Способи буріння свердловин

 

Для буріння свердловин застосовуються способи механічного руйнування породи.

Механічне буріння здійснюється: ударним способом (ударно-штанговий, ударно-канатний), обертальним (роторний, за допомогою вибійних двигунів) та ударно-обертальним.

У нафтовій і газовій галузі застосовується обертальне буріння, при якому руйнування породи здійснюється в результаті одночасної дії на долото осьового навантаження та крутного моменту. Під дією навантаження долото втискується в породу, а під дією крутного моменту – сколює її.

При роторному бурінні (рис. 4.1) ротор 8 обертає бурильну колону разом з долотом 1. Бурильна колона складається з ведучої труби 9 і бурильних труб 3.

 

1 – бурове долото; 2 – ОБТ;

3 – бурильні труби;

4 – кондуктор;

5 – гирлова шахта;

6 – противикидні пристрої;

7 – підлога бурової установки;

8 – буровий ротор; 9 – ведуча бурильна труба; 10 – буровий стояк; 11 – вертлюг; 12 – гак;

13 – талевий блок; 14 – балкон верхового робітника;

15 – кронблок; 16 – талевий канат; 17 – шланг ведучої бурильної труби;

18 – індикатор навантаження на долото; 19 – бурова лебідка; 20 – буровий насос;

21 – вібраційне сито для бурового розчину;

22 – викидна лінія бурового розчину.

 

Рис. 4.1. Загальна схема бурової установки

При бурінні з вибійними двигунами долото приєднується до валу двигуна, а бурильна колона з’єднується з корпусом двигуна. При роботі двигуна вал з долотом обертається.

Обертальне буріння здійснюється з промиванням свердловини промивальною рідиною протягом усього періоду роботи долота на вибої. Для цього бурові насоси 20, через маніфольд нагнітають промивальну рідину в стояк 10 далі в гнучкий буровий шланг 17, вертлюг 11 та в бурильну колону. У долоті промивальна рідина проходить через спеціальні отвори і далі піднімається на поверхню по кільцевому простору між стінкою свердловини і бурильною колоною, захоплюючи з собою частинки вибуреної породи. В жолобній системі та в очисних механізмах промивальна рідина очищається від вибуреної породи і надходить в прийомні ємності бурових насосів звідки знову закачується в свердловину.

У міру поглиблення свердловини, підвішену до талевої системи (кронблок 15, талевий блок 13, гак 12, талевий канат 16) бурильну колону, нарощують. Для цього коли ведуча труба 9 ввійде в свердловину на всю довжину, бурильну колону піднімають на довжину ведучої труби, підвішують з допомогою клинів або елеватора на столі ротора, відгвинчують ведучу трубу і разом з вертлюгом 11 спускають у шурф (обсадну трубу, встановлену в похилу свердловину, довжина якої дорівнює довжині ведучої труби). Шурф буриться в правому куті біля основи вишки. Після цього бурильну колону нарощують, знімають з клинів (елеватора), спускають у свердловину на довжину нарощеної труби і підвішують з допомогою клинів (елеватора) на столі ротора. Із шурфа піднімають ведучу трубу з вертлюгом і пригвинчують до бурильної колони, звільняють бурильну колону від клинів (елеватора), опускають долото до вибою і продовжують процес буріння.

Для заміни зношеного долота із свердловини піднімають бурильну колону, замінюють долото, а потім бурильну колону знову опускають у свердловину. Спуско-підіймальні роботи ведуть з допомогою талевої системи, підвішуючи бурильну колону на гак з допомогою стропів та елеватора.

При підйомі бурильну колону розгвинчують на секції (свічки), довжина яких визначається висотою вишки. Відгвинчені секції встановлюють на підсвічнику.

В даний час застосовують три види вибійних двигунів: турбобури, гвинтові двигуни та електробури.

При бурінні з допомогою турбобура або гвинтового двигуна гідравлічна енергія потоку промивальної рідини, що рухається вниз в бурильній колоні, перетворюється у механічну енергію на валу вибійного двигуна, з яким з'єднане долото.

При бурінні електробуром електроенергія до його двигуна подається кабелем, секції якого змонтовані всередині бурильної колони.