Классификация способов бурения

Классификация способов бурения на нефть и газ приведена на рис. 2.2.1.

По способу воздействия на горные породыразличают 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 способыподразделяются на ударное и вращатель­ное бурение.

При ударном бурении разрушение горных пород производится до­лотом, подвешенным на канате. Буровой инструмент включает в себя также ударную штангу и канатный замок. Он подвешивается на ка­нате, который перекинут через блок, установленный на какой-либо мачте. Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает 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.

Глава 2. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений 63

Рис. 2.2.1. Классификация способов бурения скважин на нефть и газ

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

64 Часть I. Основы нефтегазового дела

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. Элек­тробурпредставляет 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 буренииразрушение по­род производится по всей площади забоя. Колонковое бурениепре­дусматривает разрушение пород только по кольцу с целью извлече­ния керна. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего по­роду флюида.

Все буровые долотаклассифицируются на три типа:

1) долота режуще-скалывающего действия, разрушающие породу

лопастями (лопастные долота);

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

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