Лекция 4. Обзор современных способов бурения. Классификация современных способов бурения.
Способы бурения можно классифицировать:
по способу разрушения горных пород.
типу породоразрушающего элемента,
виду передачи энергии долоту,
взаимному положению устьев скважины,
составу и свойствам буровых растворов,
способу промывки,
целям бурения и назначению скважин,
конструкции скважин,
положению оси скважины в пространстве.
Чаще классифицируют по способам разрушения:
механическое,
гидромеханическое,
взрывное,
огневое,
электрогидродинамическое,
магнитострикционное и др.
Наиболее эффективным на сегодняшний день считается механический способ разрушения.
Механический способ разрушения
В
ращательное
бурение
Ударное бурение
применение
(по способу привода долота верхнего (по типу бурового
в
о
вращение) привода
инструмента)
роторное бурение забойными ударно- ударно-
д
вигателями
штанговое
канатное
турбинное бурение бурение
электробуром гидравлическими
на трубах винтовыми забойными
объемными двигателями
При ударном бурении ствол скважины создается цикличными ударами долота по забою. Долото и ударная штанга прикрепляют к штангам при ударно-штанговом бурении или к инструментальному канату при ударно-канатном бурении. Приподнимание долота осуществляется балансиром бурового станка.
Кривошипно-шатунный механизм действует на балансирную раму. Рама опускается, оттяжной ролик натягивает инструментальный канат. Канат поднимает долото под забоем на 0,05-1,5м. При подъеме балансирной рамы долото падает и разрушает породу. При штанговом бурении ясс (раздвижная штанга) предохраняет штанги от действия динамических нагрузок, допуская свободное перемещение штанг вниз после удара долота о забой (Яссы конструктивно являются труба в трубе).
Очистка забоя от шлама производится с помощью желонки. Желонка включает в себя цилиндр и поршень, оборудованный обратными клапанами.
Буровой раствор обычно не используется при ударном бурении. Для предотвращения обвалов спускается обсадная колонна.
Схема ударно-канатного бурения
1 – долото
2 – ударная штанга
3 – расширитель
4 – обсадная колонна
5 – раздвижная штанга (ясс, самопад)
6 – канатный замок
7, 9 – обратные клапаны
8 – желонка
10, 12 – кривошипно-шатунный механизм
11 – инструментальный канат
13 – балансирная рама
14 – оттяжный ролик.
Особенности ударного бурения.
частота ударов от 10-20 до 100-150 в мин
большая мощность удара
разрушает по твердости породу при малой мощности бурового станка.
низкая скорость проходки – несколько м/час
отсутствие буровых насосов, очистных устройств, непрерывной промывки глубина бурения менее сотни метров.
Качество вскрытия низконапорных пластов улучшается из-за отсутствия бурового раствора, но при этом не создается противодавления на стенки скважины. Повышается опасность обвалообразований, приходится спускать большое число обсадных колонн.
Нельзя вскрывать высоконапорные пласты из-за опасности фонтанирования, выбросов, пожаров.