История развития техники и технологии бурения

Нефть известна человечеству с давних времен. Уже за 6000 лет до нашей эры люди использовали нефть для освещения и отопления. Наиболее древние промыслы находились на берегах Ефрата, в Керчи, в Китае.

Нефть использовали также для строительных целей. Первым нефтепродуктом был асфальт, представляющий собой вязкое смолистое вещество, получаемое в результате длительного выветривания нефти. В России первая попытка асфальтирования тротуаров была в 1839 году в Одессе.

Позднее нефть широко использовалась в военных целях. С увеличением потребления нефти совершенствовалась техника для ее добычи.

Первоначальный способ добычи нефти заключался в собирании нефти в местах ее выхода на поверхность земли. Позднее такой способ добычи нефти не мог уже обеспечивать потребностей в ней. Поэтому возник ямный (копаночный) способ добычи нефти. Это были неглубокие ямы до 2 м глубиной. Для предотвращения обваливания стенок ямы-копанки во внутрь вставляли плетень, а дне скапливалась нефть, которая просачивалась через почву. По мере накопления нефть вычерпывалась из копанок.

Позднее появился колодезный способ добычи нефти, который позволил эксплуатировать более глубокие продуктивные пласты и увеличить добычу нефти.

В период развития транспорта и строительства новых фабрик и заводов возросла потребность в топливе. Поэтому колодезный способ добычи нефти стал малоэффективным, а более перспективным методом увеличения добычи нефти явилось бурение скважин.

Первая нефтяная скважина была пробурена в 1859 г. в США (штат Пенсильвания). Первые скважины были пробурены малопроизводительным ручным штанговым ударным способом.

Топливно-энергетический комплекс является одной из основ экономики России. Нефть является ценным сырьем для переработки. Из нефти производят:

· топливо (бензин, керосин, дизтопливо);

· масла, смазки;

· синтетический каучук, являющийся основой для изготовления резиновых изделий;

· пластмассы, используемые в самолето- и ракетостроении, автомобильной промышленности, быту и т.д.;

· синтетические волокна для производства синтетической ткани.

Из нефти получают также самые различные моющие вещества, спирты, гербициды, взрывчатые вещества, медицинские препараты, серную кислоту и многое другое.

Когда же были пробурены первые скважины? Первая нефтяная скважина в 1859 году была пробурена в Пенсильвании (США). Бурение велось малопроизводительным ручным штанговым вращательным способом.

По мере возрастания глубины нефтяных скважин (до 300 м) ощущались недостатки ударного способа бурения, т.к. через каждые 2 часа бурения необходимо было поднимать инструмент из скважины для очистки забоя от выбуренного шлама.

На смену ударному способу пришло вращательное бурение. Очистка забоя при этом способе производилась буровым раствором с одновременным бурением. Применение жидкости при бурении скважин изобрел в 1848 году французский ученый Фовель.

В 1901 году в США впервые было применено роторное бурение с промывкой забоя циркулирующим потоком жидкости. В России роторным способом первая скважина была пробурена в 1902 году глубиной 345 м в Грозненском районе.

Использование промывки во время бурения определило применение гидравлических забойных двигателей. Одноступенчатый турбобур был изобретен в 1923 году группой русских инженеров (Капелюшников, Волох, Корнеев). Первая скважина с применением турбобура Капелюшникова была пробурена в 1923 году в Азербайджане. Но этот турбобур имел небольшую мощность и низкий КПД.

В 1934 году группа инженеров во главе с Шумиловым изобрели новый более мощный многоступенчатый турбобур, который имел число ступеней 100-150 шт.

В 1937-1938 г.г. группой инженеров во главе с Островским разработали электрический забойный двигатель – электробур. Впервые электробур был применен при бурении скважины в 1940 году.

С целью более детального изучения глубинных недр земной коры бурят сверхглубокие скважины. В нашей стране такая скважина «Кольская сверхглубокая» была пробурена на Кольском полуострове и ее фактическая глубина составила 12226 м (проектная – 15000 м). В США самая глубока скважина «Берта Роджерс», ее глубина – 9756 м.