Основные представления о современных способах бурения

Наиболее эффективным на сегодняшний день является механический способ бурения с физико-химическим и гидродинамическим воздействием бурового раствора. Механическое разрушение горных пород может осуществляться вращательным и ударным методами.

Ударное бурение подразделяется на ударно-штанговое и ударно-канатное, а вращательное - на роторное и с использованием забойных двигателей: гидравлических (турбобуры и объемные двигатели) и электробуров. В настоящее время ударное бурение в нашей стране практически не применяется.

Ударное бурение

Из всех разновидностей ударного бурения ударно-канатное получило большее развитие. При таком способе с помощью специального устройства долото поднимается и резко опускается на забой с постоянным проворачиванием после каждого удара, производя разрушение горных пород на забое в виде цилиндрического ствола. Буровой снаряд кроме долота, ударной штанги, каната и канатного замка включает раздвижную штангу, служащую для предохранения поломки штанг (при штанговом бурении) и облегчения выбивания заклиненного долота при бурении в трещиноватых и вязких породах, и расширитель, который обеспечивает увеличение диаметра скважины больше наружного диаметра уже спущенной обсадной колонны.

Рис.2. Схема ударно-канатного бурения

1 - долото, 2 – ударная штанга, 3 – раздвижная штанга, 4 – канатный замок, 5 –канат, 6 – блок, 7 – амортизатор, 8 – оттяжной ролик, 9 – балансирная рама, 10 – направляющий ролик, 11 – барабан, 12 – тормоз, 13 – желонка, 14 – кривошип, 15 – шатун, 16 – желоночный барабан, 17 – канат, 18 – мачта.

Процесс бурения тем эффективнее, чем качественней очистка забоя скважины от выбуренной породы. Для удержания шлама во взвешенном состоянии на забой подается вода. Очистка забоя от шлама производится с помощью цилиндрического сосуда который называют желонкой. Желонка представляет собой поршневую пару с обратным клапаном в нижней части. Поршень на забое спускается вниз на дно желонки под собственным весом. При подъеме желонки поршень начинает двигаться вверх. В это время клапан на поршне закрывается, а на дне желонки открывается, и шлам заполняет корпус желонки, перемещаясь вслед за поршнем, который, достигая верхней точки в корпусе желонки, начинает перемещаться со своим корпусом, заполненным шламом, на дневную поверхность. Нижний клапан при подъеме закрывается под собственным весом и весом шлама.

Частота ударов при таком способе бурения лежит в пределах от 10-20 до 100-150 ударов в минуту. Скорость проходки при ударном способе невелика, в пределах нескольких метров. Энергоемкость такого бурения не велика, способ дает хорошее качество вскрытия продуктивных пластов.