Métodos de perfuração de poços: princípios tecnológicos e características dos principais métodos

Categorias de poços existentes

De acordo com a finalidade do poço, existem as seguintes categorias:

1. Paramétrico — permitindo definir uma seção de uma camada vertical.
2. Exploração - ter um pequeno diâmetro, determinar as perspectivas de perfuração.
3. Exploração - determinar o potencial dos minerais.
4. Operacional - capaz de extrair minerais das entranhas da terra.

Os poços para produção de água estão operacionais e são divididos em tipos adicionais:

• produção ou injeção;
• especializada em água técnica e potável, incluindo absorção;
• para monitoramento e monitoramento da pressão do reservatório;
• suplentes para produção;
• estimado durante a operação./li>

Cada um deles tem suas próprias características durante a perfuração e durante o uso.

Equipamentos e ferramentas de perfuração

Na perfuração de poços artesianos, as sondas de perfuração são utilizadas por profissionais. Para poços menores, um tripé convencional com guincho é adequado. Ele abaixará e levantará a ferramenta de perfuração, composta por um barril de núcleo, hastes de perfuração, um núcleo para perfuração, uma broca.

Equipamento especial, sem o qual é problemático fazer um poço, é uma ferramenta de perfuração que ajudará a penetrar profundamente no solo (trado), um tripé e um guincho. Para perfurar um poço com suas próprias mãos, você precisará de um trado de metal. Uma broca de gelo, que é usada durante a pesca de inverno, pode atuar como um trado. O principal é que a broca deve ser feita de aço de alta resistência. Esta é a opção mais barata para perfurar um poço. Além do tripé, você precisará de tubos de diferentes diâmetros (tubos de água, mangueiras, carcaça), válvulas, caixão, filtros, bomba de poço.

O processo de perfuração de um poço artesiano

ferramenta de perfuração

Agora vamos ver qual perfurar qual solo e como perfurar, veja a fig. na direita:

Ferramenta de perfuração para perfuração manual

1. Broca helicoidal, ou simplesmente trado - para perfuração rotativa de solos homogêneos coesivos de densidade normal; simplesmente - para a terra, margas, margas arenosas levemente úmidas, argilas macias. Ao contrário de uma furadeira de jardim, a broca é bidirecional, caso contrário a assimetria da força de resistência do solo levará a furadeira para o lado e ela ficará presa;
2. Perfurar vidro ou ferramenta de perfuração Schitz - para solos coesivos, mas viscosos e altamente pegajosos nos quais o trado fica preso. Perfuração - cabo-percussão;
3. Broca de colher - para solos soltos e soltos que não se prendem nas voltas do trado e no vidro. Perfuração - percussão-rotativa ou rotacional;
4. Bailer - para limpar o tronco de solo em ruínas, lodo, etc. rocha semilíquida macia muito fluida ou flutuante. Perfuração - cabo-percussão;
5. Como se costuma dizer, pah-pah-pah por cima do ombro esquerdo, e Deus me livre, você não precisa de uma broca para quebrar pedras. Seção transversal - uma placa com bordas arredondadas. Calibre - o diâmetro interno da caixa menos 3-5 mm. Perfuração - haste de percussão.

As arestas de corte de todas as brocas são feitas de aço temperado. Desenhos de um vidro de broca caseiro, um análogo de uma broca de colher (as lâminas de corte são ajustadas por uma hélice em um ângulo de 3-10 graus) e um diagrama de fiador são mostrados a seguir. arroz. na direita. Os diâmetros externos de todas essas brocas podem ser alterados dependendo do calibre do poço.

Mudando o fluido para um mais leve

O fluido do poço é alterado por lavagem direta ou reversa com tubulação abaixada e uma cabeça de poço vedada. A pasta é substituída por água de formação, água de formação por água doce ou óleo e o óleo é substituído por vários sistemas de espuma.

Ao mudar a água de formação com densidade de 1200 kg/m3 para óleo com densidade de 900 kg/m3, a queda de pressão máxima será de apenas (1200-900)/1200 * 100% = 25% da pressão criada pela formação coluna de água. Se este método não induzir a entrada de óleo do reservatório, outros métodos de desenvolvimento são usados. Geralmente isso é swab ou compressão.

Poço artesiano

Esquema de um poço artesiano.

O nome desse tipo de trabalho vem da língua francesa - do local onde foi perfurado o primeiro poço de escoamento: a província de Artois. O grande comprimento do poço e as rochas sólidas do solo atravessadas no caminho para o aquífero exigem o uso de poderosas perfuratrizes - o método do trado não funcionará.

A construção da obra é precedida pela etapa de documentação. A perfuração de poço artesiano não é uma atividade licenciada, mas para o aproveitamento da água do mesmo, muitas licenças e aprovações devem ser emitidas, incluindo a obtenção de licença de uso do subsolo. O processo é longo e caro.

Principais etapas: coordenação da localização do sítio e do poço, projeto de levantamentos geológicos, emissão de licença para exploração, perfuração, reporte e colocação de reservas no balanço do estado.

Os poços artesianos são divididos em 4 tipos:

1. Um desenvolvimento de caixa dupla - um tubo perfurado é montado na parte inferior da coluna no aquífero e uma bomba é colocada nele, a outra metade é instalada no topo, atingindo a camada de calcário. Através dos orifícios no elo inferior, a água entra no tubo e é bombeada pela boca com uma bomba. Usado quando a pressão do reservatório está baixa.
2. Um poço de água com transição é disposto com uma seção geológica variável. São montados 3 tubos de revestimento - grande diâmetro na parte superior, médio - em pedras e areias, pequeno - diretamente na camada produtiva. Usado para um bom abastecimento de água.
3. O poço é clássico - com um tubo de revestimento para condições normais.
4. Um barril com um condutor - de 2 invólucros: nas partes superior e inferior.

A tecnologia de perfuração é complexa. A construção de uma tomada de água artesiana é realizada por organizações especializadas.

Vantagens

Vantagens de um poço artesiano.

As principais vantagens de um poço artesiano são o afastamento da captação de água da superfície e a ocorrência de água em calcário poroso, excluindo a presença de impurezas mecânicas no líquido. Isso permite que você bombeie um recurso subterrâneo sem instalar um filtro na parte inferior.

Como resultado, surgem outras vantagens dos poços artesianos:

• pureza ecológica da água;
• independência das condições climáticas e meteorológicas;
• abastecimento ininterrupto de água: as reservas de água subterrânea são confirmadas por levantamentos geológicos.

A fonte permanece inesgotável por ≥50 anos. Nesse caso, você não precisa gastar dinheiro com a limpeza periódica do filtro: não há.

Imperfeições

Associado a custos na fase de organização da construção e perfuração de trabalhos profundos. A duração do período desde a concepção até a obtenção do passaporte para um poço artesiano é de 2 anos.

Não será possível construir uma tomada d'água em uma área limitada: a área mínima para uma sonda de perfuração é de 6 x 9 m. A água contém formações minerais adquiridas durante a filtração pelo solo e é dura.

poços de areia

Esquema de um poço de areia.

Eles são perfurados usando um método de parafuso - a penetração é realizada em rochas moles: barro, areia e seixos. Diâmetro de escavação ≥100 mm.

Existem 2 tipos de poços de areia por profundidade:

• até 40 m - na camada superior com vazão de 1 m³;
• 40-90 m - troncos profundos com vazão de água 2 vezes maior.

Uma coluna de revestimento feita de tubos de metal ou plástico com um filtro na parte inferior do poço é abaixada no trabalho perfurado. A água é levantada por uma bomba submersível.

Vantagens e desvantagens

A principal vantagem é o método de perfuração com trado, que permite construir um poço em 1-2 dias sem muito esforço. A mecanização de todas as operações é assegurada pelo projeto da sonda sobre um chassi autopropelido ou móvel.

Outras vantagens:

• pureza da água;
• não é necessária uma licença para a construção de uma tomada de água;
• vida útil - até 30 anos.

As desvantagens são observadas em poços de profundidade rasa: a dependência da vazão da precipitação, a sensibilidade da composição da água à contaminação da superfície no local da mina. Outro ponto negativo já foi identificado - a tendência ao assoreamento da entrada de água.

Características dos problemas de perfuração offshore

As sondas de perfuração offshore enfrentam uma série de problemas que podem reduzir significativamente a eficiência do trabalho realizado.

Os problemas mais básicos incluem o seguinte:

Dispositivo de perfuração

• deriva e arremesso de uma sonda de perfuração móvel;
• instabilidade de rochas soltas das seções do fundo do mar no local de perfuração, sua forte irrigação;
• preservação da limpeza do ambiente;
• a dificuldade de organização do trabalho de circulação fechada de água;
• a impossibilidade do sondador ver a cabeça do poço próximo ao fundo;
• falha prematura de equipamentos, ferramentas em ambiente agressivo;
• seleção de esquemas especiais e métodos de perfuração, etc.

Além disso, o poço é preenchido com água até o nível do fundo do mar. Isso leva a um enfraquecimento da energia de impacto. Deriva e subcorrentes dificultam a manutenção de uma verticalidade estrita da ferramenta de percussão e enfraquecem sua imersão na rocha de trabalho.

Ferramentas e acessórios para perfurar um poço

1. Trado de metal. A ferramenta mais comum para a construção de minas. É aplicado para trabalhar em solos não friáveis.O sem-fim da produção da fábrica é bidirecional. Este design não permitirá que você leve a ferramenta para o lado e a incline. A base inferior é feita com dimensões de 45-85 mm, o diâmetro da lâmina é de 258-290 mm.
2. broca. Projetado para trabalhar em rochas duras. Com sua ajuda, solte a rocha. A ponta é cruzada e plana. Pode ser usado com uma barra de choque.
3. colher chata. É usado para cavar poços em solos arenosos, porque. areia não vai segurar um trado convencional. É usado para perfuração rotativa ou de impacto.
4. Perfurar vidro (projétil Schitz). Com sua ajuda, as minas são criadas em solos viscosos e altamente pegajosos, nos quais uma ferramenta rotativa convencional ficará presa. É usado na perfuração de percussão.
5. Fiador. É usado para a passagem de areia movediça durante a perfuração com corda de choque.
6. Bem-agulha. Usado para criar um poço abissínio. Neste projeto, o bocal, a haste e o invólucro são uma estrutura monolítica que permanece no subsolo após atingir o aquífero.

Muitas vezes, vários tipos de ferramentas são usados ​​alternadamente para a construção de um poço. Por exemplo, um trado, um fiador e uma colher de perfuração são usados ​​para trabalhar em solos argilosos. Para a passagem de camadas de seixos - um fiador, um cinzel e tubos de revestimento.

Classificação de aquíferos

Os seguintes tipos principais de aquíferos são distinguidos:

1. Verkhovodka. Este é o nome dos transportadores de água localizados perto da superfície da terra (2-7 m). São volumes limitados de água não pressurizada cercados por camadas resistentes à água (por exemplo, argila). O líquido neles é, via de regra, de natureza de precipitação e inundação. A natureza da acumulação é sazonal.As principais vantagens de tais fontes são: profundidade rasa, possibilidade de elevação sem bomba, baixo custo na perfuração de poços. A principal desvantagem: má qualidade da água. O filtro natural tem uma espessura pequena e não consegue limpar completamente o líquido. Vários compostos químicos podem estar presentes nele e, portanto, a água é destinada a fins técnicos. Para beber, pode ser usado somente após limpeza e fervura adicionais. Outra desvantagem é a diminuição da vazão (até a interrupção completa do abastecimento de água) na estação quente, bem como a instabilidade sazonal.
2. Primário. O primeiro aquífero permanente em forma de água subterrânea está localizado a uma profundidade de 6-22 m. Tal camada está localizada entre camadas impermeáveis ​​ou é limitada apenas pelos aquicludes inferiores e pode atingir tamanhos significativos. É formado como resultado de sedimentos de infiltração e infiltração de corpos d'água. O transportador de água pode ser do tipo com ou sem pressão. No primeiro caso, a água está sob pressão. O nível de ocorrência das águas subterrâneas pode sofrer mudanças sazonais, diminuindo no verão. Vantagens: fácil acessibilidade e facilidade de elevação à superfície. A água pode ser usada com segurança para qualquer necessidade doméstica, mas precisa ser filtrada e fervida antes de beber ou cozinhar./li>
3. Aquíferos interestaduais. Estes são depósitos de água, entupidos entre duas camadas resistentes à água. Eles estão localizados a uma profundidade de 25-75 me estão sempre sob pressão (tipo pressão). Com uma saída independente para a superfície, as acumulações interestaduais criam nascentes. A principal vantagem é a pureza da água. Você pode beber. Desvantagens: ocorrência profunda, dificuldades de perfuração, aumento de custos para construção de poços.Devido à presença de pressão constante, a água é capaz de subir independentemente até uma certa altura. Se não for suficiente atingir a superfície, torna-se necessário instalar equipamentos de bombeamento.

Tipos de poços por perfil

Antes de chegar ao mineral, a mina pode atravessar várias camadas de solo

É importante escolher o método certo para perfurar um poço. Dependendo do número de planos onde a mina se curva, podem existir os seguintes tipos de poços:

• curvado em um plano;
• curvado no espaço.

Depende da curvatura do eixo. A este respeito, a curvatura no plano pode ter as seguintes variedades:

• um pilar plano, terminando em um declive na parte inferior;
• S - curva em forma;
• J - desenho figurativo.

Essas curvas são formadas como resultado de diferentes densidades das camadas do solo. Por sua vez, a curvatura no espaço pode se manifestar em formas geométricas mais complexas ao perfurar poços de petróleo e gás. Os poços de água são feitos principalmente em linha reta, as curvas podem ser usadas para contornar as rochas.

Qual tecnologia é usada com mais frequência

Tudo depende da profundidade do projeto do poço e da composição do solo no local. Com base nos dados de exploração, o método mais ideal é selecionado. Você também precisa entender como encontrar água para um poço.

Para a perfuração de poços artesianos, é utilizado o método rotativo. Este método é o mais justificado economicamente, ecologicamente e dá poços de várias profundidades e diâmetros em solos soltos com inclusões rochosas.

Sua essência é a seguinte:

• Na extremidade do rotor, acionado por um motor de combustão interna, há uma furadeira especial. Ele esmaga a raça.
• O poço é abastecido com água pressurizada. Ele corrói o solo.
• Além disso, a água é descarregada para cima através do canal oco do rotor. Esta tecnologia também é chamada de "perfuração com descarga"
• Após a instalação de um tubo de revestimento de grande diâmetro, o trabalho prossegue com uma broca menor.
• Após a conclusão do trabalho de perfuração, é necessário produzir o chamado. "degradação" do poço. Isso é necessário devido ao fato de que a solução água-argila obstrui os poros por onde a água artesiana fluirá para o poço.

O poço dá-lhe a oportunidade de ter água no seu local para regar as suas plantas em estufas de policarbonato de topo aberto, informações sobre as quais pode encontrar aqui.

A perfuração rotativa é a mais utilizada.

Vantagens sobre outros métodos:

Posfácio

Os mestres de perfuração que dominaram Tyumen e Urengoy ainda estão vivos. Não havia equipamentos geofísicos que construíssem uma imagem 3D do que está na terra em uma tela de computador, e não havia sondas de perfuração totalmente robóticas na época, mas eles já viam a terra com sua intuição, experiência e estavam em “você” com todos os espíritos das entranhas. E os então ministros e membros do Politburo, que tinham mais arrogância do que os boiardos do Antigo Testamento e príncipes específicos, se dirigiam a esses ases como “você” pelo nome e patronímico e respeitosamente apertaram a mão deles.

Assim, qualquer um dos antigos perfuradores de bisões tem poços malsucedidos por conta, dos quais não têm vergonha - esse é o trabalho. O que dizer então para iniciantes agindo de forma independente? Não desanime com o fracasso, se o primeiro buraco estiver vazio, ou desmoronar, ou a broca ficar presa. Não sem isso no negócio de perfuração.Mas o aborrecimento e a decepção diminuirão instantaneamente sob uma forte pressão, como dizem agora, positiva, assim que seu poço der água.

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Por que um poço é melhor do que um poço?

Anteriormente, os problemas eram resolvidos de apenas uma maneira - um poço era cavado, a água era transportada para a casa em baldes. Mais tarde, eles começaram a usar as bombas submersíveis mais simples, desciam a poços e bombeavam água para grandes recipientes, e deles era alimentado por gravidade na casa. Mas esta tecnologia tem muitas desvantagens.

O poço tem vantagens significativas sobre o poço

1. No inverno, os tanques tinham que ser isolados com muita eficiência, e mesmo essas medidas não garantiam a segurança da água.
2. A pressão leve não permitiu o uso de máquinas de lavar e outros eletrodomésticos que usam água pressurizada.
3. O poço contém água de camadas rasas. Ele não atende aos requisitos existentes do SanPiN em muitos aspectos. Especialmente hoje, quando a situação ecológica se deteriorou significativamente.
4. Durante as inundações, o forte derretimento da neve, as fortes chuvas, a água suja da superfície da terra caiu no poço, o que impossibilitou o uso por um longo período de tempo não apenas para cozinhar, mas também para necessidades domésticas. Eu tive que bombear completamente a água várias vezes e desinfetá-la.
5. A sujeira entra no poço, ele assore, tem que ser limpo periodicamente. Este é um trabalho fisicamente muito difícil, só os profissionais podem fazê-lo.

As principais desvantagens do poço são devido à sua profundidade rasa.

Hoje existe uma ótima maneira de resolver todos os problemas - perfurar um poço, e quanto maior a profundidade, melhor a qualidade da água.

Produção de ferramentas de perfuração

Como mencionado anteriormente, as ferramentas de perfuração podem ser feitas por conta própria, emprestadas de amigos ou compradas comercialmente.

Às vezes, um equipamento de perfuração pode ser alugado. No entanto, o objetivo da autoperfuração geralmente é manter os custos o mais baixo possível. A maneira mais fácil de perfurar barato é fazer ferramentas com materiais de sucata.

O diagrama mostra a disposição de várias ferramentas de perfuração. Com a ajuda de um cinzel, o solo especialmente duro pode ser afrouxado e removido com uma broca, fiador ou outro dispositivo.

Opção #1 - Broca em Espiral e Colher

A perfuração manual pode ser feita com uma broca espiral ou colher. Para a fabricação de um modelo em espiral, é tomada uma haste pontiaguda grossa, à qual as facas são soldadas. Eles podem ser feitos de um disco de aço cortado ao meio. A borda do disco é afiada e, em seguida, as facas são soldadas à base a uma distância de cerca de 200 mm de sua borda.

Uma furadeira de bricolage para perfuração com trado pode ser de diferentes designs. Seus elementos obrigatórios são facas com bordas pontiagudas e um cinzel instalado na parte inferior.

As facas devem estar localizadas em um ângulo com a horizontal. Um ângulo de cerca de 20 graus é considerado ideal. Ambas as facas são colocadas em frente uma da outra. Obviamente, o diâmetro da broca não deve exceder o diâmetro do revestimento. Normalmente, um disco com um diâmetro de cerca de 100 mm é adequado. As facas da broca acabada devem ser bem afiadas, isso facilitará e agilizará a perfuração.

Outra versão da broca espiral pode ser feita de uma haste e uma tira de aço ferramenta.A largura da tira pode variar entre 100-150 mm.

O aço deve ser aquecido e enrolado em espiral, endurecido e depois soldado à base. Nesse caso, a distância entre as voltas da espiral deve ser igual à largura da tira da qual é feita. A borda da espiral é cuidadosamente afiada. Vale a pena notar que não é fácil fazer essa broca em casa.

Um trado espiral para perfuração pode ser feito de um tubo e uma tira de aço, no entanto, nem sempre é fácil enrolar a fita em espiral, soldar e endurecer a ferramenta em casa

Para fazer uma broca de colher, você precisa de um cilindro de metal. Em condições de autofabricação, é mais fácil usar um tubo de diâmetro adequado, por exemplo, um tubo de aço de 108 mm.

O comprimento do produto deve ser de cerca de 70 cm, será difícil trabalhar com um dispositivo mais longo. Neste caso, deve ser feita uma ranhura longa e estreita, vertical ou espiral.

Uma furadeira caseira é mais fácil de fazer com um pedaço de cano de diâmetro adequado. A borda inferior é dobrada e afiada, e é feito um furo ao longo do corpo para limpeza da broca

Duas facas em forma de colher são montadas na parte inferior do corpo, cuja aresta de corte é afiada. Como resultado, o solo é destruído pelas bordas horizontais e verticais da broca.

A rocha solta entra na cavidade da broca. Em seguida, é retirado e limpo através do slot. Além das facas, uma broca é soldada ao longo do eixo do dispositivo na parte inferior da broca. O diâmetro do furo feito por essa broca será um pouco maior que o próprio dispositivo.

Opção # 2 - bailer e vidro

Para fazer um fiador, também é mais fácil pegar um tubo de metal de diâmetro adequado.A espessura da parede do tubo pode atingir 10 mm e o comprimento geralmente é de 2 a 3 metros. Isso torna a ferramenta pesada o suficiente para que, ao atingir o solo, seja efetivamente solta.

Um sapato com uma válvula de pétala é anexado ao fundo do fiador. A válvula parece uma placa redonda fechando firmemente a seção inferior do tubo e pressionada por uma mola suficientemente poderosa.

No entanto, uma mola muito apertada não é necessária aqui, caso contrário, o solo simplesmente não cairá no balde. Quando o fiador é puxado para fora, a válvula será pressionada não apenas pela mola, mas também pelo solo coletado em seu interior.

A borda inferior do fiador é afiada para dentro. Às vezes, peças afiadas de reforço ou peças afiadas de metal triangular são soldadas na borda.

Uma malha protetora é feita de um fio grosso na parte superior e uma alça é soldada à qual um cabo de metal é conectado. Um vidro também é feito de forma semelhante, apenas uma válvula não é necessária aqui, e uma ranhura deve ser feita no corpo para limpar o dispositivo.