاميل القابلة للإزالة ، يمكن استخدامها في تربة متفاوتة التعقيد.
• الوحدة لها حجم صغير لذا يمكنها العمل في مساحة محدودة.
• نظرًا لإمكانية تحديد الموقع على المنصة ، فإن الوحدة متحركة تمامًا.
• تمكن من حفر الآبار العميقة واستخراج المياه من الحجر الجيري المكسور.
• الطريقة لها خصائص تحمل الماء جيدة.
• يسمح بحفر ابار يصل قطرها الى مائتي سم

إلى جانب هذه المزايا ، فإن الحفر الدوراني القابل للتوجيه له العيوب التالية:

• تأكد من النظر في نوع التربة للعثور على الإزميل الصحيح.
• يمكن أن يكون وجود جزيئات الصخور فائقة الصلابة في الطريق عقبة تتطلب استخدام آليات أكثر تدميراً.
• التربة الطينية يمكن أن تتداخل.
• عقبة خطيرة أمام الحفر هي الأرض المتجمدة.
• تعتمد الطاقة على الدوار المثبت حاليًا.
• الحاجة دائمًا إلى وجود كمية كبيرة من سائل التنظيف

على الرغم من بعض العيوب ، إلا أن هذه الطريقة لها مزايا أكثر بكثير.

مبدأ تشغيل الوحدات الدوارة

يتم إجراء الحفر الدوراني للآبار من خلال تركيب خاص - إطار أو برج شبكي ، مثبت على المنصة. جميع الأنظمة الأخرى متصلة به ، مما يسمح لك برفع وخفض سلسلة الحفر المحددة. مثليتم تجميع العمود من عدة أنابيب متصلة بواسطة وصلات قابلة للطي.

القوة الدافعة هي المحرك الكهربائي للسيارة أو مولد منفصل ، والذي ينقل الدوران من العمود إلى الدوار عبر عمود القيادة وقطار التروس. أثناء الدوران ، يقوم الدوار بتحريك الإزميل ، مما يؤدي إلى تدمير طبقة التربة في البئر بحوافها العاملة. يمكن ضبط نطاق الدوران. يمكن أن تكون حواف البتات من الألماس أو المركب أو الكربيد. قد يختلف شكلها.

يتم إزاحة طبقة التربة المطورة من المنجم عن طريق الغسل المباشر أو العكسي عن طريق الجاذبية أو تحت الضغط باستخدام وحدات الضخ. بعد شطف البئر ، يتم تثبيت أنابيب التغليف فيه. من خلال الأنابيب الدوارة والجوفاء لسلسلة الحفر ، يتم توفير سائل التنظيف لقمة الحفر ، مما يؤدي إلى تآكل التربة الموجودة أسفل الريشة. من خلال الفجوة بين الأنابيب والبرميل ، يحمل السائل التربة إلى الخارج. على السطح ، يتم جمع السائل وتنظيفه من خلال مرشحات خاصة بحيث يمكن إعادة تشغيله باستخدام مضخات المكبس.

ميزات تقنية الحفر الدوراني

يتم تنظيم عملية الحفر بطريقة تجعل سلسلة الحفر أعمق مع كل حركة بسبب غسل طبقة التربة من المنجم. دوريا يجب زيادتها باضافة مواسير اخرى

تتم عملية الحفر بالخطوات:

• بعد اجتياز الطبقات السائبة الأولى من التربة ، يتم رفع العمود ، ويتم إنزال الغلاف إلى العمود.
• ملء الفراغ بدائرة بمدافع الهاون الأسمنتية.
• بعدعندما يتماسك الأسمنت ، يتم تغذية جزء صغير بقطر أصغر في العمود ، ويستمر العمل.

يمكن تنفيذ العديد من هذه الخطوات المماثلة ، ثم يتم إنزال أنبوب الإنتاج المثقوب في النهاية في العمود. اعتمادًا على جودة طبقة التربة وعمقها ، يتم تحديد عدد ووزن الأنابيب ونوع الريشة وسرعة دورانها وحوافها وضغط سائل التنظيف. التفاصيل هي كما يلي:

• التكوينات الصخرية الخفيفة تعمل بأقصى سرعة وبأكثر تدفق.
• التربة الصخرية تتطلب ترددًا منخفضًا وضغطًا سائلًا منخفضًا.

شوائب التربة الصلبة - الصخور - في مسار الدوار ، والتي يمكن أن تتكدس ، أو يمكن للتربة التي تمتص الغسيل بنشاط أن تتداخل مع العمل. كما تتباطأ العملية بسبب نقص المياه في موقع العمل ووجود طبقة طينية كبيرة. الطين ، خلطه بالماء ، يسد قناة المياه ويتطلب غسيلًا شاملاً إضافيًا.

غلاف الأنابيب

بعد حفر البئر من المهم تقوية جدرانه. التربة لا يمكن الاعتماد عليها وقد تتحول ، مما سيؤثر سلبا على قاع البئر.

لمنع الأرض من الانهيار ، يتم تثبيت سلسلة غلاف. يساعد على منع انسكاب التربة ويمنع تسرب المياه. العمود الأول يسمى "موصل". يتم تثبيته لتغطية الصخور غير المستقرة. يتم التثبيت على مسافة لا تزيد عن 30 مترًا ولا تزيد عن 600 متر. بالنسبة لبئر الزيت ، يتم وضع العمود على مسافة ، كحد أقصىعلى مقربة من السطح

نظرًا لاستخدام الحفر الدوراني في أي نوع من أنواع التربة تقريبًا ، أثناء تركيب الأعمدة ، يتم توجيه العمال وفقًا للظروف الجيولوجية. في بعض الأحيان يجب عليك استخدام عدة سلاسل غلاف لتقوية البئر السفلي.

أصغر قطر منهم يغوص أعمق من البقية ويسمى التشغيلي. يتم عمل ثقب من الأسفل ، ومن خلال هذه الثقوب ستتدفق كتلة الغاز أو الماء أو الزيت فيه.

اهمية سائل الحفر في عمليات الحفر

طريقة الشطف الصحيحة للحفر الدوراني يمكن أن تزيد بشكل كبير من كفاءة العملية. في أعمال من هذا النوع تطبيق:

• حلول البوليمر.
• مستحلبات زيت.
• الحلول الخلوية.
• ماء

تستخدم طريقة تطهير الهواء على نطاق واسع. إذا تم تنفيذ العمل في مناطق ذات ضغط منخفض للخزان ، يستخدم العمال غازًا خاصًا. يساعد التنظيف على التخلص من الشوائب والأشياء الزائدة ، والصخور المتفتتة ، وهو أمر لا مفر منه في عملية الحفر. السائل الذي يحصل على قطعة يبردها. مما يطيل عمر الأداة.

يتم الحفر الدوراني على ثلاث مراحل:

1. تدمير الصخور الأرضية باستخدام إزميل
2. إطلاق المياه لتنفيذ الصخور المدمرة. يمكن تنفيذ العملية عن طريق الغسل العكسي والمباشر ، كل هذا يتوقف على عمق البئر وحجم المياه المستخدمة ونوع التربة. تستخدم في المنازل الخاصةطريقة التنظيف المباشر الشعبية.
3. تقوية جدران البئر الجديد بأنابيب التغليف

الحفر الدوراني هو عملية كثيفة العمالة ، يجب خلالها أخذ العديد من العوامل في الاعتبار. بالرغم من ذلك يعتبر فعال جدا و يستخدم في ظروف مختلفة