WYKŁAD 10
Do narzędzi wiertniczych stosowanych przy zwiercaniu obrotowym skał należą: koronki rdzeniowe z ostrzami z węglików spiekanych, koronki diamentowe, świdry diamentowe oraz świdry kruszące gryzowe.
Przyrząd rdzeniowy składa się z rdzeniówki i obciążnika.
Rdzeniówka natomiast przy wierceniu obrotowym małośrednicowym składa się z koronki rdzeniowej, urywaka rdzenia, rury rdzeniowej i łącznika służącego do połączenia z rurami płuczkowymi.
Narzędziem zwiercającym skałę na dnie otworu wiertniczego jest koronka rdzeniowa, a urywak rdzenia, znajdujący się bezpośrednio nad nią w dolnej części rdzeniówki, służy do chwytania i urywania rdzenia wiertniczego odwierconego przez koronkę.
Zadaniem rury rdzeniowej rdzeniówki jest pomieszczenie rdzenia.
Najważniejszym narzędziem przy wierceniu obrotowym mało-średnicowym jest koronka rdzeniowa.
Koronka składa się z dwóch zasadniczych części: z korpusu i ostrzy.
Korpus koronki wykonany jest ze stali. Górna część korpusu koronki jest nagwintowana, a w dolnej części osadzone są ostrza z diamentów lub z węglików spiekanych.
W praktyce używa się trzech rodzajów koronek rdzeniowych:
- koronki z ostrzami ze spiekanych węglików,
- koronki diamentowe (z osadzonymi w nich diamentami przemysłowymi),
- koronki gładkie bez ostrzy do wiercenia śrutowego (używane stosunkowo rzadko).
Koronki z ostrzami z węglików spiekanych mają ostrza ze spieku węglika wolframu.
Węgliki spiekane wyrabia się również w postaci proszku lub drobnych ziaren i pręcików pod różnymi nazwami, jak: widia, haystellite, borium, wokar, pobiedit, likar, baildonit, wolomit.
Użycie koronek diamentowych, jako najbardziej odpornych na zużycieostrzy sprzyja dużym postępom wierceń. Koronki diamentowe stosuje się przy przewiercaniu warstw o średniej twardości, twardych i bardzo twardych. Diament jest niestety kruchy i nieodporny na mechaniczne uderzenia oraz wrażliwy na wysokie temperatury.
W wierceniach normalno-średnicowych powszechnie stosowanymi narzędziami wiercącymi są:
świder kruszący gryzowy,
świder skrawający typu ‘Rybi ogon’,
świder skrawający PDC (firmy Halliburton)
świder diamentowy.
W wiertnictwie najbardziej rozpowszechnione są świdry kruszące gryzowe. Nadają się one do wiercenia otworów w skałach o różnej twardości. Świdry kruszące gryzowe mogą być jedno- lub wielogryzowe, w których część roboczą stanowi jeden lub więcej gryzów ułożyskowanych w łapach świdra. Najczęściej używane są świdry trójgryzowe, rzadziej czterogryzowe.
Można wyróżnić trzy systemy przepływu płuczki:
centralny,
dyszowy
z przedłużonymi dyszami.
WYKŁAD 11
Rdzenie wiertnicze, jako najlepsze próbki skał z wierceń pobiera się przy zastosowaniu rdzeniówek.
Ze względu na konstrukcję rdzeniówki do pobierania rdzeni można podzielić na zwykłe i specjalne. Zwykłe dzielą się na rdzeniówki pojedyncze i podwójne.
Rdzeniówka pojedyncza składa się z :
koronki , urywaka rdzenia , łącznika i rury rdzeniowej pojedynczej oraz łącznika redukcyjnego. Łącznik, którego końcówki są nagwintowane, z jednej strony połączony jest z rurą rdzeniową, a z drugiej z rurą osadnikową .
Rdzeniówka, świder rdzeniowy, narzędzie wiertnicze służące do pobierania rdzenia wiertniczego przy mechanicznym wierceniu obrotowym.
Rdzeniówka pojedyncza składa się z łącznika (korka), rury rdzeniowej , łącznika , kadłuba urywaka rdzenia , koronki
Najważniejsze części rdzeniówki podwójnej do wierceń obrotowych to:
koronka rdzeniowa, urywak rdzenia, rura rdzeniowa,
łącznik do połączenia z rurami płuczkowymi.
Rdzeniówki podwójne podzielono na trzy grupy:
rdzeniówki do skał miękkich i średnio twardych,
rdzeniówki do skał twardych
rdzeniówki do skał o różnej twardości z wymiennymi koronkami.
Rdzeniówki wpuszczane (wrzutowe-potoczna nazwa niewłaściwa) wprowadzane są na dużą skalę do wierceń małośrednicowych rdzeniowych. Pozwalają one uzyskać długą żywotność koronek diamentowych dających duże uwierty, nieraz po kilkaset metrów bieżących otworu na koronkę. Rdzeniówki wpuszczane wypierają rdzeniówki pojedyncze i podwójne.
WYKŁAD 12
Przewód wiertniczy w wierceniach stołowych składa się z następujących elementów:
Graniatka
Ruty płuczkowe
Obciążniki
Stabilizatory
Narzędzie wiercące
Urządzenia wiertnicze
Mechanizmy popuszczania przewodu wiertniczego
Nacisk na dno otworu przy wierceniach normalno-średnicowych wywierany jest częścią ciężaru obciążników przez popuszczanie liny z wyciągu wiertniczego za pomocą hamulca do wartości zadanego obciążenia na haku według wskazań na ciężarowskazie. W zależności od głębokości otworu stosuje się różne zestawy dolnej części przewodu wiertniczego przy jednym i tym samym systemie popuszczania przewodu.
Przy zwiercaniu górnego odcinka otworu składającego się często z twardych skał trzeba stosować dość duże naciski. W tym celu wszystkie wiertnice do wierceń poszukiwawczych wyposażone są w mechaniczne lub hydrauliczne urządzenia do wywierania koniecznego nacisku na dno otworu większego o tego, jaki można uzyskać z łącznego ciężaru obciążników. Urządzenia te nazywane są mechanizmami popuszczania. W wierceniu stołowym nacisk osiowy na dno otworu wywierany jest całym ciężarem obciążników lub jego częścią. Wymuszanie nacisku przy głębokich otworach nie jest potrzebne.
System płukania
System składa się z dwóch pomp płuczkowych, zbiornika ustawionego powyżej pomp (wewnątrz zbiornika znajdują się powrotne kolanowe króćce z zaworami do każdej z pomp), zbiornika rezerwowego , zasuw niskiego ciśnienia, rurociągu z kompensatorem powietrznym oraz z zaworami wysokiego ciśnienia, instalacji króćca spływowego z zaworami wysokiego ciśnienia (jedna rezerwowa), stojaka z wężem , graniatki i kolumny rur płuczkowych , zasuwy wysokiego ciśnienia do zamykania wylotu otworu podczas wyciągania świdra, prewentera dolnego, króćca rury, górnego prewentera, odprowadzenia z zasuwą wysokiego ciśnienia, koryta zlewowego, sita wibracyjnego , koryt płuczkowych , zbiorników rezerwowych na odczynniki chemiczne , mechanicznego dwuwałowego mieszalnika iłu albo hydromieszalnika, pomostów załadowczych iłu , taśmociągu do transportu iłu
Zapuszczanie i wyciąganie przewodu wiertniczego
Operacje zapuszczania i wyciągania przewodu wiertniczego przy wierceniu stołowym wykonuje się w celu wymiany zużytego świdra lub pobrania odwierconego rdzenia. Po zakończeniu procesu wiercenia przewód jest podnoszony ponad dno otworu i otwór jest przepłukiwany, aby zwierciny nie opadły na dno po zakończeniu krążenia płuczki. Następnie od przewodu zawieszonego na elewatorze opartym na stole wiertniczym odkręca się graniatkę i odstawia się ją do otworu bocznego znajdującego się między stołem a nogą wieży wiertniczej.
Zapuszczanie i wyciąganie przewodu wiertniczego
Od haka odczepia się głowicę płuczkową i na dwóch specjalnych uchwytach (wieszakach) podwiesza się elewator, aby podnieść kolumnę rur płuczkowych. Następnie przewód podnosi się na wysokość jednego pasa rur i stawia na dolnym elewatorze ustawionym na stole (na klinach). Po odkręceniu pasa rur stawia się go dolnym końcem na pomoście drewnianym (klocu) pod rury płuczkowe, a górny koniec odstawia się za poprzeczkę, tzw. palec. Następnie elewator otwiera się, zwalnia się ustawiony pas i opuszcza wielokrążek ruchomy z hakiem i elewatorem na stół. Pusty elewator zdejmuje się z wieszaków, które z kolei zapina się na elewatorze z podniesionym następnym pasem rur. Czynności te powtarza się aż do całkowitego wyciągnięcia przewodu.
Oprócz elewatora stosuje się też uchwyty klinowe. Urządzeniem tym w przeciwieństwie do elewatorów można chwytać rury w dowolnym miejscu, natomiast elewator utrzymuje przewód opierając się o zwornik. Kliny są podwieszane na trzech lub czterech podpórkach zamontowanego pierścienia.
WYKŁAD 13
Rodzaje wiertni:
do wierceń mało-średnicowych z zastosowaniem wrzeciona wiertniczego
z zastosowaniem stołu wiertniczego (wiercenia stołowe)
wiertnica samojezdna ( zamontowana na samochodzie)
Budowa:
Wrzeciono wiertnicze
Wyciąg wiertniczy-możliwa jest zmiana liczby obrotów (inaczej bęben ciężarowy)
Lina
Wielokrążki
Hak wiertniczy
Silnik napędowy
Pompa płuczkowa
Koronka wiertnicza
Rura rdzeniowa (można stosować rdzeniówkę wpuszczaną)
Łącznik redukcyjny (łączy rurę rdzeniową z rurami płuczkowymi)
Rury płuczkowe
Silnik spalinowy lub elektryczny
Uchwyty szczękowe górnej rury płuczkowej we wrzecionie wiertnicy
Pompa zasysająca płuczkę ze zbiornika płuczkowego
Zbiornik płuczkowy
Węże gumowe
Głowica płuczkowa - umożliwia przepływ płuczki i obrót rur płuczkowych w czasie wiercenia
Rury okładzinowe
Koryta płuczkowe
Zbiornik zwiercin
Rdzeń uzyskany w trakcie wiercenia
‘Martwy koniec liny’, do którego przymocowany jest ciężarowskaz
Uchwyt mocujący drugi koniec liny
Fundament wieży wiertniczej
Wieża wiertnicza
WYKŁAD 14
Elewator:
Częściej zamiast okrętki stosuje się elewator złożony z kabłąka lub zawiesia, sworznia z uchwytem
wałka z podkładką i zawleczką. Kadłub ma u dołu pierścień zabezpieczający. Przy użyciu elewatora manipulacja rurami płuczkowymi podczas operacji dźwigowych jest sprawniejsza.
Głowice płuczkowa:
typu lekkiego
typu ciężkiego
Zadaniem zaostrzonego buta jest ochrona dolnego końca kolumny rur okładzinowych przed zgnieceniem oraz w miękkich warstwach do obcinania nierówności ściany otworu w czasie zapuszczania kolumny tych rur do otworu wiertniczego.
Wskaźniki
Przez technologię wiercenia należy rozumieć wzajemny dobór narzędzia wiercącego oraz podstawowych parametrów wiercenia, tj. nacisku, prędkości obrotowej i jakości płuczki wiertniczej, umożliwiającej uzyskanie optymalnych wyników wiercenia w określonych warunkach hydrogeologicznych.
Wzajemny stosunek tych parametrów powinien być tak dobrany, aby uzyskiwać najlepsze wskaźniki techniczno-ekonomiczne wiercenia, tzn., aby wiercenie przebiegało szybko, sprawnie i tanio, i w pełni osiągało swój cel.