Бурение Общая схема буровой установки : 1 - буровое долото; 2 - УБТ; 3 - бурильные трубы; 4 - кондуктор; 5 - устьевая шахта; 6 - противовыбросовое устройства; 7 - пол буровой установки; 8 - буровой ротор; 9 - ведущая бурильная труба; 10 - буровой стояк; 11 - вертлюг; 12 - крюк; 13 - талевый блок; 14 - балкон верхового рабочего; 15 - кронблок; 16 - талевый канат; 17 - шланг ведущей бурильной трубы; 18 - индикатор нагрузки на долото; 19 - буровая лебёдка; 20 - буровой насос; 21 - вибрационное сито для бурового раствора; 22 - выкидная линия бурового раствора.
Бурение - процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники - бурового оборудования . Различают три вида бурения:
- Вертикальное бурение
- Наклонно-направленное бурение
Бурение скважин - это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки в земле, диаметр "D" которой мал по сравнению с её длиной по стволу "H", без доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно - забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.
Цикл строительства скважин
Шарошечное буровое долото
- строительство наземных сооружений ;
- углубление ствола скважины , осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видах работ - собственно углубления и промывки скважины;
- разобщение пластов , состоящее из двух последовательных видов работ: укрепления (крепления) ствола скважины опускаемыми трубами, соединёнными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;
- освоение скважин . Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока(оттока) флюида) называют закачиванием скважин.
1. Подготовительные работы к строительству. Получают документы на отвод лесного участка для вырубки леса, согласовываются с лесхозом; отбивка участка по координатам на месте; вырубка леса; планировка площадки; строительство жилого посёлка; подготовка основания для буровой; подготовка и планировка площадки; строительство фундаментов под ёмкости на складе ГСМ; устройства обволовки склада ГСМ; завоз оборудования и перевозка.
2. Вышкомонтажные работы. Монтаж оборудования; монтаж линий; монтаж подвышечных оснований, оснований и блоков; монтаж и подъём вышки; пусконаладочные работы.
3. Подготовительные работы к бурению. По окончанию монтажа буровой установки и строительства сооружений при вышках, буровая принимается спецкомиссией. Буровой мастер вместе с комиссией проверяет качество работ, опробует оборудование; проверяется состояние охраны труда. Электрическое освещение должно быть во взрывобезопасных светильниках; по буровой должно быть аварийное освещение 12 v; все недостатки и замечания комиссии должны быть устранены до забуривания. До начала работ буровая установка укомплектовывается буровым инструментом, долотами, обсадными трубами под кондуктор и буровыми трубами, приспособлениями малой механизации, контрольно-измерительными приборами, шурфом под квадрат, запасом воды, химических реагентов и т. д. На буровой должны быть: жилые домики, культурная будка, столовая, баня-сушилка, помещение для анализов растворов, противопожарный инвентарь на своих местах, набор ручного и вспомогательного инструмента, набор плакатов по технике безопасности, аптечки, запас ГСМ в емкостях с чёткой надписью типа топлива, склад для бурильного инструмента, склад для химических реагентов, амбар для сбора отработанных жидкостей, источник воды. После принятия установки от монтажников делается переоснастка талевой системы, монтаж оборудования и опробирование объектов малой механизации (УМК, противозатаскиватель и т. д.). Забуривание производится с установки мачтового направления, установленного строго по центру с осью вышки. Вышка центрируется, затем бурят под направление - опускают трубу и цементируют, верх направления соединяя с жёлобом. После направления ещё раз проверяется центрация вышки и ротора. Центр скважины бурят под шурф для квадрата и обсаживают трубой. Бурение шурфа производится турбобуром, придерживая его от реактивного вращения пеньковым канатом в три-четыре обвивки. Один конец привязывается к ноге вышки, второй держится в руках через блочок или ногу вышки. По окончанию подготовительных работ не позднее за 2 дня до пуска буровой, проводится пусковая конференция с участием администрации экспедиции (главного инженера, главного технолога, председателя профкома, главного геолога и начальника ПТО), где подробно знакомятся с конструкцией скважины, геологическим разрезом, свойствами пород, ожидаемыми осложнениями, режимом бурения. Рассматривается нормативная карта, обсуждаются мероприятия по безаварийной и скоростной проводке. Бурение может быть начато при наличии следующих документов: геолого-технического наряда (ГТН), акта о вводе в эксплуатацию буровой установки, нормативной картой, должны быть вахтовый журнал, журнал по буровым растворам, журнал по охране труда, журнал учёта работы дизелей. На буровой должны быть: цементировочное оборудование, коротажное оборудование, плакаты по охране труда и противопожарной безопасности, вертолётная площадка, питьевая и техническая вода, химические реагенты и материалы для буровых и цементных растворов, аварийный инструмент, бурильные и обсадные трубы.
4. Бурение скважины (проходка и крепление). В процессе бурения скважины выбуривается порода, в результате чего образуется ствол скважины, который необходимо крепить при помощи обсадных труб и цементажа.
5. Испытание скважин на приток нефти и газа. Производится перфорация стенок колонны для доступа к продуктивному горизонту с целью получения притока нефти и газа.
6. Демонтаж бурового оборудования и привышечных сооружений.
7. Рекультивация отведённой площади. Производится на скважине установка пломбы с табличкой о сроках бурения скважины и название предприятия, производящего работу. Зарываются все амбары, сжигается мусор, собирается металлолом для утилизации. Буровая площадка приводится в соответствие с нормами экологических служб.
Классификация скважин по назначению
Скважины на нефть и газ, можно систематизировать следующим образом:
- структурно-поисковые , назначение которых - установление (уточнение тектоники , стратиграфии , литологии , оценка продуктивности горизонтов) без дополнительного строительства скважин;
- разведочные , служащие для выявления продуктивных объектов, а также для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
- добывающие (эксплуатационные) , предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр. К этой категории относят также нагнетательные, оценочные, наблюдательные и параметрические скважины;
- нагнетательные , предназначенные для закачки в пласты воды, газа или пара с целью поддержания пластового давления или обработки призабойной зоны. Эти меры направлены на удлинение периода фонтанного способа добычи нефти или повышение эффективности добычи;
- опережающие добывающие , служащие для добычи нефти и газа с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
- оценочные , назначение которых - определение начальной нефтеводонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и проведение иных исследований);
- контрольные и наблюдательные , предназначенные для наблюдения за объектом разработки исследования характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;
- опорные скважины бурят для изучения геологического строения крупных регионов, чтобы установить общие закономерности залегания горных пород и выявить возможности образования в этих породах месторождений нефти и газа.
Способы бурения
| Способ бурения | Определение |
|---|---|
| Вращательный | Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложением осевой нагрузки |
| Роторный | Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа |
| Турбинный | Вращательное бурение, при котором породоразрушающий 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 |
Бурильная колонна
Бурильная колонна представляет собой спущенную в скважину сборку из бурильных труб скрепленных между собой бурильными замками, предназначенную для подачи гидравлической и механической энергии к долоту, для создания осевой нагрузки на долото, а также для управления траекторией бурящейся скважины.
Являясь совместно с долотом и забойным двигателем буровым инструментом, бурильная колонна выполняет следующие функции:
- передаёт вращение от ротора к долоту;
- воспринимает от забойных двигателей реактивные моменты ;
- подаёт к забою промывочный агент;
- подводит гидравлическую мощность к долоту и погружному гидравлическому двигателю ;
- вдавливает долото в горные породы на забое, действуя своей силой тяжести (осевую нагрузку на долото создает часть утяжеленных бурильных труб (УБТ), включенных в состав компоновки низа бурильной колонны (КНБК), часть утяжеленных бурильных труб (УБТ) служит для натяжения бурильной колонны (а именно для натяжения бурильных труб, как отвес) для создания перпендикулярности всей бурильной колонны относительно к поверхности земли). (правило до 75% от веса КНБК для создания осевой нагрузки на долото и 25% для натяжения бурильной колонны действует только на территории некоторых стран СНГ, многие заказчики и буровые подрядчики пренебрегаются этим правилом ставя приоритет на проходку);
- обеспечивает замену долота и погружного двигателя посредством транспортировки их к забою или на дневную поверхности;
- позволяет вести аварийные и другие специальные работы в стволе скважины.
Примечания
Литература
- Басарыгин Ю. М., Булатов А. И., Проселков Ю. М. Бурение нефтяных и газовых скважин. - Учеб. пособие для вузов. - М .: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. - 632 с. - ISBN 5-8365-0128-9
- Буровое оборудование. - Технический каталог. - М .: «Немецкая фабрика печати», 2008. - 265 с.
- Дэниел Ергин Добыча: Всемирная история борьбы за нефть, деньги и власть = The Prize: The Epic Quest for Oil, Money, and Power. - М .: «Альпина Паблишер», 2011. - 944 с. - ISBN 978-5-9614-1252-9
- Petroleum Engineering-Drilling and Well Completions , C. Gatlin (ed.), Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ (1960.
- Lessons in Rotary Drilling , U. of Texas, Unit II, Lesson 3.
- A Primer of Oil Well Drilling , third and fourth editions, U. of Texas.
- Rotary Drilling Handbook , sixth edition, J.e. Brantly (ed.) Palmer Pub., New York City.
См. также
| Нефтегазовый комплекс | |
|---|---|
| Геофизическая разведка | Нефтепромысловое дело (Моделирование пласта-коллектора) | Геология нефти | Сейсмология | Петрофизика |
| Методы добычи нефти и газа | Бурение | Вскрытие (нефтяного пласта) | Каротаж | Пробоотборник | Механизированная (насосно-компрессорная) добыча (Погружной насос | Газлифт) | Подземный ремонт скважины | Плазменно-импульсное воздействие | Третичный метод нефтедобычи (Нагнетание пара в пласт | Закачка химических реагентов) |
| Типы буровых установок | Буровая вышка | Станок-качалка | Нефтяная платформа (Стационарная нефтяная платформа | Морская нефтяная платформа, свободно закреплённая ко дну | Полупогружная нефтяная буровая платформа | Мобильная морская платформа с выдвижными опорами | Буровое судно | Нефтяная платформа с растянутыми опорами | Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти) |
| Транспортировка и переработка | Нефтехранилище | Трубопровод (Нефтепровод | Газопровод) | Нефтеперерабатывающий завод | (Основные стадии технологии переработки нефти | Многократное испарение | Нефтехимический синтез | Сухая перегонка | Нефтехимия | Висбрекинг | Гидрокрекинг | Каталитический крекинг | Каталитический риформинг | Крекинг | Процесс Клауса | Термолиз) | Коксование |
| Юридический аспект | Соглашение о разделе продукции | Система налогообложения при выполнении соглашений о разделе продукции | концессионное соглашение | Сервисное соглашение | Лицензия на добычу нефти и газа | Роялти |
| Крупные ТНК и международные организации |
ExxonMobil | Royal Dutch Shell | |Chevron Corporation | ConocoPhillips | Total S.A. | ОАПЕК | ОПЕК | (Корзина ОПЕК) |
| Сорта товарной нефти (Классификация нефтей) |
Brent | Dubai Crude | ESPO | REBCO | Sokol | Tengiz | Urals | West Texas Intermediate |
| Типы сырья | Нефть | Газовый конденсат | Нефтяные газы | Природный газ | Сжиженный нефтяной газ | Битуминозные пески | Мальта | Нефтяные воды | Озокерит | Природный битум | Природный асфальт |
| Нефтепродукты и газпродукты | JP-8 | HCNG | Авиакеросин | Асфальт | Асфальтены | Бензин | Галоша | Бензол | Битумы нефтяные | Вазелин | Газойль | Газолин | Гексадекан | Генераторный газ | Горюче-смазочные материалы | Гудрон | Дизельное топливо | Диметилбензолы | Керосин | Креолин | Лигроин | Мазут | Метан | Метан угольных пластов | Метил-трет-бутиловый эфир | Моторные масла | Нефтяной кокс | Нефтяные масла | Парафин | Петролейный эфир | Полипропилен | Присадка | Пропан | Пропилен | Свалочный газ | Синтез-газ | Технический углерод | Толуол | Уайт-спирит | Церезин | Этилен |
| История | Эмбарго нефти 1967 года | Нефтяной кризис 1973 года | Энергетический кризис 1979 года | Перепроизводство нефти в 1980-х годах | Энергетический кризис 2000х | Основатели нефтегазовой индустрии | История нефтегазовой индустрии | Национализация нефтедобычи | Семь сестёр | Standard Oil |
| Некоторые числовые параметры | Объёмный коэффициент нефти | Коэффициент теплового расширения | Глубина переработки нефти |
| См. также | Пик нефти | Банк качества нефти | Баррель (американский нефтяной) | Дебит скважин | Нефтеотдача | Энергетический кризис |
Wikimedia Foundation . 2010 .
БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ - ВСЕ, О ЧЕМ ВЫ ХОТЕЛИ СПРОСИТЬ...Земля - планета воды. Если Вы хотите независимости, Вам нужна своя вода. Если Вам нужна вода - Вам не обойтись без бурения скважины на своем участке.
Какие бывают скважины?
Бурение фильтровой (песчаной) скважины ведется на ближайший водоносный горизонт, залегающий в песчаных грунтах, и глубина ее составляет обычно 20-30 м, скважина состоит из обсадной колонны из труб диаметром 127-133 мм и галунного плетения сетчатого фильтра. Ее дебит составляет до 1 м 3 /час. Бурение скважины производится достаточно быстро - в течение одного-двух рабочих дней.
Однако эти скважины имеют тенденцию к заиливанию, и срок эксплуатации их напрямую зависит и от мощности водоносного горизонта, и от интенсивности ее эксплуатации: чем чаще скважиной пользуются, тем дольше она служит (на практике до 15 лет, чаще - 5-8 лет).
Глубоких ("артезианских") скважин (на известняк) производится до водоносного слоя, залегающего в пределах Москвы и области в известняке на глубинах 20-200 м, и отличаются не только своей глубиной и производительностью (до 100 м 3 /час), но и сложностью бурения. Такие скважины бурятся обычно большего диаметра и большей глубины, чем "скважины на песок". Этим обусловлено и большое количество обсадных колонн в скважине, и более высокая , т.к. цена погонного метра бурения скважины напрямую зависит от диаметра обсадных труб и, следовательно, их стоимости. увеличивается до 5 и более дней в зависимости от породы и глубины. Цена бурения скважины на известняк выше, однако срок службы значительно дольше - 50 и более лет, так как фильтром в таких скважинах является сама водоносная порода (известняк) и заиливания не происходит.
Какова глубина артезианской скважины?
Примерные залегания
водоносных горизонтов
Каков диаметр скважины?
Какие трубы в скважине?
Нужен ли пластик?
Впрочем, для взыскательных заказчиков устанавливаются внутри обсадной колонны пластиковые трубы (от коррозии они не спасут, но придадут комфортности работе насоса, отсекая частички ржавщины со стенок стальной колонны от дорогостоящего механизма), цена метра бурения такой скважины на 400-700 р. дороже. Иногда, в сложных геологических условиях, пластиковая колонна внутри стальной может оказаться полезной, т.е. пластик используется не вместо стальных труб, а вместе с ними.
Пластик вместо стали иногда используют на мелких скважинах, но надо подходить к нему с осторожностью: стальная колонна прочнее пластиковой и лучше противостоит подвижкам грунта.
Но ведь "черная труба" - железная, а в воде и так железа много...
Железо или фтор, присутствующие в химическом составе воды из артезианской скважины, определяются с помощью химанализа и удаляются с помощью специальных фильтров-обезжелезивателей (путем окисления и перевода его в осадок). Фильтры - необходимая атрибутика автономного водоснабжения.
Какая скважина лучше?
При этом не надо забывать о несравненной водообильности водоносных известняков и верховодки. А если учесть экологию и близость водоносных песков к поверхности земли с ее ливневкой, выгребными ямами и микроорганизмами, то уж и вовсе все станет понятным. Впрочем любая задача решается, исходя из цели: для полива - мелкая скважина, для круглогодичного жизнеобеспечения коттеджа - артезианская.
Что входит в стоимость бурения скважины?
Некоторые фирмы включают хим. анализ в стоимость бурения метра скважины...
На каком расстоянии от дома возможно устроить скважину?
Что такое "обустройство"?
Почему бурение артскважины дороже?
Почему некоторые фирмы бурят дешевле...
2. Применяют легкие оцинкованные трубы (их еще красиво называют "анодированными"). За счет антикоррозионного покрытия толщину трубы можно уменьшить, бурение за счет экономии металла будет значительно дешевле. При этом не принимается в расчет здоровье заказчика, который через некоторое время начнет потреблять с водой вредные соединения цинка. Кроме того, в кислых подпочвенных водах колонна будет разрушаться быстрее.
3. Некоторые фирмы ставят обязательным условием установку своего оборудования или обустройство. В этой части сметы они свое возьмут.
4. Малый гарантийный срок.
Нужна ли лицензия на на право пользования недрами?
А если воды не будет?
Какие насосы лучше?
Можно ли очистить заилившуюся мелкую скважину?
Можно ли устроить скважину прямо в доме?
Вместо заключения
Если уж не сложилось со скважиной сразу, не отчаивайтесь - можно и потом, в любом случае собственная скважина придаст завершенность Вашему владению, а Вам - чувство независимости.
Post Scriptum
Виктор Свирин
При цитировании статьи, пожалуйста, не забудьте дать ссылку на источник. Спасибо.
Бурение - технический процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники - бурового оборудования. (реже термическим, гидроэрозионным, взрывным и другими способами) с удалением продуктов разрушения. Бурение скважин - это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки, диаметр которой существенно мал по сравнению с её длиной по стволу, без возможности доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно - забоем, а стенки скважины образуют её ствол.
Различают три вида бурения:
- Вертикальное бурение
- Наклонно-направленное бурение
- Горизонтальное бурение
При бурении разрушение ведётся по всей площади забоя (бескерновое бурение), реже только по кольцевому пространству для извлечения керна (колонковое бурение). Диаметры пробуриваемых выработок составляют десятки миллиметров (шпуры), сотни миллиметров (скважины), тысячи миллиметров (стволы шахтные). Глубина бурения определяется областью его применения и составляет несколько метров (в основном шпуры), десятки метров (скважины для размещения взрывчатых веществ, закрепления горных пород цементированием, замораживанием и др.), сотни и тысячи метров (скважины - разведочные на воду, нефть и газ, эксплуатационные и др.). Процесс сооружения глубоких скважин включает также крепление стенок ствола обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками.
Бурение глубоких скважин осуществляют буровыми установками, взрывных - буровыми станками, шахтных стволов - стволопроходческими агрегатами, шпуров - бурильными молотками, свёрлами и др. Технические средства бурения включают также буровой насос или компрессор для подачи бурового раствора и газа, бурильные трубы, буровую вышку с талевой системой, породоразрушающий инструмент, оборудование для приготовления промывочной жидкости, её очистки от шлама и дегазации, противовыбросовое оборудование и контрольно-измерительную аппаратуру. Бурение производится в основном механическим способом: буровой инструмент непосредственно воздействует на горные породы, разрушая их буровым долотом или буровой коронкой; при бурении взрывных скважин в кварцсодержащих горных пород применяют термическое бурение (струёй пламени). Механические способы бурения по методу воздействия инструмента на забой подразделяют на вращательное бурение, ударное бурение, ударно-поворотное и вращательно-ударное бурение.
По типу применяемого породоразрушающего инструмента различают шнековое бурение, шарошечное бурение, алмазное бурение, дробовое и такое прочее, по типу буровой машины - перфораторное бурение, пневмоударное бурение, гидроударное бурение, роторное бурение, турбинное бурение и такое прочее, по направлению и методу проводки скважин - кустовое бурение, вертикальное, наклонно направленное, многозабойное и др. Бурение развивается и специализируется применительно к трём основном областям горного дела: добыча жидких и газообразных полезных ископаемых, поиск и разведка полезных ископаемых, добыча твёрдых полезных ископаемых взрывным способом. Такое исторически сложившееся деление весьма условно, но методологически удобно для краткого изложения столь многопланового понятия, как "бурение".
В России бурение первых скважин относится к 9 в. и связано с добычей растворов поваренной соли в Старой Руссе. Затем соляные промыслы развиваются в Балахне (12 в.) и Соликамске (16 в.). Появление новых методов и техники бурения относится к 19 в. в связи с возрастающей необходимостью снабжения крупных городов питьевой водой. В 1831 в Одессе было образовано "Общество артезианских фонтанов" и пробурены 4 скважины глубиной 36-189 м.
В середине 19 в. ударное ручное бурение стало вытесняться портативными механическими станками. В России Г.Д. Романовский в 1859 впервые механизировал работы, применив паровой двигатель для бурения скважины вблизи Подольска. Первую скважину на нефть, пробуренную станком ударного бурения, заложил Дрейк в 1859 (США, штат Пенсильвания).
Морская скважина впервые была пробурена в 1897 в Тихом океане у острова Сомерленд (шельф Калифорнийского полуострова, США), позже бурение на море получило широкое распространение. На Каспии шельфовое бурение начато в 1924 г. около г. Баку.
Развитие разведочного бурения на твёрдые ископаемые связано с изобретением швейцарцем Ж. Лешо алмазного бура (1862). В 1899 г. американским инженером Дейвисом предложено дробовое бурение. В СССР дробовое бурение применено в 1927-28 гг. советскими учёными В.М. Крейтером и Б.И. Воздвиженским для колонкового бурения, что позволило заменить этим способом алмазное бурение в крепких извержениях и метаморфических породах. В 1928-29 в СССР начинается производство буровых станков с рычажной подачей для колонкового вращательного бурения на глубине до 300-500 м, с 1947 создаются станки с рычажной дифференциальной подачей, многоскоростные станки для глубины 300-2000 м, самоходные буровые установки. С 1960 начались работы по освоению гидроударного бурения, что обеспечило значительное увеличение производительности твёрдосплавного колонкового бурения. Радикально совершенствуется алмазное бурение, объёмы которого для поисков месторождений полезных ископаемых увеличиваются. При разведке крутопадающих рудных тел, когда для пересечения их на разных горизонтах проходят несколько скважин, применяют направленное многозабойное бурение, которое проводится с помощью отклоняющих устройств, устанавливаемых в скважине на разных глубинах. Разведочное бурение на твёрдые полезные ископаемые осуществляется в основном роторным способом, на который приходится около 80% метража пробуренных скважин; в ограниченных объёмах применяются ударно-вращательное, гидроударное, шнековое, вибрационное бурение и др. Работы в области разведочного бурения направлены на обеспечение сохранности извлекаемого с большой глубины
Бурение – это процедура разламывания горных пород специальной бурильной техникой. Бурение, как и многие другие технологии, имеет несколько направлений.
Процесс бурения включает в себя разламывание горных пород при помощи бурильной техники, в результате чего получается скважина.
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:
Процесс бурения невозможен без специальной бурильной техники.
- 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:
Перед тем как начать бурение скважин, необходимо расчистить участок от деревьев.
- 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.
Вернуться к оглавлению
Предварительные работы
После того, как буровая машина установлена, прибывает спецкомиссия на проверку оборудования, техники и качества труда.
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.
Вернуться к оглавлению
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:
Схема строения геологических пород на месте обнаружения нефти: 1 – глины, 2 – песчаники водонасыщенные, 3 – нефтяная залежь.
- 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.
Вернуться к оглавлению
Возникающие осложнения
Обвал стенок скважины может произойти вследствие неустойчивой структуры породы.
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.
Довольно обширный термин «бурение скважин» подразумевает не только бурение для добычи из недр ресурсов, главным образом углеводородных, но и работы по бурению скважин для добычи воды, горизонтально направленное бурение, бурение под сваи, бурение под геотермальное отопление.
- процесс разрушения различных пород с последующим удалением продуктов разрушения.Бурение скважин - это бурение направленной цилиндрической горной выработки с закреплением стенок (ствола) скважины для предотвращения обрушения горной породы.
Устье скважины – начало скважины на поверхности земли.
Забой скважины – дно скважины.
Ствол скважины – стенки скважины.
Бурение скважин на воду - бурение скважины до водоносного горизонта (песка, известняка) и строительство скважины с учетом оборудования водоприемной зоны для возможности отбора воды из недр земли.
Основные способы бурения скважин
Вращательный с прямой промывкой
Самый распространенный способ. Используется при бурении скважин в породах различной твердости и на разную глубину.
Схема бурения скважины с прямой промывкой
- Забор отстоявшегося бурового раствора из зумпфа
- Напорно-всасывающая магистраль
- Буровой насос
- Нагнетательная магистраль
- Вертлюг
- Обсадная труба
- Долото
Вращательный с обратной промывкой
В основном используется для бурения промышленных скважин большого диаметра.
Схема бурения скважины с обратной промывкой
- Долото
- Смеситель
- Трубы для подачи воздуха
- Бурильные трубы (буровые штанги)
- Компрессор
- Ротор
- Вертлюг
- Рукав
- Зумпф (отстойник для бурового раствора)
- Буровой шлам
- Разделитель
- Желоб
Вращательный с продувкой воздухом
Применяется при бурении в устойчивых породах. При использовании пневмоударника достигается высокая скорость создания скважины. Актуально при выполнении работ на территориях сложенных скальными или твердыми породами, а также при работе с трещиноватыми породами.
Ударно-канатный
Применяется при бурении скважин в сложных гидрогеологических условиях на глубину до 100-150 метров. Этот способ отличается низкой скоростью бурения, сложностью бурения в неустойчивых породах (плывуны, водоносные пески).
К основным преимуществам этого способа можно отнести:
- получение достоверного геологического разреза;
- прифильтровая зона и фильтр не забивается глиняным раствором (как при бурении с промывкой) или разрушенной породой – достоверная характеристика водоносного пласта.
Вращательный шнековый
Используется при бурении в мягких и рыхлых породах до глубины 30-40 м. Шнековое бурение – основной способ бурения для создания неглубоких скважин на песок (фильтровых скважин, см. ниже), для бурения ям и отверстий (ямобур).
Ямобуры - в основном это навесное гидравлическое оборудование на базе экскаватора, крана манипулятора и прочей строительной техники. Используется для ускорения рабочего процесса, замещая ручной физический труд - рытье ям, посадку саженцев, установку столбов, сваи, опор и прочих конструкций, фиксирующихся в земле.
Как проводится бурение скважин?
Вертикальная выработка создается вращающейся «бурильной колонной». Так называют конструкцию из последовательно соединенных труб, в нижней части которой закреплено долото, турбо- или электробур - инструменты для разрушения горных пород.
Для удаления шлама, разбуренного грунта, в образующийся ствол закачивается глинистый раствор. При таком способе бурение ведется с промывкой.
При бурении шнековым способом разбуренная порода поднимается на поверхность по спирали (как у сверла).
Во время бурения скважин с продувкой, разбуренный грунт выдувается мощным потоком воздуха.
Для укрепления стенок выработки используются обсадные трубы.
Это самое общее представление о бурении скважин вращательным способом. С его помощью строится наибольшее число этих сооружений, предназначенных для промышленного, исследовательского или частного использования.
Основные типы скважин
Применительно к бурению не промышленного назначения, а для частного использования, инженерные сооружения можно разделить на несколько типов скважин.
Фильтровые скважины
Служат для добычи воды из неглубоко (10-60 м.) расположенных залежей песка.
Типовая конструкция скважины на песок
Фильтровая скважина (скважина на песок) – скважина построенная на неустойчивые водовмещающие породы, представленные разнозернистыми песками, иногда с включениями гравия, валунов, песчаников. Неотъемлемая часть скважины на песок - фильтровая водоприемная часть, проще говоря, фильтр. Чаще всего его изготавливают из перфорированной трубы с намотанной на нее нержавеющей или полимерной сетки.
Артезианские скважины (скважины на известняк)
Используют для извлечения пластовой жидкости из карбонатных отложений, известняка, которые, в частности, в Московской области находятся и на отметках, превышающих 200 м.
Скважины под геотермальное отопление
Фонд «частных» скважин сегодня не ограничивается только добывающим сооружением. При обустройстве системы обогрева популярно-обоснованным становится использование тепловых насосов. Данная технология позволяет использовать тепло земли для обогрева недвижимости, удаленной от центральных коммуникаций. Для нужд этих агрегатов бурятся вертикальные или наклонные выработки, которые заполняют рабочей средой и тем самым создают тепловой контур.
- Горизонтальный коллектор (расположен ниже глубины промерзания)
- Вертикальный зонд (установлен в скважину)
- Тепловой насос (передача тепла земли теплоносителю, циркулирующему в доме).
Горизонтально направленные скважины
Бурение таких скважин используют для прокладки коммуникаций без разработки траншей. Современные технологии позволяют контролировать траекторию бурения, задавать необходимое направление движения бура. Горизонтальное направленное бурение востребовано при проведении коммуникаций в густонаселенных районах, под путепроводами, мостами, дорогами, нефтепроводами и прочими капитальными сооружениями.
Направленное бурение идеально подходит для подключения к инженерным сетям в условиях плотной застройки.
Cкважины для исследования геологического строения и добычи полезных ископаемых
- опорные, структурно-поисковые - для получения глобальной информации о геологическом строении региона;
- разведочные, оценочные - бурение проводится с целью выявить расположение насыщенных залежей и определить их продуктивность;
- добывающие и нагнетательные - извлекать запасы и проводить операции для увеличения объемов добычи - закачка воды, пара, газа.
Чем бурят скважины в Московской области?
Глубина залежей, свойства пород, которые предстоит пройти, определяют, какую технику использовать для бурения скважин. Для частного сектора наибольшее распространение получила установка на колесном шасси УРБ 2-А2, которая применяется при работах во всем «диапазоне отметок», даже если от поверхности залежь удалена больше чем на 200 м.
Буровые установки на колесных шасси (КАМАЗ, Урал) задействуют и при бурении на меньших глубинах, когда разрез представлен крепкими породами.
На глубинах до 100 м применяются малогабаритные и самоходные установки, который могут размещаться на автоприцепе - Бурагрегат Стронг, Партнер серии TS,ТМ, на гусеничной базе - Партнер серия SBU, Lutz Kurth, Бурагрегат СБУ.
При бурении скважин промышленного назначения в основном используются установки УРБ-3А3, 1БА-15В.
Компания «Водная Помощь» располагает широким парком буровой техники и способна решать задачи по автономному водоснабжению в сложных гидрогеологических условиях, на участках с ограниченным заездом, по всей территории Московской области и соседних областях. Оказывает весь комплекс работ по монтажу и обслуживанию сетей инженерно-технического обеспечения.
Loading...