水井钻井技术:6种关键方法的比较综述

油气井钻井技术

如何确定钻井的位置?

钻井的成功与否取决于钻井地点的正确选择。正确的选择是保证水源源不断,不会在最不合时宜的时候用完。这是土壤的正确结构,在一般压力的影响下不会塌陷,这可能导致井塌陷。

水井钻井技术:6种关键方法的比较综述

所有这一切以及更多需要正确的选择方法。因此,必须遵守以下要求:

1. 区域定位。该标准是指工作的一般便利性,因为用于打水井的钻机必须进入该地区。特别是,这是一辆载有车站的卡车。工作中经常使用另一辆车,它为钻机的螺旋钻供水。后者用于促进工作流程和冷却切割元件。

2. 使用方便。甚至在您开始钻孔之前,您必须自己确定泵送设备的位置。它可以是街道上的坑,也可以是私人住宅或小屋的锅炉房。如果有坑,则必须埋至少2米,以防结冰。选址时,考虑到进一步干燥的便利性,但也考虑到井的通道,尤其是泵、蓄能器等部件。

在确定了布置的一般原则后,您应该着手对该区域进行分析,部分是研究含水层的位置。为此,请使用以下分析方法:

水井钻井技术:6种关键方法的比较综述

确定钻孔位置

1、目视检查。这是要开始的第一件事。您可以通过植被了解水的位置,从树木、灌木的密集排列以及它们颜色的饱和度和其他迹象来看。

与您的邻居交谈很重要,因为这可以帮助您了解含水层的深度。

了解为什么要提取水也很重要。通常,浅水用于技术工作,例如灌溉,工业需要。

饮用时,以石灰岩井为宜,井深可达 60 米以上。

2.硅胶应用。这种方法在第一次进行油田开发时很有效,而且根本没有人可以交谈,找出发生的深度。硅胶是一种最初具有固定重量、尺寸、水分含量的颗粒。

他们需要被埋在1米深的地方,大约一天。需要在几个建议的钻孔点进行凹槽。吸湿的物质越多,水越接近地表。这适用于较浅且不适合饮用的含水层。

3. 区域侦察。这是最有效的方法,因为钻孔可以让您获得 100% 有效的结果。通过使用小直径螺旋钻钻孔,您不仅可以确定饮用水层的深度,还可以取水进行分析。后者将允许您将其带到实验室并了解其成分。

水井钻井技术:6种关键方法的比较综述

尽管钻井的米数通常很昂贵,但地形分析师建议将井放置在高地上。这在排水方面会很方便,因为废水不会直接进入井中。它们穿过地球的厚度,已经被净化,对人类无害。

深井钻探

钻一口深井,尤其是超深井,是一项复杂而昂贵的工作。在世界实践中,深井是用非常强大和昂贵的钻机钻探的,起重能力为 600-800 吨。

到目前为止,只制作了几件这样的装置,比一只手的手指还少。

我们的项目涉及使用传统钻机钻一口深井。

同时保留了经典方案 破坏和清除岩石 地球表面,但正在应用新的技术方法,一些新工具,最重要的是,一种解决深钻问题的新方法。

设备组合中最重要的元件是泥浆泵,它迫使钻井(粘土)泥浆在高压下沿钻杆向下循环,然后向上通过管柱和井壁之间的环形间隙。

泵的能量转化为涡轮钻机的有用功,涡轮钻机旋转底部的钻头,确保钻出的岩石上升到地球表面。

离开 Kola 超深井的溶液被清除掉岩石碎片并重新注入钻杆。循环进行封闭循环。

如果您在钻柱上升期间发现自己在钻机上,您会在井架内看到垂直的“蜡烛”行——将钻柱分成不同的管道。通常柱子由36米高的“蜡烛”组成。它们的直径约为 15 厘米。

钻头磨损了——他们举起整根绳子,拧上一根新绳子,然后以相反的顺序将“蜡烛”放入井中。在钻深井时,钻头会进行数百次这样的行程,而在驱动超深井时 - 超过一千次!

同时,要保持井筒的垂直度在一定的公差范围内,及时用套管固定裸露的岩石,从底部取芯岩样,进行井下物探综合。调查和许多其他工作。

深井钻机实际上是一个大型现代化工厂。整个设备综合体旨在在地壳中钻出一条数公里长的狭窄圆柱形通道。这只是对地球内部的注入。但是做起来有多难...

通常一口深井是从一个大直径的钻头开始的。一直进行钻探,直到井中出现任何并发症(水、石油和天然气的流入、钻井泥浆漂移、墙体坍塌),从而无法进一步加深井。

然后将专用管道下入井中,管道与井壁之间的空间用水泥砂浆填充。

现在这口井是装甲的,可以继续钻探(使用直径稍小的钻头),直到任何新的并发症阻塞钻头的路径。

然后将另一根管子放入井中并用水泥固定,其直径比第一根小。只要有复杂的区域,这样的管道就会被降低到井中。

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每个深洞都像一个地下望远镜,指向远离星星。通过这个望远镜的台阶(管道)的数量来判断钻孔的复杂程度和高成本。

预先确定所需的望远镜链节数量及其大小比例是非常困难的。实际上不可能预测在什么深度会发生需要将套管柱(望远镜的下一个链接)下放到井中的并发症。

底土非常多变:从字面上看,相邻的井在钻井条件方面可能彼此不同。要么突然遇到一个压力含水层,你应该用套管保护自己,然后你会遇到一层破碎的岩石,钻井液会开始沿着它们流动,而不是把被破坏的岩石向上带走,然后突然井壁将开始倒塌,然后形成洞穴......

不可能预见未来地下路线的所有困难。去旅行,宇航员可能比钻探地球肠道的人更了解他们的路线......

毕竟,许多国家实验室的科学家目前都在研究苏联和美国飞机从月球运送来的核心材料,但世界上还没有一个实验室能够从 100 多米的深度提取陆地岩石样本。至少10公里!

沙井

这种源设计简单,安装时间不长。这些井的重点是在松散的层间含水层中提取水。通常,它是沙子,砾石,砾石。发现的矿床用于乡间别墅的自主供水。

根据地平线的深度,砂井分为两种:

  1. 在细沙上 - 高达 40 米。
  2. 在深沙(砂岩)上 - 从 40 到 90 米。

根据他们的设计,沙地层上的井是一个主干,其中有一根直径超过 10 厘米的钢或塑料套管,下管有穿孔以防潮,底部装有过滤器网。岩石由螺旋钻机驱动。水的上升是通过潜水泵进行的。

优点

  • 与上面列出的来源相比,获得清洁水的足够深度。
  • 深砂井体积稳定。
  • 砂岩中水的化学成分符合卫生标准。
  • 从 1 到 2 m3/h 的高生产率。
  • 打开含水层不需要许可证。
  • 安装套管的钻孔时间不超过 2 天。
  • 这种水井的使用寿命长达30年。

缺陷

  • 细砂井中的水量更多地取决于降水量。
  • 浅源水的化学成分不是恒定的,对人为和技术因素很敏感。
  • 细粒砂的存在有助于井的淤积。

水井的视野和类型:容易接近但不是很容易

在开始准备如此大规模的工作之前,您需要弄清楚在哪里钻孔,但如果不进行地质勘探,您将无法找到确切的答案。

视野有边界

水位于不同的地平线上,这些水源不相互交流。这是由不透水的岩石层提供的——粘土、石灰石、致密的壤土。

  1. 最浅的水源是由降水和水库提供的栖息水。它可以从 0.4 m 的深度开始,并在距地表 20 m 处结束。这是最脏的一种水,它总是含有很多有害杂质。
  2. 钻了一口深达 30 m 的井后,您可以“偶然发现”更清洁的地下水,这些地下水也来自降水。该层位的上边界可位于距地表 5 至 8 m 的位置。这种液体也建议过滤。
  3. 位于沙质层的地下水源已经经过高质量过滤,因此是供水的最佳选择。想要自己打井的人必须达到这一水平。
  4. 从 80 到 100 m 的深度是水晶般清澈的水无法实现的理想。手工钻孔方法不允许您钻得这么深。

由于地层的出现受地形等因素的影响,所以栖息水和地下水的边界是有条件的。

全系列井

手动打水井取决于未来井的类型。结构的类型不能说很多,因为只有三种:

  • 阿比西尼亚语;
  • 在沙滩上;
  • 自流。

阿比西尼亚井

当该区域的水距离地表 10-15 m 时,此选项是最佳选择。它不需要很多可用空间。另一个优点是工作相对简单,即使是刚刚学习钻孔科学的初学者也能应付这项任务。这是一个井针,它是一个由厚壁管构成的柱子。底部有一个特殊的过滤器,在管道末端钻孔。阿比西尼亚井本身不需要钻孔,因为凿子只是简单地锤入地下。但最常见的打井方式仍称为冲击钻井。

好在沙滩上

如果含水层位于 30 至 40 m 的深度,则可以建造一口沙井,借助该井从饱和水的沙子中提取水。即使离地表50米的距离也不能保证饮用水的纯度,所以必须给实验室分析。由于在这种情况下,途中不会有无法克服的障碍 - 坚硬的岩石(半岩石,岩石),因此手动打水井并不意味着任何特殊困难。

自流井

该含水层可以位于40到200 m的深度,并且必须从岩石和半岩石的裂缝中提取水,因此普通人无法进入。没有知识和严谨的钻井设备,为石灰石打井是一项不可能完成的任务。但是,它可以同时为多个站点提供服务,因此一起订购的钻井服务有望节省大量成本。

为什么一口井比一口井好?

以前,问题只能通过一种方式解决——挖一口井,用桶把水带到房子里。后来,他们开始使用最简单的潜水泵,他们潜入井中,将水抽到大容器中,然后通过重力将水送入房屋。但这项技术有很多缺点。

井比井有显着优势

  1. 在冬天,水箱必须非常有效地隔热,即使这样的措施也不能保证水的安全。
  2. 轻微的压力不允许使用洗衣机和其他使用加压水的家用电器。
  3. 该井含有来自浅层的水。它在很多方面都不符合SanPiN现有的要求。尤其是在生态状况明显恶化的今天。
  4. 洪水期间,大雪融,大雨,地表的脏水落入井中,不仅不能做饭,也不能长期使用。我不得不将水完全抽出几次并进行消毒。
  5. 污垢进入井中,淤塞,必须定期清洁。这是体力上非常艰巨的工作,只有专业人士才能做到。
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该井的主要缺点是由于其深度较浅。

今天有一个解决所有问题的好方法——打井,井的深度越大,水的质量就越好。

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工艺步骤

该技术按以下顺序实施:

  • 清洁表面的碎屑和异物。
  • 离未来的洞不远,他们挖了一个两米深的洞来排出冲洗液。
  • 在地面上打一个孔以容纳钻头,冠部连接到岩心管,它随着驱动而增长。
  • 使用钻杆后——顶部的钻杆固定在由发动机驱动的钻机中——以这种方式开始下沉。
  • 当管道完全填满时,将其提升到表面,用锤子从中提取岩石,打击不会太用力。
  • 钻头再次浸入井中并钻孔,直到达到所需深度。

钻孔是在冲洗的情况下进行的,但如果没有足够的水,则工作流程会在干燥的情况下进行。如果专家在工作中使用金刚石工具,他们会使用特殊的乳液进行定期清洗。

在沙质土壤的情况下, 在溶液中加入液体玻璃,粘土质量,加强孔的墙壁。

对于结构不稳定的土壤,在加深过程中,井用套管加固。通常,不是用水冲洗,而是使用更便宜的压缩空气吹扫。

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工艺技术特点

在深化过程中,可能 速度控制 硼砂。应该注意的是,该钻头在低速时很容易克服沉积岩层。但在穿过基岩时,需要增加旋转频率。使用岩芯钻孔方法,可以通过各种成分和任何硬度的层。

有必要考虑到钻机必须位于准备好的水平区域上。如果开发的孔的直径不超过1米,则可以调整穿透角度。然后工作的垂直度由套管柱支撑。

如果套管在钻孔后立即从矿井中取出,则可以重复使用。核心筒是可重复使用的弹丸,不能说关于冠。为了在沉积层中钻探,它们至少需要两个,甚至更多。在石灰岩中建造一口井时,不可能准确地预测磨损牙冠的数量。

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为了延长金刚石芯在安装或更换后的使用寿命,井底必须用凿子加工。这一措施将显着提高渗透率。

钻机可以安装在承载能力高的车辆上,也可以安装在履带式专用设备上,以防在崎岖地形上作业。较轻的移动设备可用于水井的岩心钻探。

技术

旋转

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最常见的钻孔方法是旋转方法。它广泛适用于土壤坚硬的地区,即壤质或砾石土壤类型。

工作时使用钻头,是钻弹的延续。弹丸附在转子上,借助转子开始旋转。转子本身由于驱动轴的旋转而移动,驱动轴由电动机提供动力。进一步地,转子的运动转化为钻头的运动,钻柱在垂直方向上逐渐加深到需要的深度。

为了去除被破坏的岩石,使用了一种洗涤方法,其中使用了粘土溶液。制备好的溶液被送入井中并从底部取出多余的土壤,然后用过的溶液进入接收罐,然后将其从接收罐中送去进一步冲洗井。泥浆还起到钻机冷却器的作用。以旋转方式钻井时,将套管柱安装在新井中以防止土壤脱落和沉降。

用于钻井和岩石清除的钻头有些不同。根据土壤层的硬度,选择螺旋钻 - 对于肥沃的层和砾石,对于松散的,例如沙质,钻勺是合适的,它是一种带有特殊孔的圆柱体。

旋转钻孔最适合别墅工作,通常使用单冲洗钻孔方法,这通常就足够了。从环空抽出溶液可以更好地打开含水层,但这种技术在设备方面更昂贵,很少使用。

拧紧

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螺旋钻适用于岩石土壤,重且不松散。这种类型的钻孔允许您铺设任何所需宽度的井。根据土壤层的硬度和所需的井深度,使用或多或少的强大设备。

如有必要,钻机位于一个特殊的强大平台上。在浅井中用螺旋钻钻孔不涉及特殊设备的参与。

螺旋钻或“阿基米德”螺旋由一个钻头组成,钻头带有一个切割器和刀片,沿着整个长度伴随着它,岩石的旋转被压碎,刀片向上输送废土。

其他

重型专用设备的使用可以实现高质量的采出水,通常这些是冲击提取水的方法,该设备配备了由硬质合金制成的特殊喷嘴。

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要在岩石中打井,深度可达 1000 米,使用金刚石岩芯钻孔的方法。在像凿子一样工作的钻头末端有一个硬化的环形喷嘴。岩石不是碎成碎屑,而是碎成环状,所以它就上升了。岩心钻探是一种相对便宜的方法,但这完全取决于岩石的硬度。

水力钻井法可以取得良好的效果,但井准备起主导作用并且非常费力。井深可达120米。这样一口井将能够作为一个自主供水系统工作多年。在水力钻井过程中,需要挖专门的坑来容纳钻井液,这些坑是一立方米大小的。此外,在压力下由它们提供专门制备的粘土和水溶液。

这种液体可以冷却钻孔工具,抛光未来井的墙壁并加固它们,将土壤带到地表。在工作结束时,用水冲洗井并安装必要的泵。水钻钻机需要电流转换器、用于移动管道的绞盘、用于泵送溶液的汽油马达泵、可与襟翼或勘探一起使用的钻头。

水钻

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它是通过一种特殊的钻孔工具喷射出的强大水流来完成的。该技术的优点是可以在岩石土壤中打井。

射流载荷由钻杆和钻孔设备的重量提供。将一种特殊的溶液倒入装置中,然后将其送到准备好的坑中。

自己动手水钻顺序:

  • 首先,安装用于液压钻孔的小型结构或 MDR。
  • 最好在早上开始工作。
  • 如果在沙质土壤中进行钻孔,则需要大量的流体供应。
  • 在工作之前,将粘土在准备好的坑中混合成溶液。捏合是通过结构搅拌机进行的。稠度应该类似于开菲尔。
  • 此外,溶液通过软管供应到工作钻机。
  • 渐渐地,液体擦亮墙壁并深入土壤。溶液循环使用。

该技术有助于进一步加强所得源的墙壁。

地下有什么来源

地块的地质剖面不一样,但含水层有规律。随着从地表深入到底土,地下水变得更清洁。上层取水更便宜,供私人住宅业主使用。

上霍沃德卡

位于地表附近地面上的防水岩石层上方的水资源称为鲈鱼。并非所有地区都有防水土壤;并非总能找到合适的地点来组织浅水取水口。此类镜片上方没有过滤层,有害物质、有机和机械杂质随雨雪渗入土壤并与地下水库混合。

Verkhovodka 的特点是这些指标:

  1. 深度。平均 3-9 m,视地区而定。对于中间车道 - 高达 25 m。
  2. 水库面积有限。表现不是在每个地方都可以找到。
  3. 因降水补储。没有来自底层地平线的水流入。在干旱时期,井和钻孔中的水位下降。
  4. 使用 - 用于技术需求。如果组合物中没有有害的化学污染物,则通过过滤系统将水改善为饮用水。

Verkhovodka 非常适合浇灌花园。钻浅井时,可以省钱:下沉可自行执行。选项 - 井的设备与混凝土环加强其墙壁。不建议从上部矿床取水,如果在地块附近使用化肥,则位于工业区。

底漆

Verkhovodka 是一种正在消失的资源,不像底漆,它是第一个永久性地下水库。从肠道中提取栖息的水主要通过井进行;钻孔以获取底漆。这些类型的地下水在深度方面具有相似的特征 -

地面特征包括:

  1. 岩石的过滤层。它的厚度为7-20 m,它直接延伸到位于岩石地面的不透水平台上的层。
  2. 应用为饮用水。与使用多级清洁系统的顶水不同,从底漆中去除机械杂质是通过井下过滤器完成的。

在森林和温带地区,地下水补给是稳定的。在干燥地区,水分会在夏季消失。

层间来源

地下水计划。

第二个永久水源的名称是层间含水层。砂井是在这个水平上钻的。

镜片穿插岩石的迹象:

  • 压力水,因为它承受周围岩石的压力;
  • 有几种生产性水载体,它们从上层防水层到下层垫层深入松散的土壤中;
  • 个别镜头的库存有限。

这些矿床的水质优于上层。分布深度为 25 至 80 m。泉水从某些层流到地球表面。由于液体的压力状态,地下水暴露在很深的地方,沿着井筒上升到通常接近地表的位置。这允许通过安装在矿井口的离心泵取水。

在乡间别墅的取水口布置中,地下水的层间多样性很受欢迎。一口砂井的流量为0.8-1.2立方米/小时。

自流

自流视界的其他特征是:

  1. 高产水量 - 3-10 立方米/小时。这个数量足以提供几个乡间别墅。
  2. 水的纯度:通过数米的土壤层渗入肠道,完全不含机械和有害有机杂质。围岩决定了取水工程的第二个名称——石灰岩井。该声明是指石材的多孔品种。

在工业规模上,出于商业目的提取自流水分 - 用于销售饮用水。在位于低地的地区,可以在 20 m 的深度找到压力沉积物。

钻井成本

无论选择何种类型的钻孔,成本都将由工人根据必须到达所需来源的一米土壤来计算。您还需要考虑其他因素:

  • 一套袖子和制作它们的材料;
  • 钻孔直径;
  • 套筒壁厚。

同时,客户自己也无法选择更便宜的选项,因为套管的直径和厚度参数仅根据现场土壤类型选择,还取决于出色地。否则,如果你节省材料,那么这样一口井可以很快坍塌。

每个人必须完全根据个人喜好和所在地区的土壤类型,独立选择钻井方法和成套的成套井。

在这里,您可以订购水井的计算和钻孔。没有分包商,在我们自己的设备上。

关于该主题的结论和有用的视频

视频 1. 使用岩心方法钻井的初始阶段:

视频 2. 花岗岩岩心钻孔:

在开始钻井取芯工作之前,应进行经济计算。遵守安全标准和设备操作规程,将设备故障的风险降到最低,从而确保高工作效率、钻井速度和降低经济成本。

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