Строительство скважин и отбор проб при разведке: воздушное бурение или бурение с использованием бурового раствора — что выбрать?

При бурении скважин, разведке месторождений, развитии геотермальной энергетики и в других проектах выбор бурового циклического промывочного агента напрямую влияет на эффективность строительства, его стоимость и качество скважины. В настоящее время существуют две основные технические траектории: воздушное бурение и Буровая работа в грязи . Многие пользователи часто задают вопрос: что лучше? Ответ не является однозначным и зависит от стратиграфических условий и инженерных целей.

1. Воздушное бурение: подходит для твёрдых пород и районов с дефицитом воды, высокая эффективность

Пневматическое бурение использует сжатый воздух в качестве циркулирующей среды, создавая высокочастотные удары по породе с помощью пневматического ударного механизма (DTH‑молотка), одновременно обеспечивая высокоскоростной воздушный поток, который выводит отходы бурения из скважины. Буровая установка с продольным типом обратной циркуляции воздуха, выпускаемая нашей компанией является типичным представителем данной технологии.

Основные преимущества:

Быстрая скорость бурения: в твёрдых породах воздушное ударное бурение обычно в 3–8 раз быстрее, чем бурение с использованием бурового раствора.

Не требует воды: особенно подходит для засушливых и дефицитных по воде районов, альпийских регионов с ограниченными водными ресурсами, а также для строительства в условиях зимнего промерзания грунта.

Чистые и непрерывные породные крошки: При использовании процесса обратной циркуляции сквозного типа породные крошки непосредственно возвращаются на поверхность в сборник через центральный канал буровой трубы; при отборе проб не возникает задержки или смешивания, что позволяет точно определять геологическое залегание.

Снижение числа аварий в скважине: низкое давление воздушного столба, минимальное воздействие на стенки скважины и меньшая склонность к обрушению, вызванному чувствительностью бурового раствора к воде.

Применимые сценарии:

Твёрдые горные породы (гранит, известняк, базальт и др.)

Строительство скважин и разведочных скважин в засушливых районах с дефицитом воды

Гидрогеологическая разведка, минералогическая разведка (требуются чистые образцы горных пород)

Скважины для закачки и откачки газа, бурение скважин для геотермальных тепловых насосов

Ограничения:

В слое рыхлого песка, галечниковом слое и иловом слое при отсутствии мер по защите стенок легко возникают обрушения.

Он должен быть оснащён воздушным компрессором большой производительности, а инвестиции в оборудование относительно высоки.

2. Бурение в мягких грунтах: подходит для рыхлых пород, строительства глубоких скважин и обеспечивает высокую степень защиты стенок скважины.

При бурении с применением бурового раствора в качестве циркуляционной среды используют воду, смешанную с бентонитом или полимерный раствор; раствор подаётся в бурильную трубу насосом, отводится по кольцевому зазору между стенкой скважины и бурильной трубой и, унося породные отходы, одновременно образует на стенках скважины буровую корку, обеспечивающую защиту стенок.

Основные преимущества:

Хороший защитный эффект для стенки скважины: давление столба бурового раствора удерживает стенку ствола, эффективно предотвращая обрушение рыхлых слоёв и разрушенных зон.

Охлаждение долота: циркуляция бурового раствора отводит тепло, выделяющееся при бурении, и продлевает срок службы бурового долота.

Большая применимая глубина: при бурении глубоких скважин расход давления на циркуляцию бурового раствора остаётся управляемым, что делает данную технологию подходящей для бурения на большие глубины.

Стоимость относительно легко контролировать: глинистый материал легко достать, а сам процесс отлажен.

Применимые сценарии:

свободный песчаный слой, глинистый слой, галечный слой, трещиноватые зоны горных пород

Глубокие водозаборные скважины (глубиной свыше 300 метров), геотермальные скважины и дождевые скважины большого диаметра

Бурение с использованием канатного кернообразования в сложных пластах ( Буровая установка с канатным бурением нашей компании часто используется в сочетании с технологией бурения в мягких породах)

Ограничения:

В регионах с дефицитом воды затраты на забор воды и обработку шлама высоки.

Шлам может засорять водоносные горизонты и влиять на сток скважин (требуются меры по защите от шлама)

Каменные обломки загрязнены илом, и точность геологической стратификации снижается.

3. Рекомендации по выбору в реальных проектах

4. Решения, предоставляемые нашей компанией

Буровая установка с продольным типом обратной циркуляции воздуха, выпускаемая нашей компанией специально разработан для бурения в твёрдых породах и отбора проб при геологоразведочных работах, обеспечивая высокую скорость подъёма керна и его высокую репрезентативность; особенно подходит для гидрогеологических исследований и поисков полезных ископаемых.

В то же время, для сценария бурения в иле мы предоставляем буровые установки для скважин и Буровые установки с канатным ядром , который может быть оснащён буровыми насосами большой производительности и виброситовыми системами для обработки песка, что позволяет удовлетворять строительные требования при работе с сложными пластами и скважинами на водозабор.

Советы : Перед принятием решения проведите простой обследование на месте или проконсультируйтесь с техническим специалистом — так мы сможем порекомендовать наиболее экономичное сочетание технологических процессов бурения.