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:
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. |
|