Brunnsborrning

Tricone rock bit

Brunnsborrning är processen att borra ett hål i marken för utvinning av en naturresurs såsom grundvatten , saltlösning , naturgas eller petroleum , för insprutning av en vätska från ytan till en underjordisk reservoar eller för utvärdering av formationer under ytan eller övervakning. Borrning för att utforska materialets beskaffenhet under jord (till exempel på jakt efter metallisk malm ) beskrivs bäst som borrhålsborrning .

PDC (Polycrystalline Diamond Cutter) borr
Tidiga roterande borrkronor

De tidigaste brunnarna var vattenbrunnar, grunda gropar grävda för hand i områden där vattenytan närmade sig ytan, vanligtvis med murade väggar eller träväggar som kantade insidan för att förhindra kollaps. Moderna borrtekniker använder långa borraxlar, vilket ger hål mycket smalare och djupare än vad som kunde produceras genom att gräva.

Brunnsborrning kan göras antingen manuellt eller mekaniskt och arten av erforderlig utrustning varierar från extremt enkel och billig till mycket sofistikerad.

Managed Pressure Drilling (MPD) definieras av International Association of Drilling Contractors (IADC) som "en adaptiv borrprocess som används för att mer exakt styra den ringformade tryckprofilen genom hela borrhålet." Målen med MPD är "att fastställa tryckmiljön i borrhålet gränser och hantera den ringformade hydrauliska tryckprofilen i enlighet därmed."

Historia

Den tidigaste registreringen av brunnsborrning är från 347 e.Kr. i Kina. Petroleum användes i det forntida Kina för "belysning, som smörjmedel för vagnsaxlar och lager för vattendrivna fallhammare, som en kolkälla för bläckstift och som ett medicinskt botemedel mot sår på människor och skabb hos djur . " I det forntida Kina låg maskiner för djupborrning i framkant av produktionen av saltlösningsbrunnar på 1:a århundradet f.Kr. De gamla kineserna utvecklade avancerade sjunkande brunnar och var den första civilisationen som använde en brunnsborrningsmaskin och använde bambubrunnar för att hålla hålen öppna.

patentet på rullkonen för den roterande stenbiten och utfärdades till den amerikanske affärsmannen och uppfinnaren Howard Hughes Sr. 1909. Den bestod av två sammankopplade koner. Den amerikanske affärsmannen Walter Benona Sharp arbetade mycket nära Hughes för att utveckla stenbiten. Framgången med denna bit ledde till grundandet av Sharp-Hughes Tool Company . 1933 uppfann två Hughes-ingenjörer, varav en var Ralph Neuhaus, trikonbiten, som har tre koner. Hughes patent för tricone biten varade till 1951, varefter andra företag gjorde liknande bitar. Hughes hade dock fortfarande 40 % av världens marknad för borrkronor år 2000. Den överlägsna slitageprestanda hos polykristallina diamantkompakta (PDC) borrkronor urholkade gradvis dominansen av rullkonborrkronor och i början av detta århundrade gick PDC-borrkronornas intäkter över dem från rullkoner. bitar. Tekniken för båda borrkronorna har avancerat avsevärt för att ge förbättrad hållbarhet och penetrationshastighet för berget. Detta har drivits av ekonomin i branschen och av förändringen från Hughes empiriska tillvägagångssätt på 1930-talet till moderna domänkoder för finita element för både den hydrauliska programvaran och mjukvaran för fräsplacering.

Borrkronor vid mekanisk borrning

Huvudartikel: Borrkrona (brunn)

De faktorer som påverkar valet av borrkrona inkluderar typen av geologi och riggens kapacitet. På grund av det stora antalet brunnar som har borrats används oftast information från en intilliggande brunn för att göra lämpligt urval. Två olika typer av borrkronor finns: fast fräs och rullkon . En fast fräs är en där det inte finns några rörliga delar, men borrning sker på grund av klippning, skrapning eller nötning av berget. Fasta skärskär kan vara antingen polykristallina diamantkompakta (PDC) eller varmpressade kornskär (GHI) eller naturlig diamant. Rullkonbits kan vara antingen hårdmetallskär (TCI) för hårdare formationer eller fräst tand (MT) för mjukare berg. Tillverkningsprocessen och kompositerna som används i varje typ av borrkrona gör dem idealiska för specifika borrsituationer. Ytterligare förbättringar kan göras på valfri borrkrona för att öka effektiviteten för nästan alla borrsituationer.

En viktig faktor vid val av borrkrona är vilken typ av formation som ska borras. Effektiviteten hos en borrkrona varierar beroende på formationstyp. Det finns tre typer av formationer: mjuk, medium och hård. En mjuk formation inkluderar okonsoliderad sand , leror , mjuka kalkstenar , röda bäddar och skiffer . Mellanstora formationer inkluderar dolomiter , kalkstenar och hård skiffer. Hårda formationer inkluderar hård skiffer, kalcit, lerstenar, cherty kalkstenar och hårda och nötande formationer.

Fram till 2006 delades marknadsandelar främst mellan Hughes Christensen , Security-DBS (nu Halliburton Drill Bits and Services), Smith Bits (ett dotterbolag till Schlumberger) och ReedHycalog (förvärvade av National Oilwell Varco 2008).

År 2014 hade Ulterra (då ett dotterbolag till ESCO Corp.) och Varel International (nu ett dotterbolag till den svenska verkstadskoncernen Sandvik) tillsammans tagit nästan 30 % av den amerikanska bitmarknaden och urholkat den historiska dominansen av Smith, Halliburton och Baker Hughes. 2018 blev Schlumberger, som förvärvade Smith 2010, dominerande på internationella marknader tack vare förpackning av borrkronor med sina andra verktyg och tjänster, medan Ulterra (nu ägs av private equity-bolagen Blackstone Energy Partners och American Securities) fortsatte en stark tillväxttrend, bli marknadsandelsledare inom borrkronor i USA enligt Spears Research och Kimberlite Research.

  • Tricone bit for well drilling (medium worn-out)

    Trikonborrkrona för brunnsborrning (medelsliten)

  • PDC bit for well drilling

    PDC-bit för brunnsborrning

  • Multiple Tricone Bits

    Flera Tricone Bits

  • Tricone Bit

    Tricone Bit

  • Drill Bit

    Borr

  • Damaged Drill Bit, pieces missing on the left hand cone

    Skadad borr, bitar saknas på vänster kon

  • Mud log in process, a common way to study the lithology when drilling oil wells

    Mud log in process, ett vanligt sätt att studera litologin vid borrning av oljekällor

Utvärdering av graderingen av slö borrkrona görs av ett enhetligt system som främjas av International Association of Drilling Contractors (IADC). Se Society of Petroleum Engineers / IADC Papers SPE 23938 & 23940. Se även PDC Bits

Se även

Manuella brunnsborrningsmetoder

Bibliografi

  •   Australian Drilling Industry Training Committee Ltd (1996). Borrning: manualen för metoder, tillämpningar och förvaltning (4:e upplagan). ISBN 978-1-56670-242-3 .

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Well_drilling&oldid=1145150215 "