Бурение скважин (well drilling)

Бурение скважин (well drilling) - технологический процесс разрушения горных пород различными способами, приводящий к образованию цилиндрической выработки - скважины. Бурение осуществляется, как правило, в земной коре, реже в искусственных материалах (бетоне, асфальте и др.). В ряде случаев процесс бурения включает крепление стенок скважин (как правило, глубоких) обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками скважин.

Процессы, сопровождающие бурение скважин, в зависимости от закономерностей, характеризующих их протекание, могут быть обобщены следующим образом:

1. Механические (разрушение проходимых пород, спуско-подъёмные операции и др.). 

2. Гидравлические (движение жидкости в колонне бурильных и обсадных труб и затрубном пространстве, транспортировка выбуренных частиц и др.).

3. Тепловые (нагревание и охлаждение бурового и цементного растворов, бурового инструмента и др.).

4. Массообменные и диффузные (вытеснение одной жидкости другой в процессе цементирования, насыщение бурового раствора воздухом или пластовой жидкостью и др.).

5. Физико-химические.

Иногда бурение подразделяют по типу бурового инструмента (шнековое, штанговое, алмазное, шарошечное и т.д.); по типу буровой машины (перфораторное, пневмоударное, турбинное и т.д.), по методу проведения скважин (наклонное, кустовое и т.д.). 

Технические средства бурения состоят в основном из буровых машин (буровых установок) и породоразрушающего инструмента.

Бурение развивалось и специализировалось применительно к трём основным областям техники:

1. Наиболее глубокие скважины (несколько км) бурятся на нефть и газ
2. Менее глубокие (сотни м) для поисков и разведки твёрдых полезных ископаемых.
3. Скважины и шпуры глубиной от нескольких метров до десятков метров бурят для размещения зарядов взрывчатых веществ (главным образом в горном деле и строительстве).

Способы бурения:

Вращательный - механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрущающего инструмента с приложением осевой нагрузки.

Роторный - вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа.

Турбинный - вращательное бурение, при котором породоразращающий инструмент вращается турбобуром.

Объёмный - вращательное бурение, при котором породообразующий инструмент вращается винтовым (объёмным) двигателем.

Электробуром - вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром.

Алмазный - вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами.

Твердосплавный - вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твёрдыми сплавами.

Дробовой - вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью.

Ударный - механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента.

Ударно-канатный - ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом.

Ударно-штанговый - ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту бурильными трубами.

Ударно-вращательный - механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента.

Гидроударный - ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником.

Вибрационный - механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется виброударником.

Гидродинамический - бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струёй жидкости.

Термический - бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием

Электрофизический - бурение, при котором разрушается горная порода под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда.

Взрывоударный - бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва.

Химический - бурение, при котором горная порода разрушается под действием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию.

С промывкой  - бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости.

С продувкой - бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа.