Vrtání studní - Well drilling - Wikipedia

Tricone rock bit

Vrtání studní je proces vrtání díry do země pro těžbu a přírodní zdroj jako spodní vody, solanka, zemní plyn nebo ropa, pro vstřikování tekutiny z povrchu do podpovrchu nádrž nebo pro vyhodnocení nebo monitorování podpovrchových formací. Vrtání pro průzkum o povaze materiálu v podzemí (například při hledání kovu Ruda ) je nejlépe popsat jako vrt vrtání.

Vrták PDC (polykrystalický diamantový řezač)
Brzy rotační vrtáky

Nejstarší studny byly studny na vodu, mělké jámy kopané ručně v oblastech, kde vodní stůl přiblížil se k povrchu, obvykle s zdivo nebo dřevěné stěny lemující interiér, aby se zabránilo zhroucení. Moderní vrtací techniky využívají dlouhé vrtací hřídele, které vytvářejí díry mnohem užší a hlubší, než by se dalo vytvořit hloubením.

Vrtání studny lze provádět ručně nebo mechanicky a povaha požadovaného vybavení se liší od extrémně jednoduchých a levných až po velmi sofistikované.

Řízené tlakové vrtání (MPD) je definována Mezinárodní asociací dodavatelů vrtných prací (IADC) jako „adaptivní vrtání proces používaný k přesnější regulaci profilu prstencového tlaku v celém vrtu. "Cíle MPD jsou" zjistit mezní hodnoty prostředí pro tlak v hloubce a odpovídajícím způsobem spravovat profil prstencového hydraulického tlaku. "

Dějiny

Nejstarší záznamy o vrtání studní pocházejí z roku 347 nl v Číně.[1] Ropa byla ve starověké Číně používána k „osvětlení, jako mazivo pro nápravy vozíků a ložiska vodních kladiv, jako zdroj uhlíku pro inkousty a jako lék na vředy na lidech a prašivina u zvířat. “[2] Ve starověké Číně byly hluboké vrtací stroje v popředí výroby solných vrtů do 1. století před naším letopočtem. Starověcí Číňané vyvinuli pokročilé potápěčské vrty a byli první civilizací, která použila vrtací stroj na studny a používala bambusové obaly studní, aby otvory zůstaly otevřené.[3][4]

V moderní době první válečkový kužel patent byl pro vrták rotačního kamene a byl vydán americkému obchodníkovi a vynálezci Howard Hughes st. v roce 1909. Skládala se ze dvou do sebe zapadajících kuželů. Americký podnikatel Walter Benona Sharp velmi úzce spolupracoval s Hughesem na vývoji horniny. Úspěch tohoto kousku vedl k založení Sharp-Hughes Tool Company. V roce 1933 vynalezli dva Hughesovi inženýři, z nichž jeden byl Ralph Neuhaus, trikónový bit, který má tři kužely. Hughesův patent na trikónový bit trval až do roku 1951, poté další společnosti vyráběly podobné bity. Hughes však v roce 2000 stále držel 40% světového trhu s vrtáky. Vynikající výkon při opotřebení kompaktní polykrystalický diamant (PDC) bity postupně narušily dominanci bitů s kuželovým kuželem a počátkem tohoto století výnosy z vrtáků PDC předběhly výnosy z bitů s kuželovým kuželem. Technologie obou typů bitů výrazně pokročila, aby zajistila lepší odolnost a rychlost průniku horniny. To bylo způsobeno ekonomikou průmyslu a změnou od empirického přístupu Hughese ve třicátých letech k moderním doménovým kódům konečných prvků pro software pro hydrauliku i pro umístění řezačky.

Vrtáky při mechanickém vrtání

Mezi faktory ovlivňující výběr vrtáku patří typ geologie a možnosti soupravy. Vzhledem k vysokému počtu vrtů, které byly vyvrtány, se k příslušnému výběru nejčastěji používají informace ze sousední jamky. Existují dva různé typy vrtáků: pevná fréza a válečkový kužel. Pevný řezací bit je ten, kde nejsou žádné pohyblivé části, ale dochází k vrtání v důsledku stříhání, škrábání nebo oděru horniny. Pevné řezací bity mohou být buď polykrystalické diamantové kompaktní (PDC), nebo břitové destičky pro lisování za horka (GHI) nebo přírodní diamant. Válcové kuželové bity mohou být buď vložky z karbidu wolframu (TCI) pro tvrdší formace, nebo frézovaný zub (MT) pro měkčí horninu. Výrobní proces a kompozity použité v každém typu vrtáku je činí ideálními pro konkrétní situace vrtání. V bitech lze provést další vylepšení, která zvýší efektivitu téměř v každé situaci při vrtání.

Hlavním faktorem při výběru vrtáku je typ vrtané formace. Účinnost vrtáku se liší podle typu formace. Existují tři typy formací: měkké, střední a tvrdé. Měkký útvar zahrnuje nekonsolidovaný písky, jíly, měkký vápence, červené postele a břidlice. Střední formace zahrnují dolomity, vápence a tvrdá břidlice. Mezi tvrdé formace patří tvrdá břidlice, kalcit, bahnité kameny, vápenné kameny cherty a tvrdé a abrazivní formace.

Do roku 2006 se podíl na trhu dělil především mezi Hughes Christensen, Zabezpečení-DBS (nyní Halliburton vrtáky a služby), Smith Bits (dceřiná společnost společnosti Schlumberger) a ReedHycalog (získaný NOV v roce 2008).

Do roku 2014 Ulterra (tehdy dceřiná společnost ESCO Corp.) a Varel International (nyní dceřiná společnost švédské strojírenské skupiny Sandvik) společně získaly téměř 30% amerického trhu bitů a narušily historickou dominanci Smith, Halliburton a Baker Hughes. Do roku 2018 společnost Slumberger, která získala Smitha v roce 2010 [5], se stala dominantní na mezinárodních trzích díky vrtákům na obaly s jejich dalšími nástroji a službami, zatímco Ulterra (nyní vlastněná soukromými kapitálovými společnostmi Blackstone Energy Partners a American Securities) pokračovala v trendu růstu společnosti Stark a stala se lídrem na trhu podílu vrtáků v USA podle Spears Research [6] a Kimberlite Research [7].

  • Trikonový bit pro vrtání studní (středně opotřebený)

  • PDC bit pro vrtání studny

  • Několik trikónových bitů

  • Tricone bit

  • Vrták

  • Poškozený vrták, kousky chybí na levém kuželu

  • Bahenní protokol v procesu, běžný způsob studia litologie při vrtání ropných vrtů

Vyhodnocování tupého hodnocení bitů se provádí jednotným systémem podporovaným Mezinárodní asociací dodavatelů vrtání (IADC). Viz Společnost ropných inženýrů / IADC Papers SPE 23938 a 23940. Viz také PDC bity

Viz také

Metody ručního vrtání studní

Reference

  1. ^ Kristiina A. Vogt (25. června 2012). Sustainability Unpacked: Food, Energy and Water for Resilient Environments and Societies. Routledge. str. 47. ISBN  978-1-136-53060-9. K prvnímu záznamu o těžbě ropy došlo v Číně v roce 347 n. L
  2. ^ Peter J. Golas (25. února 1999). Věda a civilizace v Číně: Svazek 5, Chemie a chemické technologie, Část 13, Těžba. Cambridge University Press. str. 202. ISBN  978-0-521-58000-7.
  3. ^ Manning, John C. (1996). Aplikované principy hydrologie (3. vyd.). Prentice Hall (publikováno 24. června 1996). str. 154. ISBN  978-0135655320.
  4. ^ Greenberger, Robert (2005). Technologie starověké Číny. Nakladatelská skupina Rosen. str.27. ISBN  978-1404205581.
  5. ^ https://www.ogj.com/general-interest/companies/article/17285367/schlumberger-to-acquire-smith-international
  6. ^ https://spearsresearch.com/reports
  7. ^ https://www.kimberliteresearch.com/

Bibliografie

  • Australian Drilling Industry Training Committee Ltd (1996). Vrtání: příručka metod, aplikací a správy (4. vydání). ISBN  978-1-56670-242-3.

externí odkazy