Metody i Urządzenia Wiertnicze

autorzy:

Arkadiusz Bochnowski Sebastian Leputa Sebastian Kazecki Mateusz Dubiel

Spis treści :

• • • • • • Przewierty sterowane HDD Mikrotuneling Maszyny drążące TBM Wiercenia poszukiwacze Wiercenia studni głębinowych Spis stron internetowych

Przewierty sterowane

HDD – Horizontal Directional Drilling

Technika przewiertów sterowanych jest połączeniem konwencjonalnych technik bezwykopowego pokonywania przeszkód naturalnych i inżynierskich oraz wierceń kierunkowych stosowanych w górnictwie naftowym.

Technika ta stosowana jest w przypadku kabli, przewodów ciśnieniowych oraz grawitacyjnych. Polega ona na wykonaniu otworu pilotowego, jego rozwierceniu do wymaganej średnicy i wciągnięciu w tak przygotowany otwór końcowy projektowanej rury lub kabla. Podstawowymi parametrami decydującymi o zastosowaniu tej techniki są długość i średnica przewodu oraz lokalne warunki geologiczne. Najdłuższe odcinki przewodów wykonywanych tą techniką nie przekraczają długości 200 m i średnicy 1200 mm.

HDD – Horizontal Directional Drilling

W tabeli pokazano rekomendowane przez normy amerykańskie wymiary grubości ścianek i średnic rur stalowych w wierceniach HDD

Średnica , D (”) mm

Do (6”) 152.4 mm (6-12”) 152.4 – 304.8 mm (12-30”) 304.8 – 762 mm Ponad (30”) 762

Grubość ścianki, t (”) mm

(0,25”) 6.35 mm (0.375”) 9.53 mm (0.5”) 12,7 mm (D/t)=50 *Przykładowy film z pracy urządzenia

Wiertnica Vermeer Navigator D7x11a

Siła uciągu/pchania 3,5tony

Moment obrotowy 1500Nm Długość /szerokość 4.0/1.2m

Żerdzie wiertnicze: Długość Promień gięcia 1,83m 37m

Wiertnica Vermeer Navigator D24a

Siła uciągu/pchania 8/11 ton

Moment obrotowy 2380 Nm Długość /szerokość 4.6m/1.2m

Żerdzie wiertnicze: Długość Promień gięcia 3.05m

62m

Mikrotuneling

Mikrotunelowanie -to najnowocześniejsza metoda bezwykopowej budowy rurociągów. Wykorzystanie mikrotunelingu to znaczące ograniczenia ingerowania w zagospodarowanie terenu oraz zmniejszenie do minimum oddziaływania na środowisko.

• • • • • • • •

Zaletami metody mikrotunelingu są:

precyzja wykonania kolektora dzięki laserowemu sterowaniu głowicą maszyny, zminimalizowanie ilości robót ziemnych, możliwość realizacji robót nawet przy wysokim poziomie wody gruntowej, zmniejszenie do zera ingerencji w istniejące zagospodarowanie terenu i środowiskonaturalne, brak utrudnień w ruchu ulicznym, możliwość realizacji robót niezależnie od warunków atmosferycznych, skrócenie czasu wykonywania robót.

Mikrotuneling schemat mikrotunelu

Mikrotuneling Przykłady głowic do różnego typu skał

Mikrotuneling Budowa głowicy wiertniczej

1.tarcza urabiająca,2.kruszarka,3.silnik,4.elementy sterowania,5.przewaody płuczkowe,6.pompy płuczkowe

Mikrotuneling

Technologie bezwykopowe: *Techniki górnicze *Techniki wiertnicze:

-Horyzontalny przewiert sterowany -Mikrotunel -Przewiert poziomy *Przykładowy film z wykonania mikrotunelu

Maszyna drążąca TBM

Maszyna drążąca lub TBM – jest to rodzaj maszyny służący do drążenia tuneli. Używana przede wszystkim w twardym, skalistym podłożu. Jakkolwiek stosuje się ją również w kruchych niestabilnych gruntach pozbawionych wód podskórnych lub głębinowych. Maszyny drążące są przewidziane do wytrzymania nacisku rzędu 300−500 MPa. Stosowane mogą być w spękanych i niestabilnych skałach, także przy dużym stopniu ich nawodnienia. W wyniku drążenia powstaje wyrobisko podziemne o kolistym kształcie. Maszyny TBM wyposażone są w wodoszczelne osłony tarczy, głowicy skrawającej oraz tyłu. Średnica tarczy wiertniczej jest uzależniona od indywidualnych potrzeb (czyli koniecznej szerokości tunelu). Rekordową średnicę 19,25 metra osiągnie tarcza użyta przy budowie tunelu pod rzeką Newą w Petersburgu.

* Przykładowa praca urządzenia TBM

Maszyna drążąca TBM

Działanie TBM

1. Cięcie koło (średnica 9,00 m) 2. Zarejestruj = zewnętrzną powłokę chronić przed kroplami 3.Przegroda

4.Przestrzeń ciśnieniowa 5.Zalane ściany 6.Zawieszenie

7. Kruszarki do kruszenia materiału gruboziarnistego 8.Flush pipe- zawiezenie 9.Tubbing

10. Rektor buduje pierścienie tubbing 11. Cylindry dociskowe .. obsługiwane na tubbing 12. Trailer z transformatorów, zbiorniki, koncentratora dostaw kolejowego TBM

Przykładowa tarcza zmechanizowana TBM

Wiercenia poszukiwawcze

Roboty poszukiwawcze prowadzi się w celu znalezienia złoża kopaliny użytecznej (roboty geologiczno- poszukiwawcze oraz w celu rozpoznania ,czyli dokładniejszego zbadania znalezionego złoża roboty (geologiczno rozpoznawcze).

Otwory wiertnicze

Otwory wiertnicze w górnictwie wykonuje się do celów: • poszukiwawczych i rozpoznawczych, • eksploatacyjnych dla wydobywania ropy naftowej, gazu ziemnego, wód mineralnych, soli, siarki, • technicznych w kopalniach podziemnych.

Główne czynności przy wykonywaniu otworów wiertniczych:

• urabianie skały na dnie otworu, • usuwanie zwiercin z dna otworu, • zabezpieczenie ścian otworu przed osypywaniem się z nich skały, • pobieranie próbek przewierconych skał.

Wiertnia

Wiertnia – zespół urządzeń i zabudowań wiertniczych znajdujących się w miejscu wykonywania otworu wiertniczego • • • • • • •

Elementy wiertni :

wieża wiertnicza, głowica przeciwwybuchowa wraz z osprzętem, maszynownia, w której znajdują się agregaty prądotwórcze oraz silniki napędzające urządzenia wiertni , pompy płuczkowe, rurociągi płuczkowe, dół płuczkowy, pomieszczenia biurowe, mieszkalne i gospodarcze.

*Film z pracy na wiertni

Urządzenia wiertnicze i ich parametry

kierunkowe oraz poziome.

≥

1500 KM Model Moc (KM)

National 1625 F 400

3000 3000

Mid-Continent U – 1220EB

2500

IDM 2000

2000

Drillmec 2000 HP

2000

Walking Rig Drillmec 2000 HP

2000

Bentec EuroRig

2000

450 Massarenti MAS 6000 E

1700

IRI 1700 MAS 6000 DE National 110UE Massarenti MAS 5000 E

1700 1700 1500 1500 454 349 300 454 350 Udźwi g (t) 606 400 Top drive tak tak 725 494 tak tak 590 590 450 tak tak tak tak tak tak tak tak Rodzaj napęd Zakres wierce u SCR nia (m) 7600 Diesel 6000 SCR VFD 7800 6600 VFD VFD VFD 7400 7400 6000 SCR SCR SCR SCR SCR 5000 5800 4000 6000 4500

National N-1625 z napędem spalinowo elektrycznym

• • • • Moc-3000Km Udźwig-606t Rodzaj napędu-SCR Jest to jedno z największych urządzeń tego typu w Europie

Wiertnia

Platforma wiertnicza

Platforma wiertnicza – najczęściej konstrukcja pływająca wyposażona w urządzenie wiertnicze, przeznaczona do wykonywania odwiertów pod dnem akwenu. Sporadycznie bywają wykorzystywane do eksploatacji podmorskich złóż węglowodorów (gaz ziemny,ropa naftowa) – w odróżnieniu od platform wydobywczych.

Typy platform wiertniczych

• • • • •

Istnieje pięć zasadniczych typów platform wiertniczych:

fixed (stałe, np. Mittelplatte) submersible (zanurzalne) jack-up (np. Petrobaltic) semi-submersible (półzanurzalne, np. Deepwater Horizon) drillship (statki wiertnicze, np. JOIDES Resolution) • • • • Największą i najbardziej zaawansowaną platformą wiertniczą typu jack- up jest Maersk Inspirer. Dodatkowo jednostka ta wyposażona jest w moduł produkcyjny, co jest bardzo rzadkim przykładem platformy kombinowanej – wiertniczej również o zdolnościach produkcyjnych. Podstawowe dane Maersk Inspirera: wydobycie ropy: 2 000 m³/dobę wydobycie gazu: 1 500 000 m³/dobę wydobycie wody: 10 400 m³/dobę produkcja energii elektrycznej: 24 MW

Różne typy platform wiertniczych

Platforma wiertnicza typu semi-sub

Wiercenie studni głębinowych

Linia wiertnic do wykonywania studni obejmuje wiertnice lekkie, średnie oraz przystosowane do pracy w ciężkich warunkach, zaspokajając tym samym szeroki zakres potencjalnych potrzeb wiertniczych. W zależności od konkretnych potrzeb można wybierać między wymienionymi poniżej wiertnicami montowanymi na pojazdach ciężarowych, montowanymi na ciągnikach, wiertnicami o różnej sile uciągu, jak również wiertnicami zaprojektowanymi do wykonywania otworów o różnych głębokościach i średnicach..

*Przykładowy film z wiercenia studni

Urządzenie do wiercenia studni TH 10

Urządzenie TH 10

Moduł wiertniczy TH 10 firmy Atlas Copco to hydrauliczna, przenośna wiertnica do studni, która idealnie sprawdza się przy realizacji małych i średniej wielkości projektów wiercenia studni w odległych miejscowościach oraz przy wierceniu płytkich studni do celów irygacyjnych. Moduł TH10 jest wyposażony w zewnętrzną sprężarkę i pracuje pod ciśnieniem do 350 psi (24 bar). Dodatkowe wyposażenie mogą stanowić napędzane hydraulicznie wewnętrzne pompy płuczkowe, które są dostępne w dwóch wersjach.

• • • • • •

Strony internetowe z których jest opracowana prezentacja:

f http://home.agh.edu.pl/~cala/prezentacje/HDD_DD.pd

http://www.hddpilot.pl/metoda mikrotunelowa/mikrotuneling-2 http://www.citytunnelleipzig.info/tunnelbohrmaschine .php

http://www.exalo.pl/pl/nasz-biznes/uslugi-wiertnicze http://wieze-wiertnicze.blogspot.com/2010/04/wieze nafty-krakow.html

http://www.szkolenia.katowice.pl/fck_pliki/Wiercenia.

pdf?PHPSESSID=42b9dfb3ddbdbed6cdaadcdfba79b091