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Problemas de soporte técnico de ingeniería en el campo de la perforación geológica

A finales de la década de 1980 y principios de la de 1990, la ex Unión Soviética completó una gran cantidad de trabajos de perforación de núcleos de exploración geológica, alcanzando 6,5438+08 millones ~ 24 millones de metros por año. En aquel entonces, el nivel y los tipos de métodos de perforación, perforación con núcleos, herramientas y equipos de perforación eran nada menos que de clase mundial. En los campos de perforación con carburo cementado, perforación sin núcleo de diámetro pequeño, extracción de muestras continua hidráulica con circulación inversa de rocas blandas, martillo hidráulico de fondo de pozo, extracción de muestras con cable y tecnología de registro inalámbrico para obtener directamente información geológica, el nivel de tecnología de perforación de la ex Unión Soviética ha superado el nivel internacional. nivel. En primer lugar, Rusia ha desarrollado con éxito equipos de perforación de velocidad continuamente variable impulsados ​​por energía CC y CA. La mayoría de los sitios de perforación están equipados con instrumentos de monitoreo que pueden ajustar y mantener reglas de perforación razonables, y han desarrollado equipos para optimizar y automatizar los proyectos de perforación. También se ha desarrollado enormemente la tecnología de perforación direccional y de perforación de fondo con múltiples orificios.

Los resultados mencionados anteriormente se caracterizan por campos de aplicación especializados y áreas de servicio limitadas. Están dirigidos a los equipos de perforación con cargas de trabajo pesadas de las principales oficinas geológicas y son principalmente adecuados para las tareas y condiciones geológicas de sus regiones. La velocidad promedio de perforación mecánica del departamento geológico ese año alcanzó de 600 a 800 metros por unidad mes. El metraje anual promedio de una sola plataforma de perforación es de 3.000 metros, mientras que algunos métodos de perforación, como la extracción de muestras continua con circulación inversa hidráulica, pueden alcanzar de 25.000 a 30.000 metros en temporadas adecuadas para las operaciones de campo. Los indicadores técnicos y económicos medios de las perforaciones geológicas rusas en realidad no son inferiores a los de los países extranjeros. En ese momento, todos los asuntos geológicos que enfrentaba el Departamento de Geología se resolvían mediante tecnología de perforación nacional. La tecnología extranjera no se había utilizado desde la década de 1950.

Por supuesto, Rusia todavía tiene algunas deficiencias en cuanto a la integridad y la intercambiabilidad de las plataformas de perforación totalmente hidráulicas, los cabezales de potencia móviles, los tubos de perforación de alta resistencia, las brocas de diamante de larga duración y los equipos y herramientas de perforación. En particular, es necesario seguir investigando la tecnología de perforación en condiciones geológicas complejas y el transporte de equipos de perforación en zonas de difícil acceso.

Creemos que mejorar la tecnología y los procesos de perforación geológica desde los siguientes aspectos es la dirección principal del futuro progreso científico y tecnológico, y también es la tecnología clave necesaria para desarrollar bases de materias primas minerales:

(1) Desarrollar y mejorar aún más la tecnología de perforación y el proceso de muestreo de extracción de muestras con doble tubo. Sólo bajo la condición de garantizar la tasa de extracción de muestras (muestreo), será posible realizar una tecnología de análisis multivariado rápido en el sitio de perforación, a través de. Métodos geoquímicos y métodos automáticos de procesamiento de datos. Obtener predicciones y evaluaciones de materias primas minerales en sitio.

(2) Mejorar aún más la tecnología y los equipos de perforación sin núcleo, incluido el desarrollo de nuevas brocas de uso múltiple y tecnología de pulsación de impacto superpuesta de brocas giratorias, para crear condiciones para el estudio directo in situ de las formaciones con registro. equipo.

(3) Al desarrollar nuevas herramientas y tecnologías de perforación, mejorar la versatilidad de los equipos de perforación para diversos métodos de perforación y mejorar la conveniencia del transporte de los equipos de perforación en diferentes condiciones de uso, mejorando así en gran medida la geología a gran escala. Eficiencia de las encuestas y mapeos ambientales. Las nuevas tecnologías y procesos involucrados aquí incluyen: reemplazo de brocas de fondo, herramientas de perforación en espiral hueca utilizadas con perforación diamantina, herramientas de perforación de doble tubo que pueden recuperar núcleos (muestras) de la sarta de perforación, herramientas de perforación en espiral hueca, etc.

(4) Investigar métodos técnicos geológicos y herramientas de muestreo de perforación adecuadas para la exploración geológica en áreas minerales de baja ley (áreas minerales pobres).

(5) Desarrollar equipos de perforación para perforar dentro de un rango de 1.000 metros sin torre para levantar la tubería de perforación, utilizar tecnología de perforación neumática y equipos con tubos dobles o tubos de perforación en espiral huecos, y desarrollar equipos de perforación portátiles. que sea fácil de transportar (en lugar de una base en forma de trineo), tecnología de perforación con extracción de muestras con cables y equipos que puedan usarse para la exploración de minerales sólidos y estudios de petróleo y gas para minimizar el daño al medio ambiente ecológico causado por las operaciones de perforación.

En la actualidad, el volumen anual de perforación de minerales sólidos y pozos de agua completados por la unidad de exploración geológica del Ministerio de Recursos Naturales de Rusia es de aproximadamente 6,5438+02.000 a 6,5438+0,4 millones de metros. Además, existe una importante carga de trabajo de perforación por contrato. Se estima que la carga de trabajo de perforación contractual no planificada requerirá de 600 a 800 equipos de perforación. Según los datos obtenidos del cuestionario, para completar eficazmente las tareas geológicas, la carga de trabajo de perforación anual debe alcanzar entre 2 y 2,5 millones de metros, por lo que es necesario aumentar adecuadamente el número de equipos de perforación. Sin embargo, el número total de plataformas de perforación actualmente en funcionamiento es sólo de unas 700, y más del 80% están funcionando en estado de avería. El equipo utilizado por el equipo de perforación es de producción nacional. Con la ampliación del equipo de perforación y la actualización del equipo técnico en el futuro, se espera que la proporción de la carga de trabajo de perforación para diferentes profundidades de pozo sea: 45% dentro de los 100 metros, 24% dentro de los 300 metros, 17% dentro de los 500 metros y 14% por encima de los 500 metros %.

El análisis muestra que la tecnología y los equipos de perforación modernos no pueden adaptarse a las tareas y condiciones de la exploración geológica en términos de los siguientes indicadores:

Considerando los factores de pérdida, el número total de equipos de perforación es insuficiente.

No hay suficientes equipos de perforación que puedan completar la perforación a una profundidad de 300 metros y que tengan cierta capacidad de sobrecarga y gran masa.

Falta de plataformas de perforación desmontables y equipos de perforación que puedan transportarse fácilmente a áreas de difícil acceso e instalarse en varias bases de transporte.

Falta equipo técnico que pueda combinar diferentes métodos de perforación para adaptarse a diversas condiciones geotécnicas y perforación de pozos inclinados.

En resumen, para completar los estudios geológicos que el gobierno federal necesita con urgencia, debemos desarrollar equipos de perforación con cabezal hidráulico desmontable modular de 50, 100 y 300 metros para reemplazar los voluminosos y antiguos. Equipos de perforación actualmente en uso.

La plataforma de perforación de nueva generación debe combinar varias tecnologías de perforación avanzadas (tecnología de extracción de núcleos por cable y tecnología de transporte hidráulico de núcleos), ser capaz de perforar pozos inclinados, adoptar diferentes métodos de conducción, transportarse por cualquier medio, incluidos helicópteros, e instalarse en varias bases de transporte. . También es necesario mejorar el nivel de estandarización de los equipos, utilizar tecnología de control remoto de procesos para mejorar los sistemas de conducción y control de las plataformas de perforación y desarrollar sistemas operativos auxiliares inteligentes (procesamiento de información y sistemas operativos) para los perforadores.

Para adaptarse a la plataforma de perforación, también se debe aumentar la potencia de la bomba, desarrollar equipos de elevación mecanizados y producir plataformas de perforación de soporte. Se ha mejorado el uso de brocas de diamante en diferentes condiciones, aumentando considerablemente la vida útil. La vida útil de las brocas utilizadas para la perforación con sonda con cable debe ser cercana al nivel de las brocas extranjeras.

Las tecnologías prometedoras para la perforación hidrogeológica son el cabezal giratorio móvil de los equipos de perforación tradicionales y los tubos de perforación de doble capa (canales centrales de doble tubo que transportan impactadores impulsados ​​por líquido) que se pueden utilizar para perforación por percusión hidráulica y perforación con gas. -perforación mixta líquida, el canal anular transporta gas, y el gas y el líquido se mezclan en un mezclador especial y luego se bajan al fondo del orificio de limpieza). La tecnología de perforación no sólo debe mejorar la eficiencia de la producción y garantizar el rendimiento natural del agua y la seguridad ecológica del pozo, sino también simplificar la estructura de perforación y reducir el consumo de metal. Para la investigación de la ingeniería geológica y el entorno geológico, un método de perforación razonable es utilizar una tubería de perforación de barrena hueca con un muestreador de cuerda (muestras de suelo y agua).

Desde mediados de la década de 1990, la carga de trabajo de perforación se ha reducido drásticamente, la situación financiera de las instituciones de exploración geológica se ha deteriorado y la situación ha cambiado repentinamente. Debido a que la carga de trabajo de perforación se puede completar con equipos previamente almacenados, la necesidad de equipos técnicos se reduce al mínimo. Los fabricantes de equipos de perforación han quebrado. Afortunadamente, las ventajas tecnológicas formadas por la ex Unión Soviética no se han perdido por completo. La investigación científica y el trabajo de diseño llevados a cabo en los últimos años no sólo han superado las deficiencias, sino que también han mejorado la tecnología de perforación.

Una encuesta realizada por la Oficina de Diseño Profesional de "Tecnología Geológica" muestra que la resistencia y la vida útil de las tuberías de perforación nacionales son entre un 40% y un 80% superiores a las de los productos extranjeros. El precio de los productos extranjeros (de la misma longitud) es entre un 20% y un 50% más alto, y el precio de los tubos especiales (tubos de perforación para el transporte hidráulico de núcleos) es el doble. Según las estimaciones de demanda de las unidades de exploración geológica, las ventas de equipos y herramientas de tecnología de perforación ascienden a aproximadamente entre 80.000 y 100.000 millones de rublos (a precios de 1997). Comprar estos equipos y herramientas en el extranjero costará entre 300.000 y 400.000 millones de rublos. Al mismo tiempo, en el futuro tendrá que comprar repuestos y materiales consumibles extranjeros a precios más altos. Normalmente, los proveedores utilizan este método para obligarlo a someterse. Al final, el equipo de exploración geológica ruso tuvo que depender exclusivamente de empresas extranjeras. Por supuesto, en circunstancias especiales cuando las unidades de producción se necesitan con urgencia, si ciertos equipos no se pueden producir en el país o en un corto período de tiempo, aún se pueden comprar equipos extranjeros, pero la cantidad de trabajos de perforación completados con equipos importados no debe exceder los 15.000 a 20.000 metros por año.

Creemos que mantener las ventajas tecnológicas y de producción de los equipos de perforación nacionales no sólo es beneficioso para Rusia, sino también para los intereses de Kazajstán, Ucrania, Bielorrusia y otros países de la CEI.

Considerando que el Ministerio de Recursos Naturales no cuenta con un departamento responsable del soporte técnico para proyectos de exploración geológica, recomendamos el establecimiento de una organización correspondiente o la reexaminación y registro de la organización original responsable de la ingeniería. soporte técnico para que pueda realizar las siguientes tareas:

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(1) Analizar periódicamente la situación actual en el país y en el extranjero, proponer requisitos técnicos y supervisar el progreso del soporte técnico de ingeniería.

(2) Formular planes estratégicos en este campo y coordinar el diseño de la investigación científica.

(3) Sobre la base del estudio de prototipos extranjeros avanzados, organizar la investigación (diseño) y prueba de nuevas tecnologías y nuevos procesos.

(4) Solicitud de patentes y protección de los resultados de las investigaciones sobre el progreso científico y tecnológico.

(5) Organizar la producción de prueba de los fabricantes y el desarrollo de nuevas tecnologías.

(6) Investigar las perspectivas de ventas de nuevos equipos y máquinas, comprender la demanda y formular planes de producción.

(7) Organizar la promoción de nuevas tecnologías, incluida la formación presencial del personal y los servicios técnicos.

Las unidades de investigación y diseño científicos, las empresas manufactureras de propiedad federal, las empresas por acciones y de propiedad estatal y los usuarios deben unirse para completar las tareas anteriores. Por lo tanto, es necesario establecer un centro tecnológico de ingeniería integral y denominarlo "Centro Tecnológico de Ingeniería Geológica de Rusia". El líder del centro puede ser el diseñador jefe (o director) del departamento. El centro debe elaborar planes estratégicos para la investigación y el desarrollo, la fabricación y la promoción de nuevas tecnologías, hacer un buen trabajo de organización y coordinación, fortalecer la protección mediante patente de los resultados de la investigación científica y ajustar los flujos de inversión (incluida la asignación de proyectos clave de nuevas tecnologías y inversiones clave en renovación de activos fijos).

Las unidades de investigación científica con orientación técnica y las oficinas de diseño profesionales deben estudiar las necesidades de los usuarios y los niveles de tecnología moderna del mundo, presentar sugerencias de investigación científica e implementarlas de acuerdo con las tareas del centro. Las unidades de investigación científica y las oficinas de diseño profesionales también deberían participar en el desarrollo y prueba de nuevas tecnologías en las fábricas de propiedad federal. El centro puede cooperar con fábricas por acciones en forma de acciones tecnológicas. Los institutos de investigación científica y las oficinas de diseño profesionales del departamento pueden trabajar con la organización de diseño de la fábrica para desarrollar nuevas tecnologías y mejorar los equipos tradicionales.

Para las unidades de producción que realizan tareas federales importantes, también se pueden establecer centros de servicios y desarrollo de tecnología de exploración geológica local (tecnología de laboratorio) sobre la base de unidades relevantes para lograr resultados más satisfactorios.