Ilustrație / Foto: din surse deschise
Înțelegerea principiilor instalațiilor de foraj și cunoașterea tehnologiei de foraj vă permit să apreciați particularitățile procesului de foraj al sondelor.
O instalație de foraj este inima procesului de forare a puțurilor. Este un set complex de mecanisme și echipamente, a căror funcționare coordonată permite pătrunderea în măruntaiele pământului și atingerea acviferelor. Diferitele tipuri de sol și adâncimi ale apei necesită echipamente de foraj și tehnologii diferite. Să aruncăm o privire în interiorul acestei „mașini magice” și să înțelegem principalele sale componente și principii de funcționare.
Principalele componente ale unei instalații de foraj
Indiferent de tip, majoritatea instalațiilor de foraj includ următoarele componente principale:
- Catarg (derrick). O structură verticală de susținere proiectată pentru ridicarea și coborârea șirului de foraj, a tubulaturii și a instrumentelor de foraj. Înălțimea și capacitatea de încărcare a catargului depind de adâncimea de foraj și de greutatea echipamentului.
- Mașină de forat (acționare rotativă). Un mecanism care asigură rotația șirului de foraj și a uneltelor de foraj. Acesta poate fi rotativ (rotația se efectuează de sus) sau în fundul găurii (rotația se efectuează direct în fundul găurii).
- Șir de forare. Constă din țevi de foraj conectate între ele. Transmite rotația de la mașina de foraj la instrumentul de foraj de la fundul găurii. Noroiul de foraj sau aerul comprimat pot fi furnizate în interiorul șirului de foraj.
- Unealtă de forare (bit, burghiu). Se află la capătul șirului de foraj și fracturează direct roca. Există mai multe tipuri de unelte de foraj concepute pentru diferite tipuri de teren (burghie cu conuri cu role pentru roci dure, burghie cu lobi pentru roci moi, burghie cu inserții din carbură sau diamant).
- Sistem de alimentare cu lichid de foraj (sistem de spălare). Include pompe, rezervoare de noroi și conducte. Fluidul de foraj circulă prin gaura de foraj, transportând rocile sparte la suprafață, răcind uneltele de foraj și consolidând pereții găurii de foraj. Fluidul de spălare poate fi apă, nămol argilos sau compoziții polimerice speciale.
- Winch (troliu). Mecanism pentru ridicarea și coborârea șirului de foraj, a tubulaturii și a altor echipamente. Echipat cu un sistem de frânghii și blocuri.
- Sistem de control. Un complex de instrumente și dispozitive pentru monitorizarea și controlul funcționării tuturor mecanismelor unei instalații de foraj. Platformele moderne pot fi echipate cu sisteme automate de control și monitorizare.
- Centrala electrică. Furnizează energie electrică pentru toate sistemele platformei. Poate include generatoare diesel sau conectarea la surse externe de energie.
Principalele tehnologii de forare a puțurilor de apă
Alegerea tehnologiei de foraj depinde de condițiile geologice ale amplasamentului, de adâncimea necesară a puțului și de echipamentul disponibil. Cele mai comune tehnologii sunt:
-
Forare rotativă
- Principiul de funcționare. Rotirea burghiului la fundul găurii de foraj este efectuată de un rotor situat la suprafață. Șirul de foraj transmite rotația burghiului. Roca fracturată este adusă la suprafață de fluidul de foraj care curge în interiorul șirului de foraj.
- Avantaje. Viteză mare de foraj, capacitatea de a fora la adâncimi mari și în diferite tipuri de sol (de la moale la dur).
- Dezavantaje. Necesită utilizarea noroiului de foraj și a sistemului complex de spălare, costul relativ ridicat al echipamentelor.
- Aplicație. Utilizat pe scară largă pentru forarea puțurilor de apă adânci, inclusiv a puțurilor arteziene.
-
Forare cu șurub
- Principiul de funcționare. Ruperea rocilor se realizează cu ajutorul unui burghiu rotativ (șir de foraj în formă de șurub). Roca spartă este transportată la suprafață de-a lungul suprafeței cu șurub a burghiului.
- Avantaje. Viteză mare de foraj în soluri moi și moi, proiectare relativ simplă a echipamentului, nu este nevoie de noroi de foraj.
- Dezavantaje. Adâncime de foraj limitată (de obicei până la 30-50 de metri), nu se aplică pentru roci dure și soluri cu mulți bolovani.
- Aplicație. Utilizat pentru forarea puțurilor de mică adâncime în nisip sau argilă.
-
Forajul cu rocă de șoc
- Principiul de funcționare. Unealta de foraj (bitul) este lăsată să cadă în mod repetat pe fundul găurii de sondă cu ajutorul unei frânghii, spărgând roca prin impact. Roca spartă este extrasă periodic din gaură cu ajutorul unui tobogan (o unealtă cilindrică specială cu o supapă).
- Avantaje. Simplitatea echipamentului, posibilitatea de a fora în roci dure și stâncoase, nu este nevoie de noroi de foraj.
- Dezavantaje. Viteză redusă de foraj, în special la adâncimi mari, proces intensiv în muncă.
- Aplicație. Utilizat în prezent mai rar, în principal pentru forarea puțurilor de mică adâncime în condiții geologice dificile sau atunci când nu sunt disponibile alte echipamente.
Tendințe actuale în forarea puțurilor
Forarea modernă a puțurilor în Grodno se caracterizează prin introducerea de noi tehnologii și materiale menite să îmbunătățească eficiența, viteza și siguranța ecologică a procesului. Astfel de tendințe includ:
- utilizarea de instalații de foraj acționate hidraulic, care asigură un control mai fin și mai precis al procesului de foraj.
- Utilizarea de burghie cu inserții de diamant și diamant policristalin (PDC) cu rezistență ridicată la uzură și viteză de foraj în roci dure.
- Implementarea sistemelor de geo-navigație și telemetrie pentru controlul traiectoriei de foraj și optimizarea procesului.
- Dezvoltarea de fluide de foraj ecologice pe bază de apă și de tehnologii de utilizare a deșeurilor de foraj.
Înțelegerea dispozitivului și a principiilor de funcționare ale instalațiilor de foraj, precum și cunoașterea tehnologiilor de foraj de bază, ne permit să apreciem complexitatea și specificitatea procesului de forare a puțurilor pentru apă. În articolul următor vom analiza în detaliu fiecare etapă a acestui proces, de la proiectare până la obținerea primului litru de apă curată.
