Виды и способы бурения
Бурение скважин – это процесс, конечной целью которого является сооружение горной выработки в виде полого цилиндра в толще земли, исключающего возможность доступа работника в забой (из-за малого диаметра такой трубы).
Всего различаются три вида бурения, в зависимости от направления бурения:
- наклонно-направленное;
- горизонтальное;
- вертикальное.
Обычно бурение осуществляется в земной коре или искусственных материалах (асфальт, бетон). Область применения бурения достаточно широка и не ограничивается только добычей нефти или газа, оно также применяется: при анализе и изучении свойств горных пород, добыча твердых полезных ископаемых, в производстве взрывных работ (закладка снаряда), при искусственном закреплении горных работ, прокладка коммуникаций, разведка новых месторождений полезных ископаемых.
Существует больше десятка способов бурения скважин, однако, при добыче нефти и газа применяется только два, так как остальные находятся на экспериментальной стадии.
Пример ударно-канатного бурения приведен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Ударно-канатное бурение. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Принцип работы заключается в механическом воздействии бурового снаряда на породу (удар), в результате которого она разрушается и удаляется из скважины с помощью желонки.
Вторым основным способом бурения нефтяных и газовых скважин является вращательное.
Всего существует две разновидности вращательного бурения. При роторном бурении мощность двигателя передается ротору через лебедку, на котором находится долото, осуществляющее процесс бурения. При бурении с забойным двигателем, долото, находящиеся на валу, оказывает на породу механическое воздействие путем вращения. Порода из скважины извлекается при помощи работы насосов и бурового раствора.
Важным элементом буровой установки является породоразрушающий инструмент. По принципу разрушения такие инструменты делятся на три типа: инструменты режуще-скалывающего действия (для разрушения вязких и небольшой твердости пород), истирающе-режущего действия (для разрушения пород средней твердости, а также пластов, где породы средней твердости пересекаются с маловязкими породами) и дробяще-скалывающего действия (для разрушения крепких и очень крепких пород).
Классификация скважин
Скважина – это горная выработка в форме цилиндра, большой длины и малого диаметра, построенная человеком.
Основными элементами скважин являются: устье (пересечение скважины с поверхностью), забой (дно скважины), стенки, ось, обсадные колонны.
Существует огромное количество видов скважин, однако, при разработке нефтяных и газовых месторождений применяются только некоторые из них:
- Опорные. Такие скважины бурят, с целью изучения гидрогеологических условий месторождения и геологического строения.
- Параметрические скважины служат для изучения геологического строения месторождения на большой глубине, для оценки запасов нефти и газа.
- Структурные скважины бурятся для выявление наиболее перспективных районов месторождения для начал разработки.
- Эксплуатационные скважины служат непосредственно для добычи нефти и газа.
- Задача поисковых скважин заключается в поиске новых месторождений нефти и газа.
- Разведочные скважины бурят для подготовки залежей нефти газа к разработке.
Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Для успешного протекания процесса бурения необходимы разнообразные (по своим функциям) машины, оборудования и механизмы. Набор необходимых для бурения скважин машин, механизмов и оборудования представляет собой буровой комплекс. Главным звеном такого комплекса является буровая установка.
Буровая установка – это набор механизмов, машин и различного оборудования, которые обеспечивают выполнение операций по строительству скважин.
Современные буровые установки включают в себя буровые сооружения (приемные стеллажи и мостки, основания, вышки и укрытия различного назначения), манифольд (буровой рукав, нагнетательная линия, запорные механизмы), устройства для обогрева блоков буровой установки, машины и механизмы для изготовления бурового раствора, механизмы для трудоемких процессов (посты управления, регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации процессов, вспомогательная лебедка и другие) и буровое оборудование (ротор, двигатель, привод, насосы, буровая лебедка, талевый механизм и т.п.).
Одним из самых важных элементов буровых установок является буровая вышка. Функциями буровой вышки являются:
- размещение в пространстве талевой системы;
- поддержание бурильной колонны;
- проведение спускоподъемных операций;
- размещение бурильных труб.
Процесс бурения скважин – один из самых важных этапов разработки месторождений нефти и газа, от его успешного исполнения во многом зависит успех всей разработки в целом.
