2. Классификация способов бурения

Классификация способов бурения на нефть и газ приведена на рис. 2.

По способу воздействия на горные породы различают 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 способы подразделяются 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 час­ час­тиц породы клапан открывается, и желонка заполняется этой смесью. При подъеме желонки клапан закрывается и смесь извлекается наверх.

Рис. 2 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 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. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав 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).