Бурение — это процедура разламывания горных пород специальной бурильной техникой. Бурение, как и многие другие технологии, имеет несколько направлений.
Эти направления зависят от положения горного пласта:
- вертикальное;
- наклонно-направленное;
- горизонтальное.
Процесс прокладывания в земле направленного цилиндрического ствола называют бурением. Впоследствии этот канал называют скважиной. В диаметре она должна быть меньше длины. Устье скважины (начало) располагается на поверхности. Забоем и стволом называют дно и стены скважины соответственно.
Подготовка к процессу
При бурении скважин сначала:
- На участок бурения подвозят бурильную технику.
- Потом начинается процесс бурения. Он заключается в углублении ствола скважины путем промывания его и бурения.
- Во избежание обрушения стенок скважин проводят разобщение пластов — работы по укреплению пластов земли. Для этого в пробуренную землю опускают и прокладывают трубы, которые соединяются в колонны. Затем все пространство между трубами и землей цементируют (тампонируют).
- Последний этап работ называется освоение скважин. В него входит вскрытие последнего пласта, установка призабойной зоны, а также перфорация и вызов оттока.
Для того чтобы начать бурение сначала, нужно осуществить подготовительные работы.
Сначала оформляют документы, разрешающие вырубку и расчистку лесного массива, но для этого нужно получить согласие лесхоза. При подготовке участка для бурения проводят следующие работы:
- разбивка зон на участки по координатам;
- вырубка деревьев;
- планировка;
- возведение поселка рабочих;
- подготовка основы для буровой;
- приготовление и разметка площадки;
- установка фундаментов под цистерны на ГСМ складе;
- устройство обволоки склада, приготовление оборудования.
Следующий этап работ — это подготовка вышкомонтажного оборудования. Для этого:
- производят монтаж техники;
- монтаж линий;
- монтаж подвышечных оснований, оснований и блоков;
- монтаж и подъем вышки;
- пусконаладочные работы.
Предварительные работы
Когда бурильная установка готова, начинаются работы по приготовлению к бурению. Как только буровая машина установлена и возведение сооружений закончено, буровую проверяет спецкомиссия. Мастер бригады бурения, принимая комиссию, вместе с ней следит за качеством работ, проверяет технику и исполнение охраны труда.
Например, светильники по способу исполнения должны быть во взрывобезопасном кожухе, по шахте должно быть распределено аварийное освещение на 12 V. Все замечания производимые комиссией должны быть учтены до начала работ по бурению.
До того как начать буровые работы, техника оснащается соответствующим оборудованием: шурфом под квадрат, буровыми трубами, долотом, приспособлениями малой механизации, обсадными трубами под кондуктор, контрольно-измерительными приборами, водой и т. д.
На буровой должны быть домики для жилья, беседка, столовая, баня для сушки вещей, лаборатория для анализа растворов, инвентарь для тушения пожаров, вспомогательный и рабочий инструмент, плакаты по технике безопасности, аптечки и медикаменты, склад для бурильного оборудования, вода.
После того как вышка для бурения была установлена, начинается ряд работ по переоснастке талевой системы, в процессе чего осуществляется установка оборудования и апробирование средств малой механизации. Технология забуривания начинается с установки мачты. Ее направления должно быть установлено точно по центру оси вышки.
После центровки вышки производится бурение под направление. Это опускание трубы для упрочнения скважин и заливка ее верхнего конца, который должен по направлению совпадать с желобом, цементом. После того, как направление в процессе бурения скважин было установлено, еще раз проверяют центровку между осями ротора и вышки.
В центре скважины производят бурение под шурф для квадрата и в процессе обсаживают трубой. Бурение шурфа скважины исполняется турбобуром, который во избежание слишком быстрого вращения удерживается пеньковым канатом. Одним концом он крепится к ноге вышки, а второй удерживается в руках через блочок.
Завершение
После подготовительных работ, за 2 дня до пуска буровой, организуется конференция, где участвует вся администрация (главный инженер, технолог, главный геолог и т. д.). На конференции обсуждают:
- строение скважины;
- строение пород в месте геологического разреза;
- осложнения, которые могут возникнуть в процессе бурения и т. д;
- затем рассматривают нормативную карту;
- обсуждаются работы по безаварийной и скоростной проводке.
Процесс бурения может быть начат при оформлении следующих документов:
- геолого-технического наряда;
- разрешения о вводе буровой в действие;
- нормативной карты;
- вахтового журнала;
- журнала по буровым растворам;
- журнала ведения охраны труда;
- учета работы дизелей.
На буровой могут применяться следующие виды механизмов и материалов:
- цементирование оборудования;
- плакаты с надписями о безопасности и об охране труда;
- каротажное оборудование;
- питьевая вода и техническая;
- вертолетная площадка;
- цементные растворы и буровые ;
- химические реагенты;
- обсадные трубы и бурильные.
Бурение скважин — метод вырубания горной породы при котором образуется шахта. Такие шахты (скважины) испытывают на наличие нефти и газа. Для этого производят перфорацию ствола скважины для провоцирования притока нефти или газа из продуктивного горизонта. Затем производится демонтаж бурильной техники и всех вышек. На скважине устанавливается пломба с указанием названия и срока бурения. После этого мусор уничтожается, все амбары зарываются, а металлолом утилизируется.
Обычно вначале максимальный диаметр скважин не превышает 900 мм. В конце он редко когда достигает 165 мм. Процесс бурения представляет собой несколько процессов, в ходе которых происходит строительство ствола скважины:
- процесс углубления дна скважин посредством раскрашивания горных пород буровым инструментом;
- удаление разломанной породы их шахты скважины;
- крепление ствола скважин;
- проведение геолого-геофизических работ по исследованию породы разлома и обнаружению продуктивных горизонтов;
- спуск и цементирование глубины.
По глубине скважины бывают следующих типов:
- мелкая — глубиной 1500 м;
- средняя — глубиной до 4500 м;
- глубокая — 6000 м;
- сверхглубокая — свыше 6000 м.
Процесс бурения — это разламывание горных пород буровыми долотами. Разломанные части этой породы вычищают потоком промывочного (жидкого) раствора. Глубина скважин увеличивается в процессе разрушения забоя по всей площади.
Возникающие осложнения
При процессе бурения скважины могут возникнуть некоторые осложнения. Это могут быть:
- обвалы стен шахты;
- поглощения промывочной жидкости;
- аварии;
- неточное просверливание ствола скважин и т. д.
Обвалы могут возникнуть вследствие неустойчивой структуры породы. Их признаком могут служить;
- повышенное давление;
- слишком сильная вязкость промывочной жидкости;
- слишком большое количество обломков при промывке шахты.
Поглощение промывочного раствора происходит из-за того, что раствор, залитый в шахту, полностью засасывается пластом. Обычно это происходит тогда, когда пласты имеют пористую структуру или большую проницаемость.
Бурение — это процесс, при котором вращающийся снаряд доводят до забоя, а потом поднимают снова. При этом скважины просверливаются до коренных пород, врезаясь на 0,5-1,5 м. После этого в устье опускается труба для предотвращения размыва и для того, чтобы промывочная жидкость, выходя из скважины, попадала в желоб.
Частота вращения бурового снаряда и шпинделя зависит от физических свойств горных пород, диаметра и вида буровой коронки. Скоростью вращения управляет регулятор подачи, создающий нужную нагрузку на коронку. При этом он создает определенное давление на резцы снаряда и стенки забоя.
Прежде чем начать бурение скважины нужно составить ее проектный чертеж, где указаны:
- физические свойства пород: их твердость, устойчивость и водонасыщенность;
- глубина и наклон скважины;
- конечный диаметр скважины, на который влияет твердость пород;
- способы бурения.
Составление проекта скважин начинается с выбора ее глубины, диаметра по окончании бурения, углов забуривания, структуры.
Глубина картировочных скважин зависит от геологического анализа с последующим его картированием.
Способы бурения
Процесс проделывания скважин, как и любая другая технология, имеет несколько видов:
- ударно-канатное;
- роторное;
- бурение с забойным двигателем;
- турбинное;
- с винтовым двигателем;
- электробуром.
Ударно-канатный способ бурения скважин считается самым опробованным. При нем шахта скважины образуется за счет периодических ударов долота по забою. Этот процесс происходит под действием веса самого долота и тяжелой штанги. Поднятие долота вместе со штангой, которые закреплены на канате, происходит за счет балансира бурового механизма.
При роторном методе вращение инструменту передается посредством ротора. При этом виде бурения скважин ротор устанавливается на устье сквозь колону бурильных труб, которые играют роль полного вала. При бурении маленьких скважин (с небольшим диаметром ствола) процесс происходит за счет шпиндельных двигателей.
Привод ротора осуществляется от карданного вала, соединенного с лебедкой. Либо это может быть цепная передача от одного двигателя. Преимущество привода в том, что он может регулировать скорость вращения более с широким диапазоном, понижает нагрузку на лебедку и уменьшает ее изнашиваемость.
Ротор для бурения выбирается по степени нагрузки, мощности, а также по диаметру шахты. Роторное бурение имеет 2 канала передачи энергии для забоя:
- механический от привода;
- гидравлический от насосов.
При бурении турбинным способом, в процессе работы бурильная колонна не вращается, а перенимает вращающийся момент от забойного двигателя. При этом методе передается и гидравлическая энергия.
Турбинный способ — передача вращения долоту от вала турбины, которая приводится во вращение за счет движения потока раствора. Получается, что при турбинном способе в процессе задействован только 1 канал передачи энергии до забоя.
Турбобур, стоящий над инструментом, является машиной, которая приводит процесс преобразования гидравлической энергии давления потока используемой жидкости в механическую, направленную на вращение инструмента.
Процесс бурения представляет собой опускание, подъем бурильной колоны в скважину и поддержание ее на весу. Бурильная колона — это опущенная в шахту сборка из труб, скрепленных между собой бурильными замками. Ее задача — подача гидравлической и механической энергии к долоту.
