Способы бурения
Способы бурения скважин классифицируются по характеру воздействия на горные породы: механическое, термическое, физико-химическое, электрическое и др. В промышленном бурении применяют только механический способ разрушения горных пород. В этом случае для разрушения горных пород применяют специальный породоразрушающий инструмент, называемый долотом. Распространены два способа механического бурения: ударный и вращательный. Ударный способ бурения находит применение в основном в горнорудной промышленности, а при бурении нефтяных и газовых скважин применяют только вращательный способ бурения. При этом применяют долота лопастные, шарошечные и алмазные для сплошного и колонкового бурения.
При вращательном способе бурения разрушение горной породы производится в результате одновременного воздействия на долото осевой нагрузки и крутящего момента. Под воздействием осевой нагрузки долото внедряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалывает, дробит и истирает её.
Существует два способа вращательного бурения – роторный, когда долото приводится во вращение с поверхности, и с применением забойных двигателей (гидравлических и электрических).
Буровая установка – это комплекс наземного оборудования, необходимый для выполнения операций по проводке скважины. В состав буровой установки входят:
буровая вышка;
оборудование для механизации спуско-подъёмных операций;
наземное оборудование, непосредственно используемое для бурения;
силовой привод;
циркуляционная система бурового раствора;
привышечные сооружения.
Буровая вышка – сооружение, установленное над устьем скважины и предназначенное для спуска и подъема бурового инструмента, бурильных и обсадных труб, забойных двигателей, размещения бурильных свечей и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.
Различают два типа буровых вышек: башенные и мачтовые. Их изготавливают из труб или прокатной стали. Основные параметры вышек – грузоподъемность, высота (зависит от длины свечи), ёмкость «магазинов» для свечей, размеры верхнего и нижнего оснований, масса.
Оборудование для механизации спуско-подъемных операций (СПО) включают лебедку и талевую систему, состоящую из системы неподвижных блоков – кронблока, и подвижного талевого блока. Талевая система соединена подвижным (ходовым) концом каната с барабаном буровой лебедки, а неподвижный коней каната крепится в специальном устройстве, позволяющим производить перетяжку каната. На талевый блок подвешивается буровой крюк. Для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию бурильных труб применяют специальные ключи: подвесные – машинные (УМК), пневматические (ПБК) и стационарный ключ АКБ-3М. Для механизированного захвата и освобождения бурильных труб служит пневматический клиновой захват ПКР-560.
Наземное оборудование, предназначенное для бурения, включает вертлюг, буровые насосы, напорный рукав и ротор. Для приготовления, сбора и очистки бурового раствора служит циркуляционная система, включающая в себя емкости, желоба, шламовые насосы и средства для очистки бурового раствора от обломков выбуренной породы.
Силовой привод обеспечивает функционирование всей буровой установки – он снабжает энергией буровую лебедку, насосы и ротор. Различают привод электрический переменного и постоянного тока, дизельный, дизель-электрический, дизель-гидравлический. Суммарная мощность привода буровых установок составляет от 1000 до 4500 кВт.
К привышечным сооружениям относятся:
помещение для размещения привода и передаточных механизмов;
насосное помещение для размещения буровых насосов и приводных двигателей;
приемные мостки, предназначенные для затаскивания на пол буровой бурильного и технологического оборудования;
стеллажи для хранения бурильных и обсадных труб, долот и забойных двигателей;
запасные емкости для бурового раствора;
трансформаторная площадка;
площадка для хранения сухих материалов для приготовления бурового раствора.