Классификация способов бурения

                              Классификация способов бурения

По способу воздействия  на горные породы различают механическое и немеханическое бурение. При механическом бурении буровой инструмент непосредственно  воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного  контакта с породой источника  воздействия на нее. Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в  стадии разработки и для бурения  нефтяных и газовых скважин в  настоящее время не применяются.

Механические способы  бурения подразделяются на ударное и вращательное.

Рис. 1. Классификация  способов бурения скважин на нефть  и газ

При ударном бурении  разрушение горных пород производится долотом 1, подвешенным на канате (рис. 3). Буровой инструмент включает также  ударную штангу 2 и канатный замок 3. Он подвешивается на канате 4, который  перекинут через блок 5, установленный  на какой-либо мачте (условно не показана). Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает буровой станок 6.

Рис. 2. Схема ударного бурения:

1 - долото; 2 - ударная  штанга; 3 - канатный замок;

4 - канат; 5 - блок; 6 - буровой станок.

По мере углубления скважины канат удлиняют. Цилиндричность скважины обеспечивается поворотом долота во время работы.

Для очистки забоя  от разрушенной породы буровой инструмент периодически извлекают из скважины, а в нее опускают желонку, похожую  на длинное ведро с клапаном в  дне. При погружении желонки в  смесь из жидкости (пластовой или  наливаемой сверху) и разбуренных  частиц породы клапан открывается и желонка заполняется этой смесью. При подъеме желонки клапан закрывается и смесь извлекается наверх.

По завершении очистки  забоя в скважину вновь опускается буровой инструмент и бурение  продолжается.

Во избежание обрушения  стенок скважины в нее спускают обсадную трубу, длину которой наращивают по мере углубления забоя.

В настоящее время  при бурении нефтяных и газовых  скважин ударное бурение в  нашей стране не применяют.

Нефтяные и газовые  скважины сооружаются методом вращательного  бурения. При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются  вращающимся долотом, на которое  действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с  поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.

Турбобур - это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности. Винтовой двигатель - это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.

По характеру разрушения горных пород на забое различают  сплошное и колонковое бурение. При  сплошном бурении разрушение пород  производится по всей площади забоя. Колонковое бурение предусматривает  разрушение пород только по кольцу с целью извлечения керна - цилиндрического  образца горных пород на всей или  на части длины скважины. С помощью  отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также  состав и свойства насыщающего породу флюида.

Все буровые долота классифицируются на три типа:

долота режуще-скалывающего действия, разрушающие породу лопастями (лопастные долота);

долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие породу зубьями, расположенными на шарошках (шарошечные долота);

долота режуще-истирающего  действия, разрушающие породу алмазными  зернами или твердосплавными  штырями, которые расположены в  торцевой части долота (алмазные и  твердосплавные долота).