Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.

Рис. 2. 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. 3. 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:

 

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).

7. буровая установка это:

комплекс машин и механизмов, предназначенных для бурения, крепления и по-следующего обслуживания буровых скважин и шахтных стволов. Буровые установки сооружают для разведки месторождений полезных ископаемых, на месте их добычи и эксплуатации, а также для проведения глубинных геологических исследований. Для работы установки либо доставляют в разобранном виде (отдельно механизмы, конструкции и т. п.) и собирают на месте, либо транспортируют уже в собранном виде по рельсовому пути на катках, на барже (т. н. самоходные установки). В состав буровой установки входит буровая вышка (от 10 до 60 м), монтируемая обычно из металлических конструкций, которая служит для размещения оборудования, спуска и подъёма бурового инструмента. На установке работают лебёдка и другие подъёмные механизмы, насосы, компрессор и пр. Для питания машин и механизмов энергией предусматривается автономное энергоснабжение от двигателей внутреннего сгорания или дизель-генераторных агрегатов либо имеются распределительные устройства для подключения к централизованным системам электроснабжения. На буровой установке осуществляются сложные технологические процессы, управление которыми и согласованная работа всех её частей обеспечивается автоматизированной системой управления.

Рис. 1. Общая схема буровой установки: 1 — буровая вышка; 2 — буровые насосы; 3, 4 — обсадные ибурильные трубы; 5 — турбобур; 6 — долото; 7 — ротор; 8 — буровые лебёдки; 9 — вертлюг; 10 — талеваясистема

8.Основные этапы добычи нефти и газа.

Процесс нефти и газа включает три этапа.

1. Движение нефти и газа по пласту к скважинам, благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин. Он называется разработкой нефтяных и газовых месторождений.

2. Движение нефти и газа от забоев скважин до их устьев на поверхности. Его называют эксплуатацией нефтяных и газовых скважин.

3. Сбор продукции скважин и подготовка нефти и газа к транспортированию потребителям. В ходе этого этапа нефть, а также сопровождающие ее попутный нефтяной газ и вода собираются, затем газ и вода отделяются от нефти, после чего вода закачивается обратно в пласт для поддержания пластового давления, а газ направляется потребителям. В ходе подготовки природного газа от него отделяются пары газа, коррозионно активные(сероводород) и балластные (углекислый газ) компоненты, а также механические примеси.