Tecnologia de perfuração de um poço artesiano para água

perfuração de cluster

O método leva esse nome porque o esquema final de bocas e rostos se assemelha a uma espécie de arbusto. Poços de várias faces, agrupados em um local, convergem para uma boca. No caso deste método, os trabalhos de instalação e preparação são significativamente reduzidos, o número de ligações de transporte em funcionamento, linhas de energia e abastecimento de água são reduzidos.

Uma característica do método cluster é uma certa condição para a construção de um poço. Em particular, a condição mais importante é a ausência de interseção de troncos entre si.

As desvantagens do método:

• É necessário interromper a operação dos poços até que a construção de uma determinada estrutura seja concluída para fins de segurança contra incêndio.
• Alto risco de cruzar copos concluídos.
• A revisão de tal estrutura é bastante complicada.
• Ao perfurar debaixo d'água, é difícil eliminar grifos.

A perfuração de almofada é utilizada quando é necessário aumentar a recuperação de petróleo e gás em uma área produtiva, ou quando um poço ocioso é retomado. A construção de um poço com método de agrupamento pode ser trilateral, dupla lateral paralela, dupla lateral sequencial.

O desenho da bucha tem uma forma cônica com um topo em forma de plataforma de bucha. O volume de instalação e trabalho preparatório depende da colocação da boca do mato, e a área do território para futura alienação do mato também depende disso. A máxima eficiência deste método de perfuração é alcançada em áreas pantanosas.

Métodos de perfuração industrial

O método do trado é usado ao trabalhar em áreas com solo de areia e cascalho. Os aquíferos podem estar localizados a uma profundidade de várias dezenas de metros. Com este método, o solo é empurrado para fora pelas lâminas do dispositivo rotativo. Este método de produção é considerado bastante rápido. Mas é mais usado na construção de estruturas de tamanhos pequenos.

Esquema de perfuração percussiva

Com o método de corda de choque, um poderoso cinzel pontiagudo é usado para desenvolver rochas do solo. Produz movimentos de ida e volta, realizando a destruição do solo. Para uma produção mais eficiente, é utilizada uma haste de pesagem especial. Está ligado à estrutura de perfuração.

O método de escavação mais produtivo na construção de dispositivos de captação de água é considerado o método rotativo. Sua eficiência é várias vezes maior do que o método de impacto de corda. Isto é conseguido devido a certas características de design da instalação:

• durante o trabalho, uma broca cônica é usada como parte da coluna de perfuração;
• sua rotação é realizada usando um rotor;
• colar de perfuração é usado para aumentar a produtividade;
• as paredes dos poços são tratadas com uma solução de lavagem especial;
• para a disposição final do poço, são utilizados tubos de revestimento, dispositivos de filtragem e unidades de bombeamento.

Equipamento

A perfuração rotativa não pode ser realizada sem equipamento especial, que inclui os seguintes dispositivos e mecanismos:

• torre;
• rotor;
• equipamento de perfuração acionado;
• equipamento de bombeamento tipo pistão;
• giro de perfuração;
• mecanismos e equipamentos para limpeza com solução de lavagem;
• sistema de deslocamento, constituído por um bloco de coroamento;
• calha;
• peneira vibratória;
• hidrociclones (geralmente usados ​​na perfuração de petróleo).

A versão móvel da perfuratriz rotativa possui todos os componentes acima, exceto o sistema de limpeza com solução de lavagem.

caminho oblíquo

Para realizar uma técnica de furação inclinada, são necessárias as seguintes ferramentas e materiais:

Ferramenta de perfuração da terra:

• Cutelo;
• Feixe;
• Fio;
• Pino guia de broca longo;
• Cabo;
• Revestimento;
• Cabo metálico.

Este método é usado com mais frequência no reparo de comunicações, especialmente nos casos em que um edifício residencial já foi construído, mas é necessário conduzir esgoto ou abastecimento de água através da fundação. Para evitar cavar valas profundas, é usada a perfuração inclinada. Para começar, o ângulo de inclinação é calculado para que a parte inferior do poço coincida com a extremidade do tubo embutido.

Uma broca de terra é instalada em um local pré-selecionado e imediatamente recebe o ângulo de inclinação desejado com a ajuda de uma viga transversal colocada na vala. Um pino guia é instalado na broca, o que permite manter a direção definida antes de iniciar o trabalho e a perfuração do furo começar. Aqui, é necessário o monitoramento contínuo do processo, pois ao aprofundar ou desviar da trajetória desejada, as paredes do poço devem ser cercadas.

Quando o furo está pronto, um tubo de revestimento é abaixado nele, repetindo o diâmetro do poço.

estrutura de revestimento

Um cabo e um cabo de metal são passados ​​para dentro do tubo, então o cabo ou mangueira necessário é puxado para dentro do tubo com a ajuda de um cabo. Uma corda é amarrada ao cabo, com a qual, se necessário, o cabo é puxado para trás.

Se um cabo de alimentação for colocado no tubo, a mangueira ou o cabo podem ser facilmente substituídos. Nesse caso, é possível lidar apenas com a ajuda de apenas uma perfuração inclinada, enquanto não será necessário cavar uma vala profunda e violar a integridade da fundação.

Áreas de uso dessa tecnologia

Dentre os pontos de aplicação da perfuração de poços, vale destacar alguns básicos.

Indústria de mineração - desenvolvimento de depósitos de montanha de minerais sólidos.

O resultado da passagem é um núcleo com estrutura sólida, que é utilizado para analisar as rochas desta área. Periodicamente é extraído para conhecer o quadro da ocorrência de rochas nesta área.

Abastecimento autônomo de água - a organização do processo precisa estudar as entranhas das propriedades privadas para ter acesso às fontes de água subterrâneas. A perfuração hidrogeológica é necessária para selecionar a localização de um poço de água.

Construção - para perfurar um poço ditador para cravar estacas - equipar fundações de estacas. Os construtores precisam saber a que profundidade haverá uma camada de areia ou pedras grandes. A estabilidade do edifício depende disso. Esta tecnologia é ideal para perfurar furos de grande diâmetro em estruturas de concreto armado.

Um método semelhante é adequado para passagem vertical de poços, horizontal e no ângulo desejado.

Método de curvatura artificial

A curvatura artificial do eixo do vidro de perfuração é aplicável quando é necessário perfurar poços de petróleo ou gás. O desvio artificial é dividido em cluster e multilateral. Este método foi aplicado com sucesso nos seguintes casos:

• Para trabalhar com camadas profundas sob declives;
• Em caso de desvio do tronco concluído;
• Quando o petróleo ocorre sob uma camada de depósitos de sal;
• Se necessário, contorne lugares em ruínas;
• Para abrir as camadas sob o fundo do reservatório;
• Durante a construção da face em camadas sob edifícios residenciais;
• Se for impossível eliminar o poço aterrado;
• Para fugir com uma nova direção;
• Para economizar tempo de perfuração;
• Ao perfurar com um método de cluster em uma área plana;
• Ao passar uma camada de carvão para desgaseificação.

O processo de empenamento forçado requer motores especiais, incluindo furadeira elétrica, furadeira turbo e motor de parafuso.

https://youtube.com/watch?v=f74Rdq0gXeQ

Método multilateral

Este método consiste em conduzir dois eixos a partir do vidro de fundo de poço principal, enquanto o eixo principal é usado mais de uma vez.

Neste caso, a área de trabalho e a superfície de filtração aumentam, mas o volume de trabalho de perfuração na formação da superfície diminui.

Dependendo dos eixos auxiliares, são possíveis os seguintes tipos de design multilateral:

• Radial - eixo principal horizontal e radial - auxiliar.
• Ramificado - consiste em dois troncos inclinados e um principal inclinado.
• Ramificado horizontalmente - semelhante ao tipo anterior, mas o ângulo dos troncos auxiliares é de noventa graus.

A escolha do tipo de projeto multilateral é determinada pela forma dos poços auxiliares e sua colocação no espaço.

Tipos de poços

Os poços são de 3 tipos principais:

• filtro;
• artesiano;
• Abissínio.

Filtre bem (para areia)

O poço do filtro é cavado a uma profundidade de 40 a 50 metros. O limite para isso é a camada arenosa. Mais profundo do que isso, a perfuração de poços desse tipo não é realizada.

Esquema de um poço artesiano com condutor

Artesianos são considerados os tipos mais profundos. A profundidade de sua perfuração varia de 50 a 400 metros. O principal objetivo desses furos é obter água artesiana limpa e de alta qualidade.

Abissínio - o mais raso. A profundidade de sua perfuração não excede 30 metros. Ao criar furos deste tipo, uma bomba submersível não é usada devido ao pequeno diâmetro do tubo.

Para residências particulares, as organizações que perfuram poços cavam um poço tipo filtro a uma profundidade de 40 a 50 metros. Tais poços de água são frequentemente chamados de artesianos, o que leva a uma substituição de conceitos. Sua diferença em relação aos poços de filtragem não está apenas na profundidade, mas também na qualidade da água recebida. Uma grande diferença no preço do trabalho e na complexidade da implementação.

Recursos de tecnologia

Primeiro, vamos definir o que é um método de perfuração rotativa. Esta é uma tecnologia especial para perfuração de poços, que é usada se for necessário que uma estrutura hidráulica forneça grandes volumes de água potável ambientalmente amigável. Ao mesmo tempo, o poço será distinguido pela operação estável e durável. Neste caso, este método é mais adequado do que qualquer outra tecnologia de perfuração.

A perfuratriz rotativa e a própria tecnologia têm as seguintes vantagens em relação a outros projetos e técnicas de perfuração:

• Um poço perfurado dessa forma terá alta produtividade, ou seja, produzirá água em grandes volumes.
• Durabilidade de uma estrutura hidráulica.
• O abastecimento de água do poço é realizado de forma estável (sem diminuição do nível e interrupções).
• A qualidade do líquido extraído estará no topo. Pode ser usado com segurança para fins de bebida.

Este método de perfuração de poços permite obter uma estrutura hidráulica que terá um débito tão alto que a água da fonte será suficiente não apenas para fornecer água a um prédio residencial, mas também para irrigar o jardim, encher piscinas e outros reservatórios , bem como para atender a diversas necessidades técnicas.

Uma sonda de perfuração rotativa é usada quando é necessário perfurar um poço profundo para água. A essência do método é a seguinte: um eixo com uma ponta na forma de um cinzel é abaixado no tubo de perfuração. Durante a rotação do eixo, a broca destrói a rocha. A rotação é realizada devido ao funcionamento da instalação hidráulica.

Para limpar o poço da rocha nele, é usada uma solução de lavagem especial. É alimentado no túnel através de tubos. Existem dois métodos de entrega que podem ser usados:

1. O fluido de perfuração é bombeado para o tubo de perfuração usando equipamento de bombeamento especial. Depois disso, é espremido através do anel. Este método é chamado de lavagem direta. Ele é mostrado no vídeo no final do artigo.
2. A segunda maneira é feita de forma diferente. A solução é alimentada no anular e, em seguida, usando equipamento de bombeamento, é bombeada para fora do tubo de perfuração junto com a rocha britada. Este método é chamado de retrolavagem.

O método de retrolavagem tem uma vantagem indiscutível - usando essa técnica, você pode obter uma estrutura hidráulica com grande débito, pois a abertura do aquífero é da mais alta qualidade. Entre as desvantagens está a necessidade de envolver equipamentos complexos de alta tecnologia, por isso essa técnica é mais cara.

A vantagem da perfuração rotativa com lavagem direta é seu relativo baixo custo em comparação com o segundo método. É por isso que esse método é mais usado na perfuração de poços de água em propriedades privadas.

Os principais métodos de perfuração de poços

Dependendo do tipo e condição das rochas na camada próxima à superfície, o diâmetro e o tipo da ferramenta de corte de rocha, o método de perfuração, o tipo de agente de limpeza e a coluna de perfuração, são usados ​​os seguintes métodos principais de perfuração de poços.

• 1. Instalação de um tubo-direção do poço em um buraco previamente cavado à mão. Após a instalação no poço, a direção do tubo é cimentada ou enterrada. Este método é usado na perfuração de poços de grande diâmetro com brocas de rolo com lavagem de lama (principalmente poços de petróleo e gás) e na perfuração de poços de exploração geológica usando o método de cabo de choque.
• 2. Perfuração do poço "seco", ou seja, sem lavar ou soprar. Esta opção é utilizada ao perfurar a partir da superfície da terra nos casos em que o intervalo superior da seção geológica é representado por rochas sedimentares usando projéteis convencionais (sem receptor de núcleo removível). Para a perfuração, o conjunto de núcleos é equipado com uma broca de metal duro tipo SM ou SA, e a perfuração é realizada com rotação lenta da coluna e cargas aumentadas até uma profundidade de 2-3 m no leito rochoso. Se o leito rochoso for mais profundo, a perfuração “seca” é realizada até a profundidade máxima possível e, em seguida, um tubo direcional é instalado e a perfuração é realizada no leito rochoso já com lavagem com uma ferramenta menor.

É possível perfurar a seco pousando uma coluna de revestimento equipada com uma broca ou sapata em rochas soltas soltas com rotação e sob a ação do aumento da carga axial até a profundidade máxima possível. Depois disso, a coluna de revestimento não é extraída, e a rocha dentro da coluna é perfurada já com lavagem com um conjunto de barril de núcleo menor.

3. A perfuração com martelo de ar de purga ou broca cônica pode ser usada em qualquer um, incluindo rochas duras, intemperizadas, rochas saturadas com grandes detritos e em profundidades consideráveis. Este método é recomendado para várias condições de perfuração, mas somente se nenhum testemunho for necessário no intervalo de perfuração. Para perfurar, por exemplo, um martelo pneumático P-105 (diâmetro da broca 105 mm) e um compressor que fornece uma pressão de ar de 0,2-0,5 MPa podem ser usados. Para perfuração operacional, é aconselhável ter um compressor móvel na organização com um conjunto de ferramentas de perfuração específicas para operações de perfuração.

Ao perfurar em rochas instáveis, aluviais e soltas, a perfuração com martelo pneumático pode ser realizada a partir da superfície com fixação avançada do poço, quando a destruição da rocha no fundo é acompanhada pelo entupimento da coluna de revestimento equipada com uma sapata ou um pedaço especial. De acordo com este esquema, a perfuração é realizada de acordo com os métodos OD, ODEX e DEPS da Atlas Copco.

4. A perfuração com lavagem com ferramentas diamantadas ou de metal duro é realizada ao perfurar em minas subterrâneas sem instalar tubos de revestimento, se as rochas forem estáveis ​​e não propensas a inchar e desmoronar.

Nesse caso, a água técnica é retirada do poço por um bico e entra no poço ao longo do sulco.

A cabeça do poço ao perfurar poços horizontais ou ascendentes perfurados em minas subterrâneas é necessariamente equipada com um bocal especial de vedação da cabeça do poço ao usar o projétil SSK para perfuração. Em seguida, a entrega e extração do receptor de testemunho e overshot é realizada devido à cabeça hidráulica ajustável no espaço vedado do furo de poço.

A opção de perfuração com flushing também é praticada na perfuração de poços da superfície do SSC. Neste caso, a perfuração é realizada com lavagem com água usando um conjunto de machos SSC com uma coroa de liga dura ou diamante até a profundidade máxima e um receptor de macho com macho é removido para a superfície. A água técnica, no estágio inicial, sai do poço e é removida para fora da sonda de perfuração ao longo do sulco. Em seguida, é perfurado o tubo de revestimento de tamanho maior deixado no poço e emergindo na superfície do tubo central, equipado com uma sapata reforçada. Após a perfuração com o tubo de revestimento, a perfuração com o projétil SSK continua e a perfuração com a coluna de revestimento é realizada até que a coluna de revestimento entre no leito rochoso denso.

A perfuração com lavagem também é realizada ao perfurar com uma coluna dupla de KGK (hidrotransporte do núcleo). Neste caso, a água circula pelas frestas da coluna e entra no reservatório sem vazar e sem entrar em contato com as paredes do poço.

Trabalho preliminar

Após a instalação da furadeira, chega uma comissão especial para verificar os equipamentos, máquinas e qualidade do trabalho.

Quando a sonda de perfuração está pronta, o trabalho começa a se preparar para a perfuração. Assim que a máquina de perfuração é instalada e a construção das estruturas é concluída, a máquina de perfuração é verificada por uma comissão especial. O capataz da equipe de perfuração, aceitando a comissão, juntamente com ele monitora a qualidade do trabalho, verifica os equipamentos e a implementação da proteção trabalhista.

Por exemplo, de acordo com o método de execução, as luminárias devem estar em invólucro à prova de explosão, a iluminação de emergência para 12 V deve ser distribuída por toda a mina.Todos os comentários feitos pela comissão devem ser levados em consideração antes do início da perfuração.

Antes de iniciar a perfuração, o equipamento é equipado com o equipamento apropriado: um furo quadrado, tubos de perfuração, um cinzel, dispositivos de mecanização de pequena escala, tubos de revestimento para um condutor, instrumentação, água, etc.

A sonda de perfuração deve ter casas para habitação, mirante, refeitório, balneário para secar coisas, laboratório para análise de soluções, equipamentos para extinção de incêndios, ferramentas auxiliares e de trabalho, cartazes de segurança, kits de primeiros socorros e medicamentos, armazém para equipamento de perfuração, água.

Esquema de instalação de uma torre para perfuração.

Após a instalação da torre de perfuração, inicia-se uma série de trabalhos de reequipamento do sistema de deslocamento, durante os quais os equipamentos são instalados e a mecanização em pequena escala é testada. A tecnologia de perfuração começa com a instalação do mastro. Sua direção deve ser definida exatamente no centro do eixo da torre.

Após a centralização da torre, a perfuração é realizada sob a direção. Trata-se do rebaixamento da tubulação para fortalecer os poços e o enchimento de sua extremidade superior, que deve coincidir no sentido da calha, de cimento. Depois que a direção do processo de perfuração for estabelecida, o alinhamento entre os eixos do rotor e da torre é verificado novamente.

No centro do poço, a perfuração é realizada sob o furo para o quadrado e no processo eles são revestidos com um tubo. A perfuração do poço é realizada por uma broca turbo, que é mantida por uma corda de cânhamo para evitar uma rotação muito rápida. Com uma extremidade é presa à perna da torre e a outra é segurada nas mãos através de um bloco.

Etapas do processo

A tecnologia é implementada na seguinte sequência:

• A superfície é limpa de detritos e objetos estranhos.
• Não muito longe do futuro buraco, eles cavam um buraco de dois metros de profundidade para drenar o fluido de lavagem.
• Um furo é perfurado no solo para acomodar a broca, a coroa é conectada ao tubo central, ela cresce à medida que é acionada.
• Depois com tubos de perfuração - o de cima é fixado em uma sonda acionada por um motor - assim começa o afundamento.
• Quando o tubo está completamente cheio, ele é elevado à superfície, extraindo a rocha dele com um martelo, os golpes não são aplicados com muita força.
• A broca é novamente imersa no poço e perfurada até atingir a profundidade necessária.

A perfuração ocorre com lavagem, mas se não houver água suficiente para isso, o fluxo de trabalho é realizado a seco. Se os especialistas usam ferramentas diamantadas em seu trabalho, eles usam uma emulsão especial para lavagem regular.

No caso de solo arenoso, vidro líquido, massa argilosa são adicionados à solução, fortalecendo as paredes do buraco.

Para solos com estrutura instável, o poço, em processo de aprofundamento, é reforçado com tubos de revestimento. Muitas vezes, em vez de lavar com água, é usado um golpe mais barato com ar comprimido.

Equipamento para sopro de poços com ar comprimido

Perfuração de poços de areia

Para perfurar um poço com suas próprias mãos, você pode usar o método de choque. Na área selecionada, prepare um local para montar o tripé.

O tipo de projétil depende do tipo de solo - o solo argiloso denso é perfurado com um vidro e o solo argiloso solto é perfurado com um fiador. O vidro pode ser transformado em bailer soldando um cone com uma bola de metal no interior do tubo.

A torre é montada na forma de um tripé de tubos de metal, uma polia para uma corda móvel é presa no topo. Na base, um mecanismo de elevação e um eixo estão presos, no qual a corda é enrolada.

Perfuração de poços de areia

No local onde o poço está planejado, é feito um recesso para o revestimento de meio metro. Um projétil deve cair neste buraco. O projétil sobe e desce abruptamente no recesso. Através de cada metro, a ferramenta de perfuração é levantada e limpa da terra aderente.

Características de perfuração em diferentes solos

Ao realizar a perfuração de percussão por cabo com as próprias mãos, dependendo dos tipos de solos encontrados, várias recomendações devem ser seguidas.

Solo macio e não friável

A maneira mais fácil de trabalhar é com um vidro de direção. Um guincho o abaixa até a superfície do solo. Quando uma quantidade suficiente de rocha é coletada dentro do vidro, ela é removida para fora.

solo solto

Um fiador com uma válvula é usado. Evita o derramamento de rocha, que é extraída apenas na superfície. Neste caso, é obrigatório fortalecer as paredes do rosto. Para esta finalidade são utilizados tubos de revestimento. Eles penetram profundamente no solo sob a influência de seu próprio peso, o que permite prolongar a vida útil do poço.

O diâmetro dos tubos de revestimento deve ser ligeiramente maior que a coluna de perfuração, o que garante sua passagem até a profundidade desejada.

rocha rochosa

Um cinzel é usado para esmagar o solo e um fiador é usado para extraí-lo. Para expandir o diâmetro do poço, o uso de uma coluna de revestimento não é suficiente. Para fazer isso, use um expansor especial com cortadores móveis. Ele é abaixado através do tubo de revestimento. Quando atinge a profundidade desejada da face, os cortadores se desdobram. Eles cortam o solo, o que facilita o movimento da coluna de revestimento.

A escolha de unidades de bombeamento para poços industriais

A retirada de água da estrutura de entrada é realizada por meio de bombas especiais. Ao escolhê-los, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:

• a potência da unidade utilizada;
• Tipo de equipamento;
• nível de pressão de operação;
• desempenho da unidade de bombeamento.

As unidades de bombeamento são usadas para bombear água limpa, que pode conter uma pequena quantidade de impurezas. Ligas metálicas resistentes à corrosão são usadas para fabricar a carcaça da bomba. O motor elétrico é protegido de forma confiável por um invólucro hermético.

As unidades de bombeamento do tipo submersível são usadas para extrair água de um poço industrial. Suas lâminas de trabalho são imersas em água. A bomba é fixada com um cabo de aço inoxidável.

Dispositivo de bomba centrífuga submersível

Na disposição final da estrutura, são montadas estruturas de captação de água. Com a ajuda deles, a água é entregue ao consumidor.

A essência da tecnologia

O dispositivo de destruição do solo é uma broca de núcleo (broca) - uma ferramenta especial que possui peças de corte de liga dura ou pastilhas de diamante.

Perfuração de núcleo

Com sua ajuda, os perfuradores profissionais criam rapidamente buracos no solo com a profundidade e o diâmetro desejados.

A perfuração de poços é realizada por artesãos em altas velocidades da parte principal, de modo que a instalação está sujeita a uma carga poderosa. Para o dispositivo da coroa - um anel durável e conveniente feito de tarugo de aço - uma peça cilíndrica oca com cortadores afiados - são usadas ligas duras: tungstênio, aço ou diamantes vencerão.

A coroa se move estritamente ao longo da borda e a rocha por dentro permanece intacta. Depois que o poço de trabalho é preenchido com solo, as amostras são removidas periodicamente para exame do receptor do núcleo e determinação da seção geológica do local.

O pequeno diâmetro da broca, de até 160 mm, permite superar várias centenas de metros em um turno, tudo depende da dureza da rocha.

Após a perfuração do testemunho ter sido concluída e os resultados terem sido examinados, é fácil iniciar a perfuração com trado com recuperação total do conteúdo do poço.

Classificação e características gerais dos métodos de perfuração

O processo de perfuração consiste na destruição da rocha no fundo do furo (poço) com uma ferramenta de perfuração e na remoção dos produtos de destruição (finos de perfuração) da mesma.

Com todos os métodos de perfuração, as seguintes operações principais são realizadas: preparação e instalação da máquina de perfuração para iniciar o trabalho, perfuração (destruição da rocha) com limpeza do fundo do poço dos produtos de destruição, construção da coluna de perfuração para obter a perfuração necessária profundidade e desmontá-la após a conclusão do trabalho, trocar ferramentas de perfuração desgastadas e mover a máquina para um novo local de perfuração ou perfuração de poço.

Atualmente, os métodos de perfuração de furos e poços (métodos de perfuração mecânica) rotacional, rotacional de choque, rotacional de choque e impacto rotacional são usados, bem como perfuração de fogo e combinada. A eficácia do uso de energia explosiva na perfuração explosiva de poços, bem como descargas elétricas de alta tensão na perfuração de pulso elétrico, é investigada.

Durante a perfuração rotativa, a ferramenta gira em torno de um eixo que coincide com o eixo do furo ou poço e simultaneamente com uma certa força é alimentada no fundo. A magnitude da força é definida a partir da condição de exceder a resistência máxima da rocha para o recuo na área de contato entre as lâminas de corte da ferramenta e a rocha. Neste caso, ocorre uma destruição consistente por indentação e lascamento de partículas de rocha do fundo. Os produtos de destruição são removidos usando hastes torcidas (ao fazer furos), trados (ao perfurar poços), lavando o fundo com água ou soprando com ar.

Em empreendimentos de mineração, utilizam-se: perfuração rotativa de furos com fresas com brocas manuais e perfurantes; perfuração rotativa (trado) de poços com cortadores e ferramentas diamantadas usando sondas de perfuração.

No método de perfuração de percussão, a ferramenta (cinzel ou coroa) atinge o fundo e destrói a rocha sob a lâmina. Após cada impacto, a ferramenta gira em um determinado ângulo, o que garante a destruição consistente de toda a área do fundo do poço e a obtenção de uma seção redonda do furo ou poço.

Durante a perfuração de percussão rotativa com martelos perfuradores convencionais e submersíveis (perfuradores), a ferramenta gira intermitentemente apenas nos intervalos entre os golpes por um dispositivo rotativo montado no martelo.Em alguns projetos de furadeiras de impacto, a rotação da ferramenta ocorre durante o período em que o pistão atinge a ferramenta.

Na perfuração rotativa de percussão com martelos de fundo de poço e martelos de perfuração com rotação independente, os impactos são aplicados a uma ferramenta em rotação contínua. A destruição da rocha com esses métodos de perfuração ocorre apenas como resultado da introdução da broca durante os impactos.

Na perfuração de percussão rotativa, os impactos são aplicados a uma ferramenta em rotação contínua sob uma grande força axial. A destruição ocorre tanto como resultado da introdução da ferramenta durante os impactos, quanto como resultado do lascamento da rocha durante a rotação da ferramenta.

A perfuração com brocas cônicas é realizada tanto no método de percussão com brocas rolantes puras quanto no método de percussão rotacional com brocas deslizantes, em que os dentes, juntamente com o rolamento ao longo do fundo, cortam a rocha com um movimento de deslizamento ao longo da superfície do fundo .

Durante a perfuração a fogo, a destruição da rocha no fundo dos poços ocorre devido a tensões térmicas que ocorrem quando a superfície da rocha é rapidamente aquecida por fluxos de gás quente (2000°C) emitidos pelos bicos do queimador em velocidade supersônica (2000 m/s ou mais).

Durante a perfuração explosiva, a destruição da rocha no fundo dos poços ocorre por sucessivas explosões de pequenas cargas explosivas. São conhecidos dois métodos de perfuração explosiva: perfuração com cartuchos, usando cartuchos de explosivos líquidos ou sólidos que explodem no fundo de um golpe ou detonador, e perfuração a jato, na qual componentes explosivos líquidos (combustível e oxidante) são alimentados através da broca para o fundo e uma carga plana líquida é formada. A explosão desta carga é causada pela injeção de uma gota de composição iniciadora (uma liga eutética de potássio e sódio).

Durante a perfuração de pulso elétrico, a destruição das rochas no fundo do poço ocorre devido à quebra elétrica de sua seção por uma descarga de alta tensão (até 200 kV). A energia liberada instantaneamente no canal de ruptura destrói a rocha, que é removida do fundo do poço por um fluxo dielétrico que circula no poço (óleo solar, água, etc.).

Estão sendo desenvolvidos métodos de perfuração combinados, nos quais há um efeito conjunto no fundo do poço de uma ferramenta de percussão e um cortador (método do cone de percussão), cortadores e cones (método do cone de corte), cortadores e um queimador de fogo (método do cone térmico método), um queimador de fogo e uma ferramenta de percussão (método de choque térmico).

Métodos de perfuração

O processo de fabricação de poços, como qualquer outra tecnologia, possui vários tipos:

• corda de choque;
• rotativo;
• perfuração do motor de fundo de poço;
• turbina;
• com motor de parafuso;
• furadeira elétrica.

Esquema de instalação para perfuração de poços com corda de choque.

O método de corda de choque de perfuração de poços é considerado o mais testado. Com ele, o poço do poço é formado devido a golpes periódicos da broca no fundo do poço. Este processo ocorre sob a influência do peso da própria broca e da haste pesada. A elevação da broca juntamente com a haste, que são fixadas na corda, ocorre devido ao balanceador do mecanismo de perfuração.

Com o método rotativo, a rotação da ferramenta é transmitida através do rotor. Nesse tipo de perfuração de poço, o rotor é instalado na cabeça do poço por meio de uma série de tubos de perfuração, que desempenham o papel de um eixo completo. Na perfuração de poços pequenos (com diâmetro do tronco pequeno), o processo ocorre devido aos motores do fuso.

O acionamento do rotor é realizado a partir do eixo cardan conectado ao guincho. Ou pode ser um acionamento por corrente de um motor. A vantagem do acionamento é que ele pode ajustar a velocidade de rotação em uma ampla faixa, reduzir a carga no guincho e reduzir seu desgaste.

O rotor para perfuração é selecionado de acordo com o grau de carga, potência e diâmetro do eixo. A perfuração rotativa tem 2 canais de transmissão de energia para o fundo do poço:

• mecânico da unidade;
• hidráulico das bombas.

Instalação para perfuração de poço rotativo e métodos de turbina e com a ajuda de uma furadeira elétrica.

Ao perfurar com um método de turbina, a coluna de perfuração não gira durante a operação, mas assume o torque do motor de fundo de poço. Este método também transfere energia hidráulica.

Método da turbina - transmissão de rotação para a broca do eixo da turbina, que é acionada pelo movimento do fluxo de lama. Acontece que com o método da turbina, apenas 1 canal de transferência de energia para o fundo do poço está envolvido no processo.

A turbobroca que fica acima da ferramenta é uma máquina que conduz o processo de conversão da energia hidráulica da pressão do fluxo do fluido utilizado em energia mecânica, visando a rotação da ferramenta.

O processo de perfuração consiste no abaixamento, levantamento da coluna de perfuração no poço e manutenção do seu peso. A coluna de perfuração é um conjunto de tubos abaixados no eixo, presos com travas de perfuração. Sua tarefa é fornecer energia hidráulica e mecânica à broca.