Všeobecné informácie o vŕtaní olej a plynu studne
1.1. ZÁKLADNÉ POJMY A DEFINÍCIE
Ryža. 1. Dizajnové prvky studne
Studňa je valcové banské dielo, vybudované bez prístupu človeka a s priemerom mnohonásobne menším ako je jeho dĺžka (obr. 1).
Hlavné prvky vrtu:
Hlava studne (1) - priesečník cesty studne s povrchom denného svetla
Spodná diera (2) - dno vrtu, pohybujúce sa v dôsledku nárazu nástroja na rezanie hornín na skalu
Steny vrtu (3) - bočné plochy vŕtanie studne
Os vrtu (6) - pomyselná čiara spájajúca stredy prierezov vrtu
*Vrt (5) je podpovrchový priestor, ktorý zaberá vrt.
Pažnicové reťazce (4) sú reťazce vzájomne prepojených pažnicových rúr. Ak sú steny studne vyrobené zo stabilných hornín, pažnicové struny sa do studne nespúšťajú
Vrty sa prehlbujú, pričom dochádza k deštrukcii horniny po celej ploche čelby (pevné čelo, obr. 2 a) alebo po jeho obvodovej časti (čelné prstence, obr. 2 b). V druhom prípade zostáva v strede studne skalný stĺp - jadro, ktoré sa pravidelne vynáša na povrch na priame štúdium.
Priemer jamiek sa spravidla v určitých intervaloch postupne zmenšuje od ústia po dno. Počiatočný priemer olej a plynu jamky zvyčajne nepresahujú 900 mm a konečná je zriedka menšia ako 165 mm. Hĺbky olej a plynu studne sa líšia v rozmedzí niekoľkých tisíc metrov.
Podľa priestorového umiestnenia v zemskej kôre sa vrty delia (obr. 3):
1. Vertikálne;
2. Naklonený;
3. Priamočiaro zakrivené;
4. Deformované;
5. Priamočiaro zakrivené (s vodorovným rezom);
Ryža. 3. Priestorové usporiadanie studní
Komplexne zakrivené.
Olej a plynu studne sa robia na súši a na mori pomocou vrtných súprav. V druhom prípade sa vrtné súpravy montujú na stojany, plávajúce vrtné plošiny alebo lode (obr. 4).
|
Ryža. 4. Typy vrtov |
AT olej a benzín priemyselné vŕtacie studne na tieto účely:
1. Operatívne- za produkciu ropy, plynu a plynu kondenzát.
2. Injektáž - na čerpanie vody do produktívnych horizontov (menej často ako vzduch, plynu) na udržanie tlaku v nádrži a predĺženie doby toku rozvoja poľa, zvýšte produkciu operatívne studne vybavené čerpadlami a vzduchovými výťahmi.
3. Prieskum – identifikovať produktívne horizonty, vytýčiť, testovať a hodnotiť ich komerčnú hodnotu.
4. Špeciálne - referenčné, parametrické, vyhodnocovacie, kontrolné - na štúdium geologickej stavby málo známej oblasti, určenie zmien v ložiskových vlastnostiach produktívnych formácií, sledovanie tlaku v nádrži a prednej časti pohybu kontaktu voda-ropa, stupeň rozvinutosti jednotlivých úsekov nádrže, tepelný vplyv na nádrž, zabezpečenie spaľovania in-situ, splyňovanie ropy, vypúšťanie odpadových vôd do hlbokých absorbčných vrstiev a pod.
5. Štrukturálne vyhľadávanie – na objasnenie pozície perspektívneho olej-plynové ložiskoštruktúry podľa horných značkovacích (definujúcich) horizontov opakujúcich sa ich obrysy, podľa vrtných údajov malých, menej nákladných vrtov malého priemeru.
dnes olej a plynu studne sú kapitálovo drahé stavby, ktoré slúžia už mnoho desaťročí. To sa dosiahne spojením produktívneho útvaru s povrchom denného svetla v utesnenom, pevnom a odolnom kanáli. Vŕtaný vrt však zatiaľ nepredstavuje takýto kanál, vzhľadom na nestabilitu hornín, prítomnosť vrstiev nasýtených rôznymi tekutinami (voda, olej, plynu a ich zmesi), ktoré sú pod rôznym tlakom. Preto pri stavbe studne je potrebné upevniť jej kmeň a oddeliť (izolovať) vrstvy obsahujúce rôzne tekutiny.
|
Puzdro |
|
Obr.5. Plášťová rúra v studni |
Vrt je upevnený spustením špeciálnych rúr, nazývaných pažnicové rúry, do nej. Množstvo plášťových rúr zapojených do série navzájom tvorí plášťový reťazec. Na upevnenie studní sa používajú oceľové pažnicové rúry (obr. 5).
Vrstvy nasýtené rôznymi tekutinami sú oddelené nepriepustnými horninami – „pneumatikami“. Pri vŕtaní studne dochádza k narušeniu týchto nepriepustných oddeľovacích krytov a vzniku možnosti medzivrstvových priečnych tokov, samovoľného vytekania formačných tekutín na povrch, zaplavovania produkčných formácií, znečisťovania zdrojov vody a atmosféry, korózie pažnicových strún spustených do studne. .
V procese vŕtania studne v nestabilných horninách je možná intenzívna tvorba jaskýň, sutín, závalov atď. V niektorých prípadoch je ďalšie prehĺbenie vrtu nemožné bez predbežného upevnenia jeho stien.
Aby sa takéto javy vylúčili, je prstencový kanál (anulus) medzi stenou studne a do nej spustenou pažnicovou šnúrou vyplnený upchávkovým (izolačným) materiálom (obr. 6). Sú to kompozície, ktoré zahŕňajú spojivo, inertné a aktívne plnivá, chemické činidlá. Pripravujú sa vo forme roztokov (zvyčajne vody) a čerpajú sa do studne pomocou čerpadiel. Zo spojív sa najviac používajú škárovacie portlandské cementy. Preto sa proces oddeľovania vrstiev nazýva cementovanie.
V dôsledku vŕtania šachty, jej následného upevnenia a oddelenia vrstiev sa tak vytvorí stabilná podzemná štruktúra určitého dizajnu.
Návrh studne je súbor údajov o počte a rozmeroch (priemer a dĺžka) pažnicových kolón, priemery vrtov pre každú kolónu, intervaly cementovania, ako aj metódy a intervaly pripojenia studne k produktívnej formácii (obr. 7). .
Informácie o priemeroch, hrúbkach stien a triedach ocele plášťových rúr podľa intervalov, o typoch plášťových rúr, zariadení spodná časť plášťa je súčasťou koncepcie konštrukcie strún plášťa.
Do studne sa spúšťajú plášťové struny určitého účelu: smer, vodič, medziľahlé struny, operatívne Stĺpec.
Smer je spustený do vrtu, aby sa zabránilo erózii a zrúteniu hornín v okolí ústia vrtu pri vŕtaní pod povrchovým vodičom, ako aj pre pripojenie vrtu k systému čistenia vrtného kalu. Prstencový priestor za smerom sa vyplní po celej dĺžke škárovacou maltou alebo betónom. Smer je znížený do hĺbky niekoľkých metrov v stabilných skalách, do desiatok metrov v močiaroch a bahnitých pôdach.
Vodič zvyčajne pokrýva hornú časť geologického úseku, kde sú nestabilné horniny, vrstvy, ktoré absorbujú vŕtanie roztoku alebo vyvíjajúcich sa formačných tekutín, ktoré sú vynesené na povrch, t.j. všetky tie intervaly, ktoré skomplikujú proces ďalšieho vŕtania a spôsobia znečistenie životného prostredia. Vodič musí nevyhnutne blokovať všetky vrstvy nasýtené sladkou vodou.
Ryža. 7. Schéma návrhu studne
Vodič slúži aj na inštaláciu ústia vrtu s ochranou proti prefúknutiu zariadení a následné zavesenie šnúrok puzdra. Vodič je spustený do hĺbky niekoľko stoviek metrov. Pre spoľahlivú izoláciu vrstiev, poskytujúcu dostatočnú pevnosť a stabilitu, je vodič po celej dĺžke zatmelený.
Operatívne struna sa spustí do vrtu, aby sa získala ropa, plynu alebo vstrekovanie do produktívneho horizontu vody resp plynu na udržanie tlaku v nádrži. Výška zdvíhania injektážnej suspenzie nad strechu produktívnych horizontov, ako aj stupňovité cementovacie zariadenie alebo spojenie horných úsekov pažníc v olej a plynu studne by mali byť aspoň 150-300 m a 500 m, resp.
Medziľahlé (technické) stĺpy musia byť znížené, ak nie je možné vŕtať do projektovanej hĺbky bez predchádzajúceho oddelenia zón komplikácií (prejavy, kolapsy). Rozhodnutie o ich spustení sa urobí po analýze pomeru tlakov, ktoré sa vyskytujú počas vŕtania v systéme „tvorby studní“.
Ak je tlak v studni Pc menší ako tlak v nádrži Ppl (tlak tekutín nasýtených nádržou), tak tekutiny z nádrže budú prúdiť do studne, dôjde k prejavu. V závislosti od intenzity sú prejavy sprevádzané samovybíjaním tekutiny ( plynu) pri ústí vrtu (prelivy), výrony, otvorené (nekontrolované) prúdiace. Tieto javy komplikujú proces výstavby studní, vytvárajú hrozbu otravy, požiarov, výbuchov.
Keď tlak v studni stúpne na určitú hodnotu, nazývanú počiatočný tlak absorpcie Ppl, tekutina z vrtu vstupuje do formácie. Tento proces sa nazýva absorpcia. vŕtanie Riešenie. Ppl môže byť blízko alebo rovné formačnému tlaku a niekedy sa približuje hodnote vertikálneho tlaku horniny, určeného hmotnosťou hornín umiestnených vyššie.
Straty sú niekedy sprevádzané tokmi tekutín z jednej nádrže do druhej, čo vedie k znečisteniu zdrojov zásobovania vodou a produktívnych horizontov. Pokles hladiny kvapaliny v studni v dôsledku absorpcie v jednej z nádrží spôsobuje pokles tlaku v druhej nádrži a možnosť prejavov z nej.
Tlak, pri ktorom dochádza k otváraniu prirodzených uzavretých puklín alebo tvorbe nových, sa nazýva tlak hydraulického štiepenia Рgrp. Tento jav je sprevádzaný katastrofálnou absorpciou vŕtanie Riešenie.
Je príznačné, že v mnohých olejové a plynové ložisko oblasti je formačný tlak Ppl blízky hydrostatickému tlaku stĺpca sladkej vody Рg (ďalej len hydrostatický tlak) s výškou Hj rovnajúcou sa hĺbke Hp, v ktorej daný útvar vzniká. Vysvetľuje to skutočnosť, že tlak tekutín vo formácii je častejšie spôsobený tlakom okrajových vôd, ktorých kŕmna oblasť je spojená s povrchom denného svetla v značnej vzdialenosti od poľa.
Keďže absolútne hodnoty tlakov závisia od hĺbky H, je vhodnejšie analyzovať ich pomery pomocou hodnôt relatívnych tlakov, čo sú pomery absolútnych hodnôt zodpovedajúcich tlakov k hydrostatickému tlaku Pr. , t.j.:
Rpl* = Rpl/Rg;
Rgr* = Rgr/Rg;
Rpogl* = Rpogl/Rg;
Rgrp* = Rgrp/Rg.
Tu je Рpl tlak v nádrži; Рgr – hydrostatický tlak vrtnej kvapaliny; Rpl je počiatočný tlak absorpcie; Рfrp – tlak hydraulického štiepenia.
Relatívny tlak v zásobníku Ppl* sa často označuje ako faktor anomálie Ka. Keď sa Рpl* približne rovná 1,0, tlak v zásobníku sa považuje za normálny, ak je Рpl* väčší ako 1,0, je abnormálne vysoký (AHRP) a ak je Рpl* menší ako 1,0, je abnormálne nízky (ALRP).
Jednou z podmienok normálneho, nekomplikovaného procesu vŕtania je pomer
a) Rpl *< Ргр* < Рпогл*(Ргрп*)
Proces vŕtania je komplikovaný, ak sú z nejakého dôvodu relatívne tlaky v pomere:
b) Рpl* > Рgr*< Рпогл*
alebo
c) Rpl*< Ргр* >Rpogl* (Rgrp*)
Ak platí vzťah b), potom sa pozorujú iba prejavy, ak c), potom sa pozorujú prejavy aj absorpcie.
Stredné stĺpy môžu byť pevné (sú spustené od ústia ku dnu) a nie pevné (nedosahujúce ústie). Posledne menované sa nazývajú chvosty.
Všeobecne sa uznáva, že studňa má jednostrunový dizajn, ak do nej nie sú spustené žiadne medziľahlé struny, hoci smer aj vodič sú spustené. S jednou strednou strunou má studňa dvojstrunový dizajn. Ak existujú dva alebo viac technických stĺpov, studňa sa považuje za viacvláknovú.
Prevedenie studne je nastavené nasledovne: 426, 324, 219, 146 – priemer pažnicovej kolóny v mm; 40, 450, 1600, 2700 – hĺbka chodu pažnicovej struny v m; 350, 1500 – hladina cementovej kaše za vložkou a operatívne stĺpec v m; 295, 190 - priemery bitov v mm pre vŕtanie studne pre struny 219 - a 146 -mm.
1.2. METÓDY VŔTANIE STUDNÍ
Studne je možné vŕtať mechanickými, tepelnými, elektrickými impulzmi a inými metódami (niekoľko desiatok). Priemyselné uplatnenie však nachádzajú iba metódy mechanického vŕtania – príklepové a rotačné. Zvyšok ešte neopustil fázu experimentálneho vývoja.
1.2.1. VŔTANIE PRÍBUZOM
Príklepové vŕtanie. Zo všetkých jeho odrôd sa najviac rozšírilo vŕtanie rázovým lanom (obr. 8).
|
Ryža. 8. Schéma perkusno-lanového vŕtania studní |
Vŕtacia kolóna, ktorá sa skladá z korunky 1, rázovej tyče 2, posuvnej tyče-nožnice 3 a lanového zámku 4, sa spúšťa do studne na lane 5, ktoré sa ohnutím okolo bloku 6 spúšťa ťažný valec. 8 a vodiaci valec 10, sa odvíja z bubna 11 vrtnej súpravy. Rýchlosť klesania vrtnej kolóny je regulovaná brzdou 12. Blok 6 je inštalovaný na vrchole stožiara 18. Tlmiče 7 sa používajú na tlmenie vibrácií, ktoré vznikajú pri vŕtaní.
Kľuka 14 pomocou spojovacej tyče 15 rozkýva vyvažovací rám 9. Pri spustení rámu ťažná kladka 8 napne lano a zdvihne vŕtací nástroj nad dno. Keď sa rám zdvihne, lano sa spustí, projektil spadne a keď dláto narazí na kameň, ten sa zničí.
Pri prehlbovaní studne sa lano predlžuje odvíjaním z bubna 11. Valcovitosť studne je zabezpečená otáčaním vrtáka v dôsledku odvíjania lana pri zaťažení (pri zdvíhaní vrtnej kolóny) a jeho skrúcaním pri záťaž sa odstráni (pri dopade vrtáka na skalu).
Účinnosť deštrukcie horniny pri nárazovom vŕtaní je priamo úmerná hmotnosti vrtnej kolóny, výške jej pádu, zrýchleniu pádu, počtu nárazov korunky na spodný otvor za jednotku času a je nepriamo úmerná štvorcu vrtu. priemer.
V procese vŕtania rozbitých a viskóznych hornín je možné zaseknutie bitov. Na uvoľnenie korunky vo vŕtacom nástroji sa používa nožnicová tyč vyrobená vo forme dvoch podlhovastých krúžkov spojených navzájom ako reťazové články.
Proces vŕtania bude tým efektívnejší, čím menší odpor vrtáku budú klásť odrezky nahromadené na dne studne, zmiešané s formovacou kvapalinou. Pri neprítomnosti alebo nedostatočnom prítoku formačnej tekutiny do vrtu sa voda pravidelne dopĺňa z ústia vrtu. Rovnomerná distribúcia častíc vyvŕtanej horniny vo vode sa dosahuje periodickou chôdzou (dvíhanie a spúšťanie) vŕtanie projektil. Keď sa zničená hornina (kal) hromadí na dne, je potrebné studňu vyčistiť. Za týmto účelom sa pomocou bubna vyzdvihne zo studne vŕtací nástroj a do neho sa opakovane spúšťa vyklápač 13 na lane 17 odvinutom z bubna 16. V spodnej časti vyťahovača sa nachádza ventil. Pri ponorení vyklápača do kalovej kvapaliny sa ventil otvorí a vyfukovač sa naplní touto zmesou, pri zdvihnutí vyklápača sa ventil zatvorí. Kvapalina kalu vystúpená na povrch sa naleje do zbernej nádoby. Na úplné vyčistenie studne musíte niekoľkokrát za sebou spustiť bailer.
Po vyčistení spodného otvoru sa do studne spustí vŕtací nástroj a proces vŕtania pokračuje.
So šokom vŕtanie jamka zvyčajne nie je naplnená kvapalinou. Preto, aby sa zabránilo zrúteniu horniny z jej stien, vedie sa plášťová šnúra pozostávajúca z kovových plášťových rúrok spojených navzájom závitom alebo zváraním. Ako sa vrt prehlbuje, pažnicová kolóna sa posúva ku dnu a periodicky sa predlžuje (zväčšuje) o jednu rúrku.
Metóda nárazu sa nepoužíva už viac ako 50 rokov olej a benzín priemyslu Ruska. Avšak v prieskume vŕtanie v aluviálnych ložiskách, v inžinierskych a geologických prieskumoch, vŕtanie studne na vodu a pod. nájde svoje uplatnenie.
1.2.2. ROTAČNÉ VŔTANIE STUDNÍ
Pri rotačnom vŕtaní dochádza k deštrukcii horniny v dôsledku súčasného nárazu zaťaženia a krútiaceho momentu na korunku. Pôsobením zaťaženia hrot prenikne do horniny a vplyvom krútiaceho momentu ju zlomí.
Existujú dva typy rotačného vŕtania - rotačné a hĺbkové motory.
Počas rotačného vŕtania (obr. 9) sa sila z motorov 9 prenáša cez navijak 8 na rotor 16 - špeciálny rotačný mechanizmus inštalovaný nad ústím vrtu v strede vrtnej plošiny. Rotor sa otáča vŕtanie stĺpik a k nemu priskrutkovaný vrták 1. Vŕtacia kolóna sa skladá z kelly 15 a vrtných rúrok 5, ktoré sú k nemu priskrutkované pomocou špeciálneho sub 6.
Preto sa pri rotačnom vŕtaní korunka prehlbuje do horniny, keď sa rotujúca vrtná kolóna pohybuje pozdĺž osi vrtu a keď vŕtanie s dolným motorom - neotáčavý vŕtanie stĺpci. Charakteristickým znakom rotačného vŕtania je preplachovanie
o vŕtanie pri vrtnom motore je korunka 1 priskrutkovaná k hriadeľu a vrtná kolóna k krytu motora 2. Keď motor beží, jeho hriadeľ s korunkou sa otáča a vrtná kolóna vníma reaktívny moment otáčania motora puzdro, ktoré je zhasnuté nerotujúcim rotorom (v rotore je inštalovaná špeciálna zátka).
Bahenné čerpadlo 20, poháňané motorom 21, vstrekuje vrtnú kvapalinu cez rozdeľovač (vysokotlakové potrubie) 19 do stúpačky - rúrky 17, vertikálne inštalovanej v pravom rohu veže, potom do flexibilnej vrtnej hadice (objímky) 14, otočte o 10 a do vŕtanie stĺpec. Po dosiahnutí korunky preplachovacia kvapalina prechádza cez otvory v nej a stúpa na povrch pozdĺž prstencového priestoru medzi stenou vrtu a vrtnou kolónou. Tu v systéme nádrží 18 a čistiacich mechanizmov (nie je znázornené na obrázku) vŕtanie roztok sa zbaví vrtných úlomkov, potom vstúpi do zberných nádrží 22 vrtných čerpadiel a znovu sa vstrekne do vrtu.
V súčasnosti sa používajú tri typy vrtných motorov - turbodrill, skrutkový motor a elektrická vŕtačka (druhá sa používa veľmi zriedka).
Pri vŕtaní s turbovrtákom alebo závitovkovým motorom sa hydraulická energia prúdu bahna pohybujúceho sa po vŕtacej kolóne premieňa na mechanickú energiu na hriadeli motora s otvorom, ku ktorému je pripojená korunka.
Pri vŕtaní elektrickou vŕtačkou sa elektrická energia dodáva cez kábel, ktorého časti sú namontované vo vnútri vŕtanie stĺpika a je premieňaná elektromotorom na mechanickú energiu na hriadeli, ktorá je priamo prenášaná na korunku.
Ako sa studňa prehlbuje vŕtanie struna zavesená na systéme reťazového kladkostroja pozostávajúceho z korunového bloku (nie je znázornený na obrázku), posuvného bloku 12, háku 13 a posuvného lana 11 sa privádza do studne. Keď vrták 15 vstúpi do rotora 16 v celej svojej dĺžke, navijak sa zapne, vrtná kolóna sa zdvihne na dĺžku vrtnej tyče a vrtná kolóna sa zavesí klinmi na stôl rotora. Potom sa vodiaca rúrka 15 odskrutkuje spolu s otočným čapom 10 a spustí sa do jamy (plášťová rúrka vopred inštalovaná v špeciálne vyvŕtanej šikmej studni) s dĺžkou rovnajúcou sa dĺžke vodiacej rúrky. Studňa pre jamu je vopred vyvŕtaná v pravom rohu veže približne v polovici vzdialenosti od stredu k jej päte. Potom sa vrtná kolóna predĺži (vybuduje), priskrutkovaním dvojrúrkového alebo trojrúrkového stojana (dve alebo tri vrtné rúrky zoskrutkované k sebe), vyberie sa z klinov a spustí sa do studne o dĺžku vrtu. stojan, zavesený klinmi na rotorovom stole, zdvihnutý z jamy kelly pomocou obratlíka, priskrutkovať ho k vŕtacej kolóne, uvoľniť vŕtaciu kolónu z klinov, priviesť korunku dnu a pokračovať vŕtanie.
Pri výmene opotrebovaného vrtáka sa celá vrtná kolóna zdvihne zo studne a potom sa opäť spustí. Spúšťanie a zdvíhanie sa vykonáva aj pomocou systému reťazového kladkostroja. Pri otáčaní bubna navijaka sa pojazdové lano navíja na bubon alebo sa z neho odvíja, čo zabezpečuje zdvíhanie alebo spúšťanie pojazdového bloku a háku. K tomu je pomocou popruhov a výťahu zavesená vŕtacia kolóna, ktorá sa má zdvihnúť alebo spustiť.
Pri zdvíhaní sa BC odskrutkuje do sviečok a nainštaluje sa do veže so spodnými koncami na svietniky a horné konce sa navíjajú špeciálnymi prstami na balkón jazdca. BC sa spúšťa do jamky v opačnom poradí.
Proces opracovania korunky na dne vrtu je teda prerušený predĺžením vrtnej kolóny a operáciami vypínania (TR) na výmenu opotrebovanej korunky.
V horných častiach časti studne sú spravidla ľahko erodované usadeniny. Preto sa pred vŕtaním studne vybuduje šachta (jama) k stabilným skalám (3-30 m) a do nej sa spustí rúra 7 alebo niekoľko skrutkových rúr (s vyrezaným okienkom v hornej časti), 1- o 2 m dlhšia ako je hĺbka jamy. Prstencový priestor je tmelený alebo betónovaný. Výsledkom je spoľahlivé spevnenie ústia vrtu.
K oknu v potrubí je privarený krátky kovový žľab, cez ktorý sa počas vŕtania vrtná kvapalina posiela do systému nádrží 18 a potom po prechode čistiacimi mechanizmami (na obrázku nie sú znázornené) vstupuje do zberná nádrž 22 vrtných čerpadiel.
Rúrka (potrubný reťazec) 7 inštalovaná v jame sa nazýva smer. Inštalácia smeru a množstvo ďalších prác vykonaných pred štartom vŕtanie, sú prípravné. Po ich vykonaní akt vstupu do vykorisťovanie vrtnú súpravu a začnite vŕtať studňu.
Po vyvŕtaní nestabilných, mäkkých, zlomených a kavernóznych hornín, ktoré tento proces komplikujú vŕtanie(zvyčajne 400-800 m), prekryte tieto horizonty vodičom 4 a pripevnite medzikruží 3 k ústiu. Pri ďalšom prehlbovaní možno naraziť aj na horizonty, ktoré tiež podliehajú izolácii, takéto horizonty sú prekryté strednými (technickými) obalovými strunami.
Po vyvŕtaní studne do projektovanej hĺbky sa spustí a zacementuje operatívne stĺpec (EC).
Potom sú všetky pažnicové struny na ústí vrtu navzájom zviazané pomocou špeciálneho zariadení. Potom sa proti produktívnemu útvaru v ES a cementovom kameni vyrazí niekoľko desiatok (stoviek) otvorov, cez ktoré sa v procese testovania, vývoja a následného ťažba ropy (plynu) vstúpi do studne.
Podstatou vývoja vrtu je zabezpečiť, aby tlak stĺpca vrtnej kvapaliny vo vrte bol menší ako formačný tlak. V dôsledku vytvoreného poklesu tlaku olej ( plynu) zo zásobníka začne tiecť do studne. Po komplexe výskumných prác je studňa odovzdaná do vykorisťovanie.
Ku každej studni sa zapisuje pasport, kde je presne vyznačená jej konštrukcia, poloha ústia, dno a priestorová poloha vrtu podľa údajov inklinometrických meraní jej odchýlok od vertikály (zenitové uhly) a azimutu ( azimutové uhly). Najnovšie údaje sú obzvlášť dôležité pri skupinovom vŕtaní smerových vrtov, aby sa predišlo tomu, že vrt vrtu vstúpi do vrtu predtým vyvŕtaného alebo už fungujúceho vrtu. Skutočná odchýlka spodného otvoru od projektu by nemala presiahnuť stanovené tolerancie.
Vŕtacie operácie sa musia vykonávať v súlade s pracovnoprávnymi a environmentálnymi zákonmi. Výstavba staveniska pre vrtnú súpravu, trasy pre pohyb vrtnej súpravy, prístupové cesty, elektrické vedenia, komunikácie, vodovodné potrubia, zber olej a plynu, hlinené stodoly, čistiarne, skládky kalov by sa mali vykonávať len na území osobitne určenom príslušnými organizáciami. Po dokončení výstavby studne alebo zhluku studní musia byť všetky stodoly a priekopy zasypané, celé miesto vŕtania musí byť čo najviac obnovené (rekultivované) pre ekonomické využitie.
1.3. STRUČNÁ HISTÓRIA VŔTANÍ OLEJ A PLYN WELLS
Prvé studne v histórii ľudstva boli vyvŕtané metódou šokového lana v roku 2000 pred n. korisť soľanky v Číne.
Do polovice 19. stor olejťažené v malom množstve, najmä z plytkých vrtov v blízkosti jeho prirodzených výpustov na dennom povrchu. Od druhej polovice 19. storočia sa dopyt po olej začali rásť v súvislosti s rozšírením parných strojov a rozvojom priemyslu na nich založeného, ktorý si vyžadoval veľké množstvá mazív a výkonnejšie zdroje svetla ako lojové sviečky.
Nedávne štúdie preukázali, že prvý dobre na olej bol vyvŕtaný ručnou rotačnou metódou na Apsheronskom polostrove (Rusko) v roku 1847 z iniciatívy V.N. Semenov. V USA prvá studňa olej(25m) vyvŕtal v Pensylvánii Edwin Drake v roku 1959. Tento rok sa považuje za začiatok vývoja produkcia ropy priemysel USA. Narodenie Rusa olej priemysel sa zvyčajne počíta od roku 1964, keď v Kubani v údolí rieky Kudako A.N. Novosiltsev začal vŕtať prvú studňu na olej(hĺbka 55 m) pomocou mechanického rázového lanového vŕtania.
Na prelome 19. a 20. storočia boli vynájdené dieselové a benzínové spaľovacie motory. Ich zavedenie do praxe viedlo k rýchlemu rozvoju sveta produkcia ropy priemyslu.
V roku 1901 sa v Spojených štátoch prvýkrát použilo rotačné rotačné vŕtanie s preplachovaním dna pomocou cirkulujúceho prúdu tekutiny. Treba si uvedomiť, že odstraňovanie navŕtanej horniny cirkulujúcim prúdom vody vynašiel v roku 1848 francúzsky inžinier Fovelle a ako prvý použil túto metódu pri vŕtaní artézskej studne v kláštore sv. Dominika. V Rusku bol prvý vrt rotačnou metódou vyvŕtaný v roku 1902 do hĺbky 345 m v oblasti Groznyj.
Jedným z najťažších problémov, ktoré vznikali pri vŕtaní studní, najmä rotačným spôsobom, bol problém utesnenia prstencového priestoru medzi pažnicovými rúrami a stenami vrtu. Tento problém vyriešil ruský inžinier A.A. Bogushevsky, ktorý v roku 1906 vyvinul a patentoval spôsob čerpania cementovej kaše do pažnicovej kolóny s jej následným premiestňovaním cez dno (topánka) pažnicovej kolóny do medzikružia. Tento spôsob tmelenia sa rýchlo rozšíril v domácej i zahraničnej praxi. vŕtanie.
V roku 1923 absolvent Tomského technologického inštitútu M.A. Kapelyushnikov v spolupráci so S.M. Volokhom a N.A. Korneev vynašiel hydraulický vrtný motor - turbodrill, ktorý určil zásadne novú cestu pre rozvoj technológie a technológie vŕtanie olej a plynu studne. V roku 1924 bol v Azerbajdžane vyvŕtaný prvý vrt na svete pomocou jednostupňového turbodrilu, nazývaného Kapelyushnikov turbodrill.
Zvláštne miesto zaujímajú turbodrily v histórii vývoja vŕtaniešikmé studne. Prvý šikmý vrt bol vyvŕtaný turbínovou metódou v roku 1941 v Azerbajdžane. Zlepšenie takéhoto vŕtania umožnilo urýchliť rozvoj ložísk nachádzajúcich sa pod morským dnom alebo pod veľmi členitým terénom (bažiny západnej Sibíri). V týchto prípadoch sa z jedného malého miesta vŕta niekoľko šikmých studní, ktorých výstavba si vyžaduje podstatne nižšie náklady ako výstavba miest pre každé miesto vŕtania. vŕtanie vertikálne studne. Tento spôsob výstavby studní sa nazýva klastrové vŕtanie.
V rokoch 1937-40. A.P. Ostrovský, N.G. Grigoryan, N.V. Alexandrov a ďalší vyvinuli dizajn zásadne nového vrtného motora - elektrickej vŕtačky.
V Spojených štátoch v roku 1964 bol vyvinutý jednozávitový hydraulický skrutkový vrtný motor a v roku 1966 bol vyvinutý viaczávitový skrutkový motor v Rusku, ktorý umožňuje vŕtať smerové a horizontálne vrty pre ropu a plynu.
V západnej Sibíri, prvá studňa, ktorá dala silný prírodný prameň plynu 23.9.1953 bolo vŕtané pri obci. Berezovo na severe Ťumenskej oblasti. Tu, v okrese Berezovsky, sa narodil v roku 1963. produkciu plynu priemysel západnej Sibíri. Prvý ropný vrt na západnej Sibíri vytryskol 21. júna 1960 v oblasti Mulyminskaja v povodí rieky Konda.
Voda je zdrojom života, bez ktorého je život nemysliteľný. Počas histórie si ľudia budovali osady v blízkosti vodných plôch a prameňov. Bez ohľadu na množstvo vody dostupné v regióne, kde ľudia žili, pramene boli zbožštené a často obdarené magickou mocou. Podzemná voda alebo voda tečúca zo zdroja je skutočne užitočnejšia, dokáže nielen uhasiť smäd, ale aj dodať energiu. Už v našej dobe je dokázané, že voda dokáže zmeniť svoju energeticko-informačnú štruktúru, od ktorej budú závisieť jej liečivé vlastnosti. Čím hlbšie je voda extrahovaná, tým je užitočnejšia. V dávnych dobách bola táto vlastnosť tiež zaznamenaná, takže voda bola dodávaná na polia prostredníctvom špeciálneho systému zásobovania vodou a zavlažovania, čo malo za následok veľké plodiny.
Prvá zmienka o vodonosných vrstvách je v Biblii. Exodus 17:1-6 hovorí, že počas prechodu izraelského ľudu z Egypta sa Mojžiš obrátil k Bohu, aby dal vodu svojmu ľudu na púšti. Mojžiš udrel palicou do skaly na mieste, ktoré určil Pán, a zdroj sa upchal. V tomto prípade boli artézske vody blízko povrchu.
Studne na vodu sú v Egypte známe, podľa nájdených artefaktov bolo možné určiť ich vek – bol starý minimálne 5000 rokov. Na niektorých studniach je dokonca nápis s dátumom výstavby. V Egypte sa na vŕtanie používali hrubé kamenné dláta, ktoré boli pripevnené na drevenú tyč.
O niečo neskôr, v starovekom Jeruzaleme, sa studne stali neoddeliteľnou súčasťou mestského života. Mesto malo za opevnenými hradbami prameň Gihon. Voda sa zbierala v bazéne, okolo ktorého sa týčili aj mocné steny. Aj v Izraeli, v meste David, sa preslávila baňa Warren, podľa niektorých názorov súvisiacich so systémom zásobovania vodou. Do Gihonu viedlo niekoľko mín. Predpokladá sa, že mesto existovalo už v 12. storočí pred Kristom, súčasne sa pracovalo na vŕtaní prameňa.
Pružiny sa vŕtali aj v starovekom svete. Studne sa našli v oblasti mesta Syrakúzy, ktoré sa nachádzalo na území starovekej Sicílie. Okrem toho boli zdroje v starovekom Grécku prelomené na území majetkov bohatých občanov. Je pravda, že tieto studne boli plytké a nepresahovali 3 m, to znamená, že s jeho pomocou sa zdvihla podzemná voda a studňa bola vyvŕtaná vrtákom. Šnek je vertikálny závitovkový dopravník. V súčasnosti sa používa aj na vŕtanie plytkých studní.
Pripomeňme, že v Syrakúzach kedysi žil Archimedes, ktorý vytvoril špeciálne zariadenie na privádzanie morskej vody do akvaduktov, ktoré svojím dizajnom pripomínalo moderné čerpadlo. Objavil sa však objav, ktorý nám umožňuje tvrdiť, že studne boli vŕtané vrtákmi v Grécku 100 rokov pred narodením Archimeda. Vďaka takýmto vynálezom sa v mestách vytvorili vodovody a kanalizácia. V Ríme je stále funkčný kanál Cloaca Maximus, ktorý bol vybudovaný v 5. storočí pred Kristom. ako kanalizácia. Dnes sa využíva na dažďovú kanalizáciu.
Najväčšiu dokonalosť dosiahla technika v starovekej Číne. V 7. storočí pred Kristom boli podľa Konfucia vyvŕtané studne nad 512 m Technológia vŕtania je plne opísaná v starovekých rukopisoch. Na zničenie skaly sa používali dláta vyrobené z kovu a pripevnené na dlhé bambusové tyče. Vrták bol pomocou lán zdvihnutý do výšky a spustený do studne. Drvená hornina sa zmiešala s vodou a vybrala sa zo studne. Túto metódu vynašiel čínsky inžinier Li Peng. V súčasnosti sa táto metóda používa aj v vylepšenej podobe a nazýva sa šokovo-lanová metóda vŕtania studní.
Prvá známa európska studňa pochádza z roku 1125. Jeho hĺbka bola 121 m. Nachádza sa v provincii Pas de Cayes (Francúzsko). V roku 1818 bol vo Francúzsku zorganizovaný špeciálny fond na vŕtanie studní kvôli masovému dopytu. V roku 1833 bola v Paríži vyvŕtaná prvá studňa, v roku 1839 jej hĺbka už dosahovala 493 m, v roku 1841 - 549 m. Na tejto úrovni pri Paríži sa nachádza vodonosná vrstva a z vrtu vyvierala fontána s výškou 34 m.
V Rusku sa robili vrty predovšetkým na ťažbu soľanky. Treba povedať, že studne na vodu slúžili na zamýšľaný účel pomerne krátko. Metóda vŕtania sa začala používať na prieskum nerastov.
Prvé studne na spotrebu vody boli vyvŕtané v 15. storočí v Kremli, v roku 1654 na území Trojičnej lavry a v Belozero. Zvlášť dôležité boli studne na ťažbu soli, takéto soľné panvy boli spomenuté v roku 1136 v listine kniežaťa Svyatoslava.
V 17. storočí malo Rusko dokonca vlastnú ručne napísanú učebnicu vŕtania „Maľovanie o tom, ako začať vyrábať novú fajku na novom mieste“. V tomto súbore pravidiel boli zhromaždené stáročné skúsenosti ruských vrtákov. Zbierka poskytla odporúčania týkajúce sa odberu vzoriek pôdy, soľanky a spôsobov eliminácie nehôd. K dispozícii sú aj informácie o pravidlách výroby vrtákov a technológii vŕtania. Uvádza sa 128 výrazov, kde nie je ani jeden požičaný. V priemere sa praktizovali studne 89 sazhnov (asi 88 metrov), čo zodpovedá piesočnatému horizontu.
Zaznamenať možno aj mená legendárnych ruských vrtných inžinierov ako Kirill Arnold, Veniamin Kayakanogov, Georgy Timofeev. Postupom času sa na vŕtanie začali používať parné stroje a stroje. Už v 19. storočí bolo v Rusku navŕtaných veľké množstvo studní.
Od začiatku 19. storočia možno považovať za začiatok novodobej histórie vŕtania vodárenských studní. Technológie sa vyvinuli, možnosti vŕtačov výrazne vzrástli a znížili sa aj náklady na vŕtanie.
Na začiatku 20. storočia boli vrtné súpravy čisto mechanické systémy: stĺpové, diferenciálno-skrutkové, reťazové alebo pákové systémy pre axiálnu silu. Postupom času boli inštalácie vybavené hydraulickým posuvom, ako aj systémom, ktorý umožňoval dosiahnuť plynulé otáčanie. Vrtné súpravy boli vybavené diesel-hydroelektrickým pohonom a následne elektronickým riadením.
História vŕtania studní je spojená s nasledujúcimi vynálezmi:
Treba povedať, že sa zlepšili len technológie, samotný princíp vŕtania sa od antiky prakticky nezmenil. Okrem toho v súčasnosti vŕtanie studní postupne ustúpilo do pozadia, vŕtanie sa používa na ťažbu a priemerná hĺbka studní je 2-3 km. V histórii Ruska existuje prípad ultrahlbokého vŕtania, ktorého hĺbka v roku 1992 bola viac ako 12 km.
So zdokonaľovaním techniky sa zmenil aj charakter dokončovania studní. Na ochranu pred zamrznutím a zničením spodnou vodou je otvor doplnený vodotesnými kesónmi, ktoré tvoria vodotesné komory. Kesóny sa používajú najmä na studne s vodou. Rozmery kesónov: priemer - 1 meter, výška - 2 metre. V kesónoch sa vybavenie studne zvyčajne umiestňuje, ak je potrebné ušetriť miesto v dome.
V časoch starovekého Ríma voda prúdila systémom gravitácie, v 13. storočí sa takýto systém zásobovania vodou objavil v Paríži a Londýne. Dokonca aj v Novgorode sa našlo gravitačné vodné potrubie vyrobené z dreva. V Gruzínsku sa voda dodávala cez keramické rúry. Tento akvadukt bol vybudovaný v 13. storočí. V roku 1630 bola v Kremli postavená prvá studňa s vodárenskou vežou na olovených rúrach - zariadenia, ktoré sa používajú dodnes.
Teraz môžu byť steny studne upevnené množstvom materiálov dostupných v čase vŕtania - liatina, železobetón, azbestocement, železobetón, pozinkované rúry. Plastové rúry sa používajú od 30. rokov minulého storočia. Boli použité polyetylénové a polyvinylchloridové rúry. Tieto druhy práce dobre znášajú vysoké a nízke teploty. Moderné rúry spájajú vlastnosti polyetylénu a polyvinylchloridu. Životnosť moderných potrubí je najmenej 50 rokov. Tieto potrubia „dodávajú“ vodu doslova v pôvodnom stave, bez zmeny chemického zloženia. Neoddeliteľnou súčasťou studne bude čerpadlo na prívod vody. Čerpadlá sa líšia v použití a existujú drahšie a lacnejšie verzie, ktoré vám pomôžu dostať sa do vášho rozpočtu. Vo všeobecnosti vám odborná firma ponúkne niekoľko možností kompletizácie čerpadiel, ktoré sa budú líšiť parametrami a nákladmi.
Mnoho ľudí sa pýta, či sa oplatí vŕtať studňu? Rozhodne to stojí za to. Zabezpečíte si tak neporovnateľne čistú vodu. Studne sú rozdelené do niekoľkých typov: studne na zvyšovanie podzemnej vody, studne pre pieskový horizont, studne pre zvodnené vrstvy. Najužitočnejšiu a najčistejšiu vodu vám dá práve tá druhá, ale aj priemerná 90 m studňa vám môže zaručiť dobrú a čerstvú vodu. Ako sa líši od podzemnej vody? Voda opakovane prechádza hrúbkou piesku a čistí sa. Aj studňa vám zaručí pôžitok z čerstvej vody, ktorá má viac rekuperačnej energie.
Najťažšie bude vyvŕtať artézsku studňu. Takáto voda sa vo väčšine prípadov nepoužíva na domáce potreby. Z takýchto studní sa zvyčajne ťaží voda za účelom jej následného predaja. Studňa je navŕtaná do vápencových skál, voda z nej je vyvieračka. Vzniká, pretože voda je pod hydraulickým tlakom v hrúbke vápenca. Dnes, napriek vysokým nákladom, sa artézske studne stali najobľúbenejším spôsobom autonómneho zásobovania vodou. Podzemná voda nevyžaduje čistenie a dezinfekciu.
Hlavnou výhodou takejto studne je jej neporovnateľne vysoká výdatnosť vody. V priemere vám studňa bez opravy bude slúžiť minimálne 30 rokov, je to však pod podmienkou, že ju vyvŕtajú profesionáli.
Pripomeňme, že artézska voda je k dispozícii iba v artézskych panvách, ktorých geografickú polohu možno objasniť v ktorejkoľvek geodetickej kancelárii. Ak je potrebné vŕtať, skúste si vybrať spoločnosť, ktorá má veľké a vlastné mobilné vrtné súpravy, potom budete poistení proti prevádzkovým problémom.
Bez ohľadu na rozpočet na autonómne zásobovanie vodou určite zvážte rôzne možnosti vŕtania. So studničkou budete mať vždy čistú pramenitú vodu.
: Stručná história vývoja vŕtania
Na základe archeologických nálezov a výskumov sa zistilo, že asi pred 25 tisíc rokmi do nich primitívny človek vyvŕtal diery na pripevnenie násad pri výrobe rôznych nástrojov. Ako pracovný nástroj slúžila pazúriková vŕtačka.
V starovekom Egypte sa rotačné vŕtanie (vŕtanie) používalo pri stavbe pyramíd asi pred 6000 rokmi.
Prvé správy o čínštine studne na ťažbu vody a soľné soľanky sú obsiahnuté v dielach filozofa Konfucia, napísaných okolo roku 600 pred Kristom. Vrty boli vybudované nárazovým vŕtaním a dosahovali hĺbku 900 m, čo naznačuje, že predtým sa technika vŕtania vyvíjala ešte minimálne niekoľko sto rokov. Niekedy Číňania pri vŕtaní narazili na ropu a plyn. Takže o 221 ... 263 rokov. AD v S'-čchuane sa z vrtov s hĺbkou asi 240 m ťažil plyn, ktorý slúžil na odparovanie soli.
Dokumentárnych dôkazov o technikách vŕtania v Číne je málo. Avšak, súdiac podľa starovekej čínskej maľby, basreliéfov, tapisérií, panelov a výšiviek na hodvábe, bola táto technika na pomerne vysokom stupni vývoja.
Vŕtanie prvých vrtov v Rusku sa datuje do 9. storočia a súvisí s ťažbou roztokov kuchynskej soli v oblasti Staraya Russa. Ťažba soli sa výrazne rozvinula v XV..XVII. storočí, o čom svedčia objavené stopy vrtov v okolí mesta Solikamsk. Ich hĺbka dosahovala 100 m s počiatočným priemerom studne do 1 m.
Steny studní sa často zrútili. Preto sa na ich upevnenie používali buď duté kmene stromov, alebo rúry upletené z vŕbovej kôry. Na konci XIX storočia. steny studní sa začali upevňovať železnými rúrami. Boli ohýbané z plechu a nitované. Pri prehlbovaní studne sa rúry posúvali po vŕtacom nástroji (bit); na to boli vyrobené s menším priemerom ako predchádzajúce. Tieto fajky boli neskôr tzv puzdro. Ich dizajn sa postupom času vylepšoval: namiesto nitovaných sa stali bezšvíkovými so závitovými koncami.
Prvý vrt v Spojených štátoch amerických bol vyvŕtaný na ťažbu soľanky pri meste Charleston v Západnej Virgínii v roku 1806. Kentucky náhodou našiel ropu.
Prvé zmienky o využití vrtov na prieskum ropy pochádzajú z 30. rokov 19. storočia. Na Taman, pred vykopaním ropných vrtov, vykonali predbežný prieskum pomocou vŕtačky. Očitý svedok zanechal nasledovný popis: „Keď plánujú kopať studňu na novom mieste, najskôr vyskúšajú zeminu vrtákom, zatĺkajú a dolievajú trochou vody, aby sa tam ľahšie vchádzalo a po odstránení, ak tam bude olej, potom na tomto mieste začnú kopať štvorhrannú dieru “.
V decembri 1844 člen Rady hlavnej správy Zakaukazského územia V.N. Semjonov poslal svojmu vedeniu správu, kde písal o potrebe ... prehĺbiť niektoré vrty pomocou vrtov ... a opätovného prieskumu ropy aj pomocou vrtov medzi vrtmi Balakhani, Baybat a Kabristan. Ako V.N. Semenov, túto myšlienku mu navrhol manažér ropných a soľných polí Baku a Shirvan, banský inžinier N.I. Voskoboynikov. V roku 1846 ministerstvo financií pridelilo potrebné financie a začalo sa s vŕtaním. Výsledky vŕtania sa spomínajú v memorande kaukazského guvernéra grófa Voroncova zo 14. júla 1848: "... v Bibi-Heybat bola vyvŕtaná studňa, v ktorej sa našla ropa." To bolo prvý ropný vrt na svete!
Krátko predtým, v roku 1846, francúzsky inžinier Fauvel navrhol metódu nepretržitého čistenia studní - ich umývanie. Podstatou metódy bolo, že voda bola čerpaná z povrchu zeme cez duté rúry do studne, ktorá vynášala kusy skál. Táto metóda získala uznanie veľmi rýchlo, pretože. nevyžadovalo zastavenie vŕtania.
Prvý ropný vrt v USA bol vyvŕtaný v roku 1859. Urobil tak v oblasti Titesville v Pensylvánii E. Drake, ktorý pracoval podľa pokynov spoločnosti Seneca Oil Company. Po dvoch mesiacoch nepretržitej práce sa pracovníkom E. Drakea podarilo vyvŕtať studňu hlbokú len 22 m, no aj tak dávala ropu. Donedávna bola táto studňa považovaná za prvú na svete, no nájdené dokumenty o diele vedenom V.N. Semenov obnovil historickú spravodlivosť.
Mnohé krajiny pripisujú zrod svojho ropného priemyslu vŕtaniu prvého vrtu, ktorý priniesol priemyselnú ropu. Takže v Rumunsku odpočítavanie prebieha od roku 1857, v Kanade - od roku 1858, vo Venezuele - od roku 1863. V Rusku sa dlho verilo, že prvý ropný vrt bol vyvŕtaný v roku 1864 v Kubane na brehy rieky. Kudako pod vedením plukovníka A.N. Novosilcev. Preto sa v roku 1964 u nás slávnostne oslavovalo 100. výročie domáceho ropného priemyslu a odvtedy sa každoročne oslavuje „Deň pracovníka ropného a plynárenského priemyslu“.
Počet vrtov navŕtaných na ropných poliach koncom 19. storočia rýchlo rástol. Takže v Baku v roku 1873 ich bolo 17, v rokoch 1885 - 165, 1890 - 356, 1895 - 604, potom 1901 - 1740. Zároveň sa výrazne zvýšila hĺbka ropných vrtov. Ak v roku 1872 to bolo 55 ... 65 m, tak v roku 1883 to bolo 105 ... 125 m a do konca 19. stor. dosiahol 425...530 m.
Koncom 80. rokov. minulého storočia pri New Orleans (Louisiana, USA). rotačné vŕtanie na ropu s preplachovaním studní ílovým roztokom. V Rusku sa rotačné vŕtanie s preplachovaním prvýkrát použilo pri meste Groznyj v roku 1902 a ropa sa našla v hĺbke 345 m.
Spočiatku sa rotačné vŕtanie vykonávalo otáčaním korunky spolu s celou vrtnou kolónou priamo z povrchu. Pri veľkej hĺbke studní je však hmotnosť tohto stĺpca veľmi veľká. Preto sa v 19. stor prvé návrhy na vytvorenie spodné motory, tie. motory umiestnené na dne vrtných rúrok priamo nad korunkou. Väčšina z nich zostala nerealizovaná.
Prvýkrát vo svetovej praxi sovietsky inžinier (neskôr člen korešpondent Akadémie vied ZSSR) M.A. Kapelyushnikov bol vynájdený v roku 1922 turbodrill,čo bola jednostupňová hydraulická turbína s planétovým prevodom. Turbína bola poháňaná premývacou kvapalinou. V roku 1935...1939. dizajn turbodrillu vylepšila skupina vedcov pod vedením P.P. Šumilovej. Nimi navrhovaný turbodrill je viacstupňová turbína bez prevodovky.
V roku 1899 bol patentovaný v Rusku elektrická vŕtačka,čo je elektromotor spojený s dlátom a zavesený na lane. Moderný dizajn elektrickej vŕtačky bol vyvinutý v roku 1938 sovietskymi inžiniermi A.P. Ostrovského a N.V. Aleksandrov a už v roku 1940 bola prvá studňa vyvŕtaná elektrickou vŕtačkou.
V roku 1897 v Tichom oceáne v oblasti cca. Prvýkrát bol implementovaný Somerland (Kalifornia, USA). vŕtanie na mori. U nás bol prvý pobrežný vrt vyvŕtaný v roku 1925 v zálive Iľjič (neďaleko Baku) na umelo vytvorenom ostrove. V roku 1934 N.S. Timofeev o. Artem v Kaspickom mori bola vykonaná vŕtanie studní, v ktorých je vyvŕtaných niekoľko vrtov (niekedy aj viac ako 20) zo spoločného miesta. Následne sa táto metóda stala široko používanou pri vŕtaní v stiesnených priestoroch (medzi močiarmi, z pobrežných vrtných plošín atď.).
Od začiatku 60. rokov sa na štúdium hlbokej štruktúry Zeme začal používať svet ultra hlboké vŕtanie.
Vladimír Chomutko
Čas čítania: 4 minúty
A A
Kedy bol nájdený prvý ropný vrt?
Každý vie, že ropa sa ťaží pomocou vrtov vyvŕtaných v zemi. A kedy sa objavila prvá takáto studňa a kto ju vyvŕtal? Odpoveď na túto a ďalšie zaujímavé otázky týkajúce sa ťažby ropy zvážime v tomto článku.
Stojí za to povedať. že prvé zmienky o pokusoch o prieskumné vrty (nezamieňať s komerčnými vrtmi) pochádzajú z tridsiatych rokov devätnásteho storočia. Podľa opisov očitého svedka tých rokov, ktoré k nám prišli, na Taman, pred vykopaním ropných vrtov, najskôr preskúmali útroby takzvaného „vrtu“.
Inými slovami, aby sa určilo najlepšie miesto na vykopanie studne, z ktorej sa v tom čase ťažila ropa, bola najprv vyvŕtaná zem. Možno to teda nazvať prvými prieskumnými vrtmi, no nemožno ich nazvať komerčnými. Áno, studne, v skutočnosti neboli.
V decembri 1844 V.N. Semenov, ktorý bol členom Rady hlavného riaditeľstva Zakaukazského územia, zaslal nadriadeným orgánom správu, v ktorej zdôvodnil potrebu prehĺbenia niekoľkých existujúcich ropných vrtov pomocou vrtného zariadenia, ako aj potrebu preskúmať nové ropné vrstvy vŕtaním v oblasti medzi Baibajckým, Balachanským a Kabristanským vrtom. Túto myšlienku mu podľa slov samotného Semenova vnukol ruský banský inžinier Voskoboinikov N.I., ktorý v tom čase spravoval polia Shirvan a Baku.
S prihliadnutím na správu ruské ministerstvo financií v roku 1846 nariadilo pridelenie potrebných finančných prostriedkov na vŕtanie, o ktorých výsledkoch v roku 1848 informoval guvernér Kaukazu gróf Vorontsova vo svojom memorande. Podstata správy sa scvrkla na skutočnosť, že na Bibi-Heybat bol vyvŕtaný vrt, z ktorého začali dostávať ropu. Toto bol úplne prvý priemyselný ropný vrt! Pole Bibi-Heybat sa nachádza neďaleko mesta Baku v Azerbajdžane. Geograficky sa nachádza na polostrove Absheron.
Hĺbka prvého prieskumného vrtu, ktorý bol navŕtaný rok predtým (v roku 1847), bola 21 metrov. Prvý olej bol získaný nárazom pomocou drevených tyčí a bolo to 14. júla 1848. Rok 1847 sa považuje za rok objavenia ložiska Bibi-Heybat.
Krátko pred týmto momentom, v roku 1846, francúzsky inžinier Fauvel navrhol metódu, ktorá umožňuje nepretržité čistenie studne s preplachovaním. Podstatou navrhovanej techniky bolo čerpanie vody zo zemského povrchu do studne cez duté rúry, ktoré vynášali na povrch kusy skál. Tento výnimočný vynález si rýchlo získal široké uznanie, pretože si nevyžadoval zastavenie samotného vŕtania.
V Spojených štátoch amerických bol prvý ropný vrt vyvŕtaný v roku 1859 neďaleko mesta Titesville v Pensylvánii. Urobil to E. Drake podľa pokynov spoločnosti Seneca Oil.
Za dva mesiace nepretržitej práce sa robotníkom pod jeho vedením podarilo vyvŕtať studňu, ktorej hĺbka bola 22 metrov a začala produkovať ropu. Až donedávna sa verilo, že to bola Drakeova studňa, ktorá bola prvá na svete, ale nájdené historické dokumenty, o ktorých sme hovorili vyššie, umožnili obnoviť historickú spravodlivosť.
Za dátum zrodu ich ropného priemyslu sa v mnohých krajinách sveta považuje vyvŕtanie prvého priemyselného výrobného vrtu. Napríklad v Rumunsku sa táto udalosť odohrala v roku 1857, v Kanade - v roku 1858 a vo Venezuele - v roku 1863.
Na území našej krajiny prvé úspešné ropné vrty vykonali pracovníci pod vedením plukovníka Novosiltseva A.N. Stalo sa to v roku 1864 na brehoch rieky Kudako (územie Kuban).
Ruský ropný priemysel počíta od roku 1964.
Postupom času začal počet diel produkujúcich ropu na poliach rýchlo rásť. Koncom devätnásteho storočia sa začalo vŕtať obrovské množstvo nových diel.
Napríklad v Baku tento rast prebiehal takto:
Zároveň sa zvýšila aj hĺbka vŕtania. Ak sa v roku 1872 maximálne vŕtalo do hĺbky 55 - 65 metrov, potom v roku 1883 toto číslo dosiahlo 105 - 125 metrov a na konci devätnásteho storočia už maximálne hĺbky dosahovali 425 - 530 - ty m.
Koncom osemdesiatych rokov devätnásteho storočia sa v okolí New Orleans (americké mesto ležiace v štáte Louisiana) prvýkrát začalo používať rotačné vŕtanie so súčasným preplachovaním kmeňa hlineným roztokom.
U nás sa takéto vŕtanie prvýkrát použilo v roku 1902 pri meste Groznyj. Ropa sa našla v hĺbke 345 metrov.
Spočiatku sa rotačné vŕtanie vykonávalo otáčaním korunky z povrchu spolu s celou vrtnou kolónou. Čím hlbšie však boli práce, tým bol takýto stĺp ťažší a nebolo možné ho otáčať.
V tomto ohľade sa už na konci devätnásteho storočia začali objavovať prvé návrhy týkajúce sa vytvorenia vrtných motorov. Tieto motory mali byť umiestnené v spodnej časti vrtnej kolóny tesne nad korunkou. Väčšina týchto návrhov však zostala na papieri.
Prvý turbodrill na svete vynašiel v roku 1922 sovietsky inžinier Kapelyushnikov M.A. Išlo o hydraulickú jednostupňovú turbínu vybavenú planétovým prevodom. Rotácia turbíny sa uskutočňovala pomocou premývacej kvapaliny. Neskôr turbodrill zdokonalila skupina vedcov pod vedením P.P.Šumilova.Turbodrill, ktorý navrhli v roku 1939, už bola viacstupňová turbína bez použitia prevodovky.
Prvá elektrická vŕtačka bola patentovaná v Rusku v roku 1899. Jeho dizajn bol elektromotor zavesený na lane, ktorý bol spojený s dlátom. Moderná elektrická vŕtačka bola vyvinutá v roku 1938 sovietskymi inžiniermi Ostrovskij A.P. a Alexandrov N.V. a o dva roky neskôr už urobili prvý vrt.
Ropné vrty sa však nevykonávali len na súši, ale aj pod vodou.
Prvé ropné vrty na mori vybudoval obchodník z Baku Kassymbek už v roku 1803. Nachádzali sa 18 a 30 metrov od brehu pri obci Bibi-Heybat. Pred vniknutím vody ich chránili zruby, ktoré boli vyrobené z dosiek tesne priliehajúcich k sebe.
V regióne Baku bolo veľa veľkých polí s relatívne ľahko vyťažiteľnými zásobami, ale preprava ropy na trhy bola náročná a nákladná. Bratia Nobelovi a rodina Rothschildovcov zohrali kľúčovú úlohu v rozvoji ropného priemyslu v Baku, ktoré bolo vtedy súčasťou Ruskej ríše. Priemysel sa rýchlo rozvíjal a na prelome storočí Rusko predstavovalo viac ako 30 % svetovej produkcie ropy. Spoločnosť Shell Transport and Trading, ktorá sa neskôr stala súčasťou Royal Dutch/Shell, začala svoju činnosť prepravou ropy, ktorú vyprodukovali Rothschildovci, do západnej Európy. V druhej polovici devätnásteho storočia sa ropné polia začali objavovať aj v iných častiach krajiny.
V Rusku boli prvé vrty vyvŕtané v Kubani v roku 1864 a v roku 1866 jeden z nich vyprodukoval ropu s prietokom viac ako 190 ton za deň. Produkciu ropy v tom čase realizovali najmä monopoly závislé od zahraničného kapitálu. Na začiatku 20. storočia bolo Rusko na prvom mieste v ťažbe ropy. AT
1901-1913 krajina vyprodukovala približne 11 miliónov ton ropy. Silný pokles nastal počas občianskej vojny. Do roku 1928 sa produkcia ropy opäť zvýšila na 11,6 milióna ton. V prvých rokoch sovietskej moci boli hlavnými oblasťami ťažby ropy Baku a Severný Kaukaz (Groznyj, Maikop).
Ťažba ropy cez vrty sa začala vo veľkom využívať od 60. rokov 19. storočia. Spočiatku, spolu s otvorenými fontánami a zberom ropy v zemných jamách vykopaných v blízkosti studní, sa ropa ťažila aj pomocou valcových vedier s ventilom na dne. Z mechanizovaných spôsobov prevádzky bola prvýkrát v roku 1865 v USA zavedená hĺbková čerpacia prevádzka, ktorá bola použitá v roku 1874 na ropných poliach v Gruzínsku a v roku 1876 v Baku.
V roku 1886 V.G. Shukhov navrhol výrobu kompresorového oleja, ktorý bol testovaný v Baku v roku 1897.
Pokročilejší spôsob vyťahovania ropy z vrtu – plynový výťah – navrhol v roku 1914 M.M. Tikhvinskij.
Ropa sa hľadala všade, kde ju kedysi videli: na rieke Terek na severnom Kaukaze, na rieke Ukhta v okrese Pustoozersky. Na pokyn Petra I. bol zorganizovaný prieskum ropy na severe - v povodí riek Pečora a Ukhta. Na pôde Baku sa rozprestierali predovšetkým zdroje ropy. V roku 1730 už boli v Baku vybudované ropné polia, ktoré v tom čase produkovali veľa ropy. Major delostrelectva I. Gerber, ktorý slúžil na Kaukaze, opísal ropné polia v Baku a hovoril o využití vyprodukovanej ropy. „Naberačský olej pochádza z vrtov, ktoré majú pol dňa jazdy z Baki na skalnatom mieste, z ktorých sú vyrazené niektoré čierne studne a trochu bieleho oleja: tento olej je nosičom v mnohých perzských provinciách, kde predajcovia používajú okoyu namiesto sviečky a olej v lampách ... V blízkosti ropných vrtov v Neďaleko je miesto, kde zem neustále horí ... v tomto ohni pália veľa vápna. Robotníci ... vo svojich chatrčiach vykopú dieru hlbokú pol stopy, vložia do nej trstinu a potom nad horným koncom trstiny udržia zapálený oheň, a preto horí olejový duch zapaľovača vychádzajúci zo zeme ako sviečka ... a týmto rozsvietia všetky svoje chatrče.
Vzácna tekutina bola predmetom veľmi živého obchodu s Perziou a cez ruských obchodníkov sa vyvážala do západnej Európy. Ako liek sa používal aj olej. Prvými konzumentmi boli pastieri. Ovce a ťavy liečili na svrab, boľavé miesta mazali olejom nazbieraným na miestach, kde sa prirodzene dostáva na povrch zeme. Používa sa aj ako lubrikant na trenie predmetov.
V roku 1735 Dr. N. Lerkhe vo svojej správe o ceste na polostrov Absheron píše: „...v Balakhani bolo 52 ropných vrtov hlbokých 20 siah, z ktorých niektoré tvrdo zasiahli a ročne dodávajú 500 batmanov ropy. ..“ (1 batman 8,5 kg).
Akademik S.G. Gmelin študoval metódy budovania ropných vrtov v Baku a prvýkrát vyjadril myšlienku možnosti ťažby plynu a jeho použitia ako paliva. Pri opise vrtov poznamenáva, že hĺbka ropných vrtov v Balakhany v tom čase dosiahla 40 - 50 m a priemer alebo strana štvorcovej časti vrtu bola 0,7 - 1,0 m.
V roku 1803 vybudoval bakuský obchodník Kasymbek dva ropné vrty v mori vo vzdialenosti 18 a 30 m od brehu Bibi-Heybat. Studne boli pred vodou chránené rámom z pevne zrazených dosiek. Ropa sa z nich ťaží dlhé roky. V roku 1825 pri búrke boli studne rozbité a zatopené.
V čase, keď bol Baku Khanate v roku 1806 pripojený k Rusku, bolo v regióne Baku asi 120 vrtov, z ktorých sa ročne ťažilo asi 200 000 liat ropy.
V roku 1871 sa v regióne Baku začalo s vŕtaním studne. V Balakhany, na mieste A. Mirzoeva, bolo dokončené vŕtanie studne ručným príklepom pomocou drevených tyčí s hĺbkou 64 m. Tento vrt bol počiatočným míľnikom vo vývoji ropného priemyslu na polostrove Absheron.
Počas testovacieho tartaningu došlo k úniku plynu a vody. Náhle uvoľnenie plynov, podzemný rachot, stĺp piesku a vody, ktorý stúpal nad studňu, sa podpísali pod pôsobenie zlých duchov. Na príkaz vrtného majstra studňu rýchlo naplnili kameňmi a pieskom a neďaleko postavili kríž. V tomto roku začína fungovať prvý produktívny ropný vrt s hĺbkou 45 m. Jeho prietok bol asi 2000 libier za deň (vrty produkovali stokrát menej ropy ako vrty).
