Смотреть что такое "Бурение" в других словарях. Процесс бурения нефтяных скважин Нефтяные и газовые скважины

Лекция 1

Сначала определим термины:

«Буровая скважина

устье скважины «забой скважины»

Ось скважины - «

Стенки скважины –

Ствол скважины - «

Длина скважины - оси ».

Глубина скважины – по вертикали».

Диаметр скважины

Сооружение скважины

Бурение скважины

Углубка скважины

Технология бурения - «

.

900 мм до 26 мм.

Глубина скважин до 12260 м

Длина скважин до 13000

.

- Геологам - ;

При разведке углеводородов.

- ,

-

- Гидрогеологам – ,

- ,

- ,

-

-

История МГРИ - РГГРУ

В сентябре 1918 года была создана Московская Горная Академия, в которой был геологоразведочный факультет, официально считающийся родоначальником МГРИ-РГГРУ .

В 1930 году из МГА выделился единственный в своем роде Московский Геологоразведочный Институт – МГРИ, Таким образом, МГРИ-РГГРУ имеет два года рождения – 1918 год и 1930 год.

Выпускники МГРИ всегда занимали достойное место в науке и практике геологоразведки, гидрогеологии, инженерной геологии и других отраслей народного хозяйства.

С 1975 по 1989 год министром геологии СССР был выпускник МГРИ специальности «Техника разведки» - РТ-48 (второй выпуск)Евгений Александрович Козловский.

Учебно-научный полигон МГРИ

В конце ноября 1935 года МГРИ был передан от Московского электромеханического техникума участок земли около д. Рязанцы Загорского (ныне Сергиево-Посадского) района Московской области. Приказ по МГРИ гласил:

« §1. Для улучшения учебно-практических работ студентов и проведения основных полевых учебных практик студентов: геофизических, геодезических разведочных и инженерно-гидрогеологических , а также для проведения научно-исследовательских опытных работ организовать в составе НИСа опытный полигон учебных и научно-исследовательских работ.

С этого времени на полигоне постоянно проводятся учебные практики студентов всех основных специальностей: геологов, гидрогеологов, геофизиков, техники разведки, в том числе учебные буровые практики.

С 2010 года на Сергиево-Посадском полигоне создается учебно-исторический музей буровой техники.

Рис. 4. Фрагмент бурового музея

Лекция 2

Способы, виды и разновидности бурения скважин Таблица 1

Лекция 3

Рис. 6

Выбор направления скважины обуславливается наиболее полным решением геологических задач. Самая точная информация о породах пласта (структура, мощность пласта) получается при пересечении скважиной пласта в крест простирания, т.е. под углом 90º.

При бурении скважины в сложных геологических разрезах на поведение её оси существенное влияние оказывают ряд факторов, прежде всего геологические (при переходе из пород одной твердости в породы с другой твердостью, слоистость, трещиноватость, анизотропные свойства пород и другие), а также технико-технологические. В результате, ствол скважины в процессе бурения искривляется, и провести в таких условиях прямолинейную скважину оказывается весьма трудно или даже невозможно. Такое искривление оси скважины называется естественным . В этих случаях целесообразно уже заранее, с учетом факторов, вызывающих искривление, проектировать, криволинейную трассу скважины. При этом криволинейные трассы часто являются не только легче осуществимыми, но и более рациональными, чем прямолинейные.

Поскольку для проведения скважины по заданной трассе необходимо применять специальные технические средства и технологические приемы, то в этом случае искривление скважины называется «искусственное искривление », а работа по исполнению такой трассы называется «направленное бурение »

Криволинейные трассы , как и прямолинейные, могут иметь любое направление и различаются "на искривленные с постоянной кривизной, с переменной кривизной, с искривлением в двух направлениях, и комбинированные сочетающие прямолинейные и криволинейные участки. (Рис.7)

Наряду с многозабойными скважинами в практике разведочного бурения применяется многоствольное бурение (неправильно многоствольная скважина), когда с одной площадки (за- счет поворота вращателя станка) одним буровым станком последовательно проходятся несколько скважин под разными углами (рис. 9 а, б)

Такое решение дает существенный экономический эффект при бурении не очень глубоких скважин в труднодоступной местности (рис.9 б) и глубоких нефтегазовых скважин (рис.9 а), позволяя экономить на прокладке транспортных путей и оборудовании площадок, а также уменьшить экологический ущерб.

Проектирование трассы скважины осуществляется в следующей последовательности:

1. Выбор между одноствольной и многозабойной скважиной. При этом, прежде всего, играет роль экономическая целесообразность и необходимость решения геологических задач. Особо важную роль в настоящее время начинают играть вопросы охраны природы - при каждой перевозке и монтаже буровой наносится серьезный ущерб природе - это обязательно надо учитывать.

2. Если выбрана однозабойная скважина, определяется ее направление: вертикальная, наклонная, горизонтальная, восстающая. С точки зрения трудозатрат, они возрастают в том порядке, как (ранее) названы направления.

3. Следующий шаг - определение прямолинейности или криволинейности трассы скважины. В наиболее простых геологических разрезах (с монотонным залеганием пластов или в монолитных массивах) обычно выбирается прямолинейная трасса. В случае, когда в силу действия геологических и технологических причин, скважина будет искривляться, выгоднее использовать естественное искривление и спроектировать трассу скважины криволинейной. При этом надо учитывать, что с ростом интенсивности искривления скважины увеличиваются и трудности ее проведения (возрастают затраты мощности и возможность обрыва бурильных труб). Принято считать допустимой интенсивность искривления не более 0.05 град/м. Криволинейная трасса проектируется и с целью решения определенных задач и может быть более эффективной, чем прямолинейная. Например, при подсечении скважиной крутопадающих пластов прямолинейная наклонная скважина должна закладываться с большим зенитным утлом, что создает технические трудности, кроме того, протяженность такой скважины будет больше чем у криволинейной (L1>L2) (Рис.10).

В практике эксплуатационного бурения используются криволинейные скважины, конечная часть которых, входящая в продуктивный пласт, приближается горизонтальному положению и проходит вдоль пласта, что увеличивает возможности добычи полезного ископаемого (в нефтяном бурении такие скважины называют «горизонтальные», но правильнее когда их называют «скважина с горизонтальным окончанием - с.г.о.»). (рис.12).

Рис. 13.

Снаряды ССК отличаются от простых тем, что они состоят из колонны специальных бурильных труб, имеющих такое же внутреннее сечение, как и у колонковой трубы. В колонковой трубе размещается тонкостенная керноприемная труба, в которую при бурении заходит столбик керна (рис. 13 в) После заполнения керноприемника керном с поверхности на тонком тросе в колонну бурильных труб спускается специальный ловитель, который захватывает головку керноприемной трубы и быстроходной лебедкой керноприемник с керном внутри бурильных труб поднимается на поверхность. Таким образом, вместо нескольких часов для спуско-подъемных операций при бурении глубоких скважин на излечения из скважины керна, потребуется несколько десятков минут. С учетом того, что снаряды ССК значительно дороже, чем простые снаряды, для бурения неглубоких скважин (примерно до 200 – 300 метров) выгоднее использовать простые снаряды, а для более глубоких выгоднее применять снаряды ССК.

При бурении снарядами с гидро или пневмо транспортом керна используется двойная колонна бурильных труб. Поток очистного агента подается к забою по зазору между наружными и внутренними трубами. На забое поток поворачивается и по внутренней колонне поднимается вверх, вынося на поверхность кусочки керна или керновой материал при бурении по обломочным породам. На поверхность выносится все 100% керна (или кернового материала) одновременно с процессом углубки скважины. При этом способе бурения вообще не тратится дополнительного времени на подъем керна, что позволяет резко увеличить производительность. Однако, высокая производительность возможна лишь при бурении в мягких и слабых породах, где порода легко разрушается и механически удаляется с забоя во внутреннюю трубу. Второе ограничение применения КГК, КПК сравнительно небольшая глубина скважин. Обычно принимается глубина скважин до 500 метров. Большая глубина может быть достигнута при использовании продувки в сочетании с кольцевыми пневмоударниками и компрессоров высокого давления (до 2,5 МПа).

Третий вариант выбора разновидностей бурения в зависимости от геологических условий связан с применением буровых снарядов (простых или специальных) с дополнительным забойным механизмом или специальным колонковым набором.

В специальных случаях могут применяться:

Механизмы, создающие ударные импульсы на породоразрушающий инструмент (ПРИ): а)) при бурении с промывкой – гидроударники , б) при бурении с продувкой или бурении с пеной – пневмоударники ;

- забойный винтовой гидравлический двигатель ;

Специальные колонковые наборы для получения кондиционного керна в сложных геологических условиях.

Ударные импульсы на забой при вращательном бурении используются для решения ряда задач:

Возможность бурить вертикальные строго прямолинейные скважины за счет того, что при этом не нужна осевая нагрузка на ПРИ, буровой снаряд весит в скважине как отвес и не искривляется, как при вращательном бурении с осевой нагрузкой;

Увеличить скорость бурения за счет дополнительного ударного разрушения породы, особенно при пневмоударном бурении, где скорость может увеличиться в 2 – 3 раза, (при бурении с гидроударном бурении скорость повышается незначительно);

При высокочастотным гидроударном бурении значительно уменьшается трение резцов о породу и керна в колонковой трубе. Это позволяет бороться с заполированием алмазных коронок и самозаклиниванием керна в колонковой трубе.

Забойный винтовой гидравлический двигатель малого диаметра может применяться при бурении и геологоразведочных, и разведочных нефтегазовых скважин.

Особенность применения забойных двигателей в том, что колонна бурильных труб в процессе бурения не вращается, а вращается только породоразрушающий инструмент – долото или колонковая труба с коронкой. При бурении нефтегазовых скважин забойные двигатели применяются очень широко. При бурении геологоразведочных скважин малого диаметра мощность забойного двигателя недостаточна для эффективного бурения. Однако, возможность бурить без вращении колонны труб с забойным двигателем успешно используется для направленного бурения, когда трассу скважины нужно отклонить в нужную стороны на нужный угол. Забойный двигатель, включенный в снаряд на «кривом переходнике» позволяет качественно управлять направлением трассы скважины.

Специальные колонковые наборы для получения кондиционного керна в неблагоприятных геологических условиях (размываемые, рассыпающиеся, слоистые, трещиноватые, разрушенные, раздробленные, перемежающиеся и.т.п. породы). За счет специальных конструкций или за счет специальной технологии (обратная циркуляция промывочной жидкости) такие колонковые наборы защищают керн от разрушения за счет размывания, вращения колонковой трубы, разрушения резцами коронки. Поскольку для геологов получение полноценного керна имеет первостепенное значение, этот вопрос будет детально рассмотрен на практических занятиях.

Лекция 6

Рис. 14

6. Кроме графического изображения конструкция скважины определяется ее шифром и пояснительной запиской с обоснованием ее параметров. Из опубликованных методик составления шифра конструкции геологоразведочных скважин наиболее полной и точной является методика, предложенная Донецким ПТИ.

Пример описания конструкции скважины (на рис.15) шифром.

Рис. 15

Ц(20) 112/108цб(220), 93/89цп(440.. .480), 76(1000)

Основные обозначения шифра:

132 -цифра, обозначающая диаметр бурения

/ -знак, обозначающий крепление трубами

127 -цифра, стоящая за знаком /, обозначает диаметр обсадных труб,

(20) -цифра в круглых скобках после размера обсадных труб обозначает, до какой глубины обсажена скважина

(440….480) -интервал установки потайной колонны

Дополнительные обозначения шифра:

Ц - знак цементирования всей колонны. Ставится за диаметром обсадных труб.

Цб - знак цементирования только башмака (нижней части) колонны

Цп - знак цементирования башмака и верхнего конца потайной обсадной колонны

; - знак расширения скважины. Ставится перед обозначением диаметра инструмента, который расширяет скважину

Обозначение, применимое для ступенчатых обсадных колонн

" - обозначение извлекаемой обсадной колонны. Ставится перед обозначением диаметра обсадной колонны, после которого в скобках может быть указана длина части колонны, если она извлекается не вся.

Приведенные обозначения охватывают весь комплекс параметров, входящих в обычное понятие конструкции скважины или изображаемых на схемах конструкций. Однако при необходимости можно вводить и любые другие дополнительные буквенные индексы.

В данном примере: - скважина забурена коронкой диаметром Ø 132 мм и закреплена направляющей трубой Ø 127 мм до глубины 20 м. Здесь трубы Ø 127 мм цементируются на всю длину. Далее диаметр бурения был 112 мм до 220 м, и скважина закреплена до этой глубины кондуктором Ø 108 мм. У колонны диаметром 108 мм цементируется только башмак (нижняя часть колонны). Дальнейшее бурение осуществляется коронкой Ø 93 мм до глубины 480 м. В интервале от 440 до 480 м зона осложнений и ствол скважины закреплен потайной колонной Ø 89 мм (у потайной колонны закрепляются цементом башмак и верхняя часть). До глубины 1000 м скважина имеет Ø 76мм без закрепления.

Рис. 16

Рис. 17

Другая особенность сооружения нефтегазовых скважин это важнейшее значение изоляции горизонтов, чтобы исключить перетоки флюидов из различных горизонтов. Осуществляется изоляция цементированием затрубного пространства практически всех обсадных колонн. Поскольку при бурении нефтегазовых скважин изолировать необходимо пласты с флюидами различных составов, в том числе и агрессивными, опасными при попадании в продуктивные пласты и с различными давлениями, цементация затрубного пространства колонн обсадных труб имеет первостепенное значение. Важное значение придается составу и качеству тампонажных цементных смесей их свойствам и параметрам. Особо важное значение придается контролю качества цементирования. Поэтому геофизическим методам контроля за качеством цементирования придается первостепенное значение. В практике для изучения технического состояния скважины применяется метод радиоактивных изотопов, акустический метод, метод термометрии скважины этими методами определяется высота подъема тампонажного раствора в заколонном пространстве, выявляются места затрубной циркуляции, состояние контакта цементного камня с обсадными трубами и породой в стенках скважины.

Рис.18

Лекция 1

Что такое буровая скважина и что такое бурение скважин.

Сначала определим термины:

«Буровая скважина – цилиндрическое отверстие (горная выработка) в земной коре, ледяных массивах и в искусственных сооружениях, имеющее значительно большие размеры в длину, чем ее диаметр».

Начало скважины называется – «устье скважины », дно скважины (поверхность дна скважины) и в процессе углубки (бурения) и по окончании углубки называется «забой скважины»

Ось скважины - «линия соединяющая центры поперечных сечений скважины от устья до забоя».

Стенки скважины – «боковая поверхность скважины».

Ствол скважины - «внутренняя часть скважины, ограниченная ее стенками».

Длина скважины - «расстояние между устьем и забоем скважины по ее оси ».

Глубина скважины – «расстояние между устьем и забоем скважины по вертикали».

Диаметр скважины – «номинальный диаметр скважины, равный диаметру породоразрушающего инструмента

Замечание - Фактический диаметр скважины на разных участках может быть больше за счет разбурки и разработки ствола скважины, или меньше за счет разбухания пород.

Сооружение скважины - (строительство скважины), Выполнение всего комплекса работ, начиная с подготовки площадки и монтажа буровой и кончая рекультивацией территории после бурения, в результате которых скважина пробурена, результаты получены, и скважина ликвидирована или закрыта.

Бурение скважины - выполнение комплекса работ, начиная от забуривания до окончания углубки по достижении конечной глубины и завершении всех работ в скважине.

Углубка скважины - процесс бурения, при котором происходит разрушение породы на забое скважины и поступательное перемещение забоя.

Технология бурения - « ряд последовательных выборов и решений, обеспечивающихэффективное выполнение процесса, включающих и выбор технических средств и способов выполнения процесса ». В более узком смысле к технологии относят выбор методов и параметров управления процессом бурения. Этому узкому смыслу близко соответствует понятие режим бурения.

Технические средства для бурения скважин - буровое оборудование, буровой инструмент, контрольно-измерительные приборы (КИП), средства автоматизации и средства управления (СА и СУ).

Что собой представляет буровая скважина .

Скважина может буриться не только вниз, но и наклонно и горизонтально и даже вверх.

Ось скважины может быть прямолинейной и криволинейной; (рис.3)

Диаметр ствола скважины может меняться ступенчато (рис.1)

Диаметр скважин может быть от 900 мм до 26 мм.

Глубина скважин до 12260 м . (научная Кольская сверхглубокая).

Длина скважин до 13000 м. (нефтяная скважина на о. Сахалине).

Какая связь бурения скважин с геологами и с гидрогеологами .

- Геологам - получение полной и достоверной геологической информации ;

При разведке твердых полезных ископаемых,

При разведке углеводородов.

- определение и подсчет запасов полезного ископаемого ,

- составление геологических карт и разрезов.

- Гидрогеологам – проведение инженерно-геологических исследований ,

- получение гидрогеологической информации ,

- проектирование водозаборных и наблюдательных скважин ,

- освоение водозаборных скважин.

- проектирование и освоение дренажных скважин.

Довольно обширный термин «бурение скважин» подразумевает не только бурение для добычи из недр ресурсов, главным образом углеводородных, но и работы по бурению скважин для добычи воды, горизонтально направленное бурение, бурение под сваи, бурение под геотермальное отопление.

Бурение скважин - это бурение направленной цилиндрической горной выработки с закреплением стенок (ствола) скважины для предотвращения обрушения горной породы.

Устье скважины – начало скважины на поверхности земли.

Забой скважины – дно скважины.

Ствол скважины – стенки скважины.

Бурение скважин на воду - бурение скважины до водоносного горизонта (песка, известняка) и строительство скважины с учетом оборудования водоприемной зоны для возможности отбора воды из недр земли.

Основные способы бурения скважин

Вращательный с прямой промывкой

Самый распространенный способ. Используется при бурении скважин в породах различной твердости и на разную глубину.

Схема бурения скважины с прямой промывкой

1. Забор отстоявшегося бурового раствора из зумпфа
2. Напорно-всасывающая магистраль
3. Буровой насос
4. Нагнетательная магистраль
5. Вертлюг
6. Обсадная труба
7. Долото

Вращательный с обратной промывкой

В основном используется для бурения промышленных скважин большого диаметра.

Схема бурения скважины с обратной промывкой

1. Долото
2. Смеситель
3. Трубы для подачи воздуха
4. Бурильные трубы (буровые штанги)
5. Компрессор
6. Ротор
7. Вертлюг
8. Рукав
9. Зумпф (отстойник для бурового раствора)
10. Буровой шлам
11. Разделитель
12. Желоб

Вращательный с продувкой воздухом

Применяется при бурении в устойчивых породах. При использовании пневмоударника достигается высокая скорость создания скважины. Актуально при выполнении работ на территориях сложенных скальными или твердыми породами, а также при работе с трещиноватыми породами.

Ударно-канатный

Применяется при бурении скважин в сложных гидрогеологических условиях на глубину до 100-150 метров. Этот способ отличается низкой скоростью бурения, сложностью бурения в неустойчивых породах (плывуны, водоносные пески).

К основным преимуществам этого способа можно отнести:

• получение достоверного геологического разреза;
• прифильтровая зона и фильтр не забивается глиняным раствором (как при бурении с промывкой) или разрушенной породой – достоверная характеристика водоносного пласта.

Вращательный шнековый

Используется при бурении в мягких и рыхлых породах до глубины 30-40 м. Шнековое бурение – основной способ бурения для создания неглубоких скважин на песок (фильтровых скважин, см. ниже), для бурения ям и отверстий (ямобур).

Ямобуры - в основном это навесное гидравлическое оборудование на базе экскаватора, крана манипулятора и прочей строительной техники. Используется для ускорения рабочего процесса, замещая ручной физический труд - рытье ям, посадку саженцев, установку столбов, сваи, опор и прочих конструкций, фиксирующихся в земле.

Как проводится бурение скважин?

Вертикальная выработка создается вращающейся «бурильной колонной». Так называют конструкцию из последовательно соединенных труб, в нижней части которой закреплено долото, турбо- или электробур - инструменты для разрушения горных пород.

Для удаления шлама, разбуренного грунта, в образующийся ствол закачивается глинистый раствор. При таком способе бурение ведется с промывкой.

При бурении шнековым способом разбуренная порода поднимается на поверхность по спирали (как у сверла).

Во время бурения скважин с продувкой, разбуренный грунт выдувается мощным потоком воздуха.

Для укрепления стенок выработки используются обсадные трубы.

Это самое общее представление о бурении скважин вращательным способом. С его помощью строится наибольшее число этих сооружений, предназначенных для промышленного, исследовательского или частного использования.

Основные типы скважин

Применительно к бурению не промышленного назначения, а для частного использования, инженерные сооружения можно разделить на несколько типов скважин.

Фильтровые скважины

Служат для добычи воды из неглубоко (10-60 м.) расположенных залежей песка.

Типовая конструкция скважины на песок

Фильтровая скважина (скважина на песок) – скважина построенная на неустойчивые водовмещающие породы, представленные разнозернистыми песками, иногда с включениями гравия, валунов, песчаников. Неотъемлемая часть скважины на песок - фильтровая водоприемная часть, проще говоря, фильтр. Чаще всего его изготавливают из перфорированной трубы с намотанной на нее нержавеющей или полимерной сетки.

Артезианские скважины (скважины на известняк)

Используют для извлечения пластовой жидкости из карбонатных отложений, известняка, которые, в частности, в Московской области находятся и на отметках, превышающих 200 м.

Скважины под геотермальное отопление

Фонд «частных» скважин сегодня не ограничивается только добывающим сооружением. При обустройстве системы обогрева популярно-обоснованным становится использование тепловых насосов. Данная технология позволяет использовать тепло земли для обогрева недвижимости, удаленной от центральных коммуникаций. Для нужд этих агрегатов бурятся вертикальные или наклонные выработки, которые заполняют рабочей средой и тем самым создают тепловой контур.

1. Горизонтальный коллектор (расположен ниже глубины промерзания)
2. Вертикальный зонд (установлен в скважину)
3. Тепловой насос (передача тепла земли теплоносителю, циркулирующему в доме).

Горизонтально направленные скважины

Бурение таких скважин используют для прокладки коммуникаций без разработки траншей. Современные технологии позволяют контролировать траекторию бурения, задавать необходимое направление движения бура. Горизонтальное направленное бурение востребовано при проведении коммуникаций в густонаселенных районах, под путепроводами, мостами, дорогами, нефтепроводами и прочими капитальными сооружениями.

Направленное бурение идеально подходит для подключения к инженерным сетям в условиях плотной застройки.

Cкважины для исследования геологического строения и добычи полезных ископаемых

• опорные, структурно-поисковые - для получения глобальной информации о геологическом строении региона;
• разведочные, оценочные - бурение проводится с целью выявить расположение насыщенных залежей и определить их продуктивность;
• добывающие и нагнетательные - извлекать запасы и проводить операции для увеличения объемов добычи - закачка воды, пара, газа.

Чем бурят скважины в Московской области?

Глубина залежей, свойства пород, которые предстоит пройти, определяют, какую технику использовать для бурения скважин. Для частного сектора наибольшее распространение получила установка на колесном шасси УРБ 2-А2, которая применяется при работах во всем «диапазоне отметок», даже если от поверхности залежь удалена больше чем на 200 м.

Буровые установки на колесных шасси (КАМАЗ, Урал) задействуют и при бурении на меньших глубинах, когда разрез представлен крепкими породами.

На глубинах до 100 м применяются малогабаритные и самоходные установки, который могут размещаться на автоприцепе - Бурагрегат Стронг, Партнер серии TS,ТМ, на гусеничной базе - Партнер серия SBU, Lutz Kurth, Бурагрегат СБУ.

При бурении скважин промышленного назначения в основном используются установки УРБ-3А3, 1БА-15В.

Компания «Водная Помощь» располагает широким парком буровой техники и способна решать задачи по автономному водоснабжению в сложных гидрогеологических условиях, на участках с ограниченным заездом, по всей территории Московской области и соседних областях. Оказывает весь комплекс работ по монтажу и обслуживанию сетей инженерно-технического обеспечения.

Буровая скважина

(a. well, drilling hole; н. Bohrloch; ф. trou de forage; и. agujero, pozo de sondeo ) - горн. выработка преим. круглого сечения (диаметр 59-1000 мм), образуемая в результате бурения. Б. с. разделяют на мелкие - глуб. до 2000 м (из них подавляющее большинство - до неск. сотен м), средние - до 4500 м, глубокие - до 6000 м, сверхглубокие - св. 6000 м. В Б. с. выделяют устье, ствол и дно (). По положению оси ствола и конфигурации Б. с. разделяют на вертикальные, горизонтальные, наклонные; неразветвлённые, разветвлённые; одиночные и кустовые. По назначению различают исследовательские, предназначенные для исследования земной , эксплуатационные (разработочные, см. рис.) - для разработки м-ний п. и., строительные - для стр-ва разл. сооружений (мостов, причалов, свайных фундаментов и оснований, подземных хранилищ для жидкостей и газов, водоводов), горнотехн. Б. с. - для стр-ва и эксплуатации горн. сооружений.
буровой раствор; 4 - цементный камень; 5 - эксплуатационная колонна; 6 - продуктивный ; 7 - перфорированные отверстия; 8 - колонная головка; 9 - задвижки; 10 - . ">
Конструкция разработочной скважины: 1 - направляющая колонна; 2 - кондукторная колонна; 3 - буровой раствор; 4 - цементный камень; 5 - эксплуатационная колонна; 6 - продуктивный пласт; 7 - перфорированные отверстия; 8 - колонная головка; 9 - задвижки; 10 - крестовина.
Исследовательские Б. с. делятся на картировочные, структурно-поисковые, опорно-геологические, опорно-технологические, инженерно-геологические, параметрические, поисковые и разведочные. Эксплуатац. Б. с. по виду разрабатываемой залежи подразделяют на скважины нефтяной, газовой и водной залежи (см. Нефтяная скважина, Газовая скважина , Гидрогеологическая скважина), по выполняемой функции - на добывающие, нагнетательные, оценочные, контрольные (пьезометрические, наблю- дательные), по эксплуатац. состоянию - на действующие, ремонтируемые, бездействующие, законсервированные и ликвидированные. Горнотехн. Б. с. делятся на взрывные (на них приходятся наибольшие объёмы бурения - около 50 млн. м в год), замораживающие, тампонажные, вентиляционные, водоотливные и др.
В зависимости от глубины и назначения Б. с., условий бурения стенки скважин закрепляют или оставляют незакреплёнными.
Крепление ствола не производят для горнотехн. (напр., взрывных) и др. скважин небольшой глубины (до 50 м), пройденных в устойчивых скальных массивах. Б. с., предназначенные для эксплуатации и исследований, в процессе сооружения крепят. Они имеют наиболее сложную конструкцию, к-рая определяется размерами частей ствола, обсадных колонн и цементного кольца в пространстве за обсадными колоннами; видом и кол-вом обсадных колонн; оборудованием обсадных колонн, устья и забоя Б. с. Обсадные колонны (направляющая, кондукторная, промежуточная и эксплуатационная) предназначены для крепления стенки частей ствола Б. с. и изоляции зон разл. осложнений, а также продуктивной толщи от остальной части геол. разреза. Обычно они свинчиваются (свариваются) из стальных труб, в мелких скважинах применяют обсадные трубы из пластмассы и асбоцемента. Направляющая колонна (направление) - первая (дл. до 30 м), к-рую опускают в верхнюю (направляющую) часть ствола, чтобы изолировать верхний наносный почвы и отвести восходящий поток бурового агента из ствола скважины в очистную систему, цементируется по всей длине. Кондукторная колонна () - вторая обсадная колонна, спускаемая в ствол Б. с., предназначена для перекрытия верхних неустойчивых отложений, водоносных и поглощающих пластов, зон многолетнемёрзлых пород и т.п. На неё устанавливают ; кольцевое пространство за колонной обычно цементируют по всей длине. Промежуточную обсадную колонну спускают в случае необходимости после кондукторной для крепления неустойчивых пород, разобщения зон осложнений и водоносных горизонтов. Глубину спуска промежуточных и кондукторных колонн рассчитывают с учётом предотвращения гидроразрыва пластов, устойчивости стенки ствола Б. с., разделения зон применения разл. буровых агентов. Кол-во промежуточных колонн зависит от глубины Б. с. и сложности геол. разреза. Последняя обсадная колонна предназначена для эксплуатации и изолирует продуктивные пласты. Для извлечения флюидов из продуктивных пластов в эксплуатац. колонну спускают насосно-компрессорные колонны в разл. комбинациях в зависимости от кол-ва разрабатываемых пластов и применяемого способа добычи. В промежуточную и эксплуатац. часть ствола Б. с. вместо обсадной колонны полной длины могут быть спущены на бурильных трубах обсадные колонны-хвостовики, верх к-рых крепится с помощью спец. подвесок. Колонну-хвостовик после окончания стр-ва скважины иногда наращивают до устья Б. с. колонной-надставкой.
Для облегчения спуска, цементирования обсадных колонн и повышения качества этих работ обсадные колонны оборудуются направляющими башмаками, разл. клапанами, соединит. и разъединит. устройствами, турбулизаторами цементного раствора, пакерами, центраторами и скребками. При многоступенчатом цементировании в состав обсадной колонны вводят цементировочные муфты.
По числу обсадных колонн, спускаемых в ствол Б. с. после кондукторной, различают одно-, двух-, трёх- и многоколонные конструкции скважин; по виду оборудования призабойной зоны - Б. с. с обсаженной и необсаженной призабойной зоной. Конструкция Б. с. с обсаженной призабойной зоной может быть получена либо при спуске в неё сплошной эксплуатац. колонны с последующим её цементированием и перфорированием колонны, цементного камня и продуктивного пласта, либо спуском в неё эксплуатац. колонны с хвостовой секцией, имеющей круглые или щелевидные отверстия, размещаемые против продуктивного пласта.
Конструкция газовых скважин отличается большей герметичностью обсадных колонн, к-рая достигается применением обсадных труб со спец. соединениями и смазками для них, подъёмом цементного раствора за всеми колоннами до устья Б. с. и т.д. Устья разработочных нефтяных и газовых скважин оборудуют спец. арматурой. Конструкция Б. с, предназначенной для поиска и разведки м-ний твёрдых п. и., значительно проще. Направляющая часть таких Б. с. имеет длину неск. м и закрепляется направляющей трубой, кондукторная часть имеет дл. 30-150 м. Далее ствол бурят с полным отбором керна, а крепление неустойчивых пород осуществляют быстросхватывающимися смесями. Литература : см. лит. при ст. Бурение . Я. А. Гельфгат, Д. Е. Столяров.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Буровая скважина" в других словарях:

Скважина буровая цилиндрическая горная выработка, пройденная буровым инструментом в горной породе земной коры, характеризующаяся большой величиной соотношения ее длины к диаметру. Начало скважины называется ее устьем, дно забоем,… … Википедия

См. Скважина буровая … Большой Энциклопедический словарь

Бурением называется процесс, с помощью которого происходит сооружение цилиндрической горной выработки (скважины, шпура) вследствие разрушения горных пород. Чаще всего бурение производят в земной коре. Реже встречается в бетоне и асфальте. Бурение применяют для поиска, изучения и добычи полезных ископаемых; производства взрывных работ; осушения заболоченных районов; прокладки подземных коммуникаций; сооружения свайных фундаментов. Существует специальная классификация способов бурения. Первая классификация- это по характеру разрушения пород. Делятся они на механические и немеханические. Первый тип заключается в разрушительном воздействии бурового инструмента на горную породу. Второй тип – разрушительное воздействие происходит без контакта источника воздействия с породой. Механическое бурение, в свою очередь, подразделяется на вращательные, ударные, вращательные ударные и ударные вращательные. Вращательное бурение разрушает породу с помощью вращения прижатого к забою инструмента. Для такого вида, чаще всего, используется инструмент режущего типа (породоразрушающий), алмазный инструмент, дробовое бурение и дробовые колонки. Выбор типа инструмента зависит от прочности породы. К ударным способам относятся ударное бурение и ударно – поворотное (бурение с помощью перфораторов). Также бурение можно подразделить по типу инструмента, с помощью которого производиться бурение. Из этой классификации можно выделить шнековое, алмазное, шарошечное и штанговое.

Существует подразделение по типам буровых машин (турбинное, пневмоударное, перфораторное) и по способу проведения скважин (кустовое и наклонное).

Бурение при развитии и специализации применяется в основном к трем фундаментальным областям техники. Первая область – бурение на нефть и газ. Для этого бурятся достаточно глубокие скважины, глубиной несколько километров.

Вторая область – это скважины, достигающие глубины сотни метров. Такие скважины бурят при поисках твердых полезных ископаемых. Последнюю область применяют в строительстве и горном деле для укладки взрывчатых веществ в горные породы. Глубина таких скважин колеблется от нескольких метров до десятков метров.
Бурение на воду является самым ответственным этапом, когда решается вопрос водоотведения и водоснабжения для дома или дачи. Водоснабжение дачи или дома принято начинать с выбора, касающегося источника воды. Обычно этим занимается сам владелец. Для того, что бы выполнить следующие шаги по бурению, необходима специальная техника и опытный персонал. Бурение скважин на воду является высокотехнологичным видом строительных услуг. Здесь необходим высокий профессионализм исполнителя. Самым надежным источником водоснабжения на сегодняшний день можно считать артезианскую скважину. Так как не возможно найти одинаковых разрезов, процесс бурения на воду связывают с многими случайными факторами. И влияние человеческого фактора в этой сфере очень высоко.

Все компании – профессионалы на рынке и профильные организации по бурению скважин под воду должны владеть подробной и полной информацией о методах бурения и о местных геологических условиях. Они должны представить проекты, в которых очень точно будут указаны проектируемые глубины и остальные характеристики скважин и качества воды.

В этой работе самое главное, что бы геологическая специфика района и конкретного места, где собираются работы по бурению скважин на воду строго соответствовали уровню используемой технической базе. Установки, связанные с необходимостью оснастки и оборудования для монтажных работ скважины выбирают, учитывая глубину залегания и другие параметры водоупорного и водоносного слоев.

При обустройстве скважин для воды важно не само бурение, но и подбор и установка скважинного насоса. Также используется управляющая автоматика и водопроводные системы, проходящие от скважин до дачи или дома. В нашей повседневной жизни система водоснабжения обеспечивает нас комфортом. Трудно представить, что бы мы делали без нее. Качество, безотказность и надежность оборудования водоснабжения на сегодняшний день находиться на высоте. И все это благодаря усовершенствованным насосам и автоматике управления ими. Для того, что бы пробурить скважину под воду необходимо вскрыть известняковые горизонты. Такой вид бурения называется бурение на известняк.

Существует песчаная скважина под воду. Преимущества такой скважины в невысокой стоимости, простоте обслуживания, быстром монтаже и отсутствии необходимости в регистрации и лицензировании скважин. Вся необходимая вода находиться на большой глубине и что бы ее поднять с этой глубины используются специальные насосы для скважин. Бестраншейные технологии используются для прокладывания трубопровода из полиэтилена или стали. К таким технологиям относиться наклонное бурение, прокол под дорогой и проколы ГНБ. Если вы еще не связывались с бурением скважин под воду, вас может волновать вопрос, зачем они вообще нужны. Нужны они для того, что бы организовать индивидуальную систему водоснабжения для дома или дачи. Вы получите независимость от всех систем водоснабжения централизованного типа, некорректно работающей автоматики и вечной проблемы коррозии трубопроводов. Для правильной работы отопления и канализации своего дома, а также для удобства проживания нужно в обязательном порядке организовать собственную водяную скважину.

Для того, что бы правильно выбрать скважину, нужно полностью изучить потребности жильцов и цели использования скважины. Немалую роль играет место, для которого буриться скважина. Это может быть большой дом с водопотреблением или маленький дом с садовым участком.

В зависимости от качества водоснабжения, бюджета, и объема потребления воды можно выделить онекоторые виды бурения скважин на воду. Бурение на горизонт маленьких фильтрованных песчинок (бурение скважин на песок) производиться на глубину до 30 метров. Точнее, пока не будет достигнут песчаный горизонт. После этого обычно устанавливается скважина, диаметр которой от 126 миллиметров до 134 миллиметров. Внутренний диаметр трубы этой скважины достигает от 126 миллиметров до 134 миллиметров. Эта труба состоит из трубы, которая называется обсадной и пропускная способность которой значиться до 20 литров в минуту.

Чаще всего бурение скважины на песок занимает около двух рабочих дней. Если вы решились на бурение скважины и соотношение цены и качества для системы водоснабжения участка с низким водопотреблением, то для вас лучше всего подойдет мелкая песчаная скважина. Также, она подходит для дачи или дома, в котором вы проживаете только в летний период или весеннее - осенний. Как и все другие скважины, скважина на песок имеет свои минусы. Самый главный минус такой скважины – очень большая вероятность быть затопленной. Срок эксплуатации труб зависит от того, как часто используется скважина и от естественного потенциала горизонта. Помимо бурения скважин на песок, существует бурение скважин на известняк (артезианская скважина). Оно заключается в бурении скважин на глубину от 20 метров до 210 метров до водоносного слоя. Бурение производиться до слоев известняка. Скважины на известняк отличает от других скважин большая производительность, которая достигает до 100 кубических метров в час. Также такие скважины могут «похвастаться» высокой надежностью.

Что касается глубины скважин на известняк, она на много больше, чем глубина песчаных скважин. Но из-за этого увеличивается сложность работ. На бурение артезианской скважины, как правил, уходит около трех дней. Если вы собираетесь проживать в доме или даче круглый год, то этот вид скважины на воду подойдет вам больше всех. Она поможет вам всегда иметь в доме воду кристальной чистоты. Среди основных достоинств такой скважины можно выделить следующие: большой запас воды, значительный эксплуатационный срок из-за стабильности водоносных горизонтов плит известняка. Во время работы по бурению артезианской скважины ее стенки укрепляют. Это помогает скважине служить вам от 35 до 55 лет. Недостаток такого бурения – нужда в дополнительном оборудовании для воды, которая подается в скважину. После бурения важно правильно подобрать систему водоочистки. Если вы установили артезианскую скважину, то будьте уверены, что в вашем доме будет всегда чистая питьевая вода на протяжении долгих лет. Обычно, бурить скважины начинают до самого строительства дома. Это позволит вам сэкономить деньги и собственные силы. Также это существенно влияет на удобство при строительстве дома, ведь нужно будет много воды.

Перед тем как начать бурение, также нужно очень ответственно подойти к размещению всех объектов на участке. Если все - таки дача или дом построены до организации водоснабжения, то ничего страшного в этом нет. С помощью опытных специалистов бурение скважин можно производить в любой момент строительства дома. Для того, что бы проделать всю работу по бурению правильно, нужно профессиональное техническое оборудование, которое позволяет выполнять работы абсолютно разной сложности и при любых погодных условиях. В принципе, такие работы можно проводить в любое время года. Зимнее время благоприятно для заказчика тем, что достаточно тяжеловесные и мощные машины не испортят участок. Так же шлак, который выводиться на поверхность при бурении, не засоряет территорию строения.

Заранее, перед выбором места для бурения скважины на воду нужно точно отмерить 15 метров от септика. Если уклон местности на территории строения производиться в сторону скважины, то расстояние до септика нужно увеличить до 20 метров. Расстояние от фундамента или забора до скважины следует брать не ближе трех метров. Метод бурения выбирается в зависимости от строения грунта, а рабочая зона должна быть 24 кубических метра.
Так как скважину на воду можно назвать капитальной конструкцией, то область, в которой будет производиться бурение на воду нужно очень тщательно подбирать. Она должна располагаться над водоносным пластом, который благоприятен для последующей эксплуатации скважины. Так же территория строения должна быть приспособлена для ремонтных работ. Место, где будет расположена скважина должно отличаться соответствующими экологическими нормами и быть защищенным от загрязнений. Но надо помнить, что совсем не каждая скважина имеет возможность быть водоносной. Поэтому нужно с огромной ответственностью подходить к расчетам места будущей скважины перед началом бурения. Немаловажными пунктами в бурении являются: определение типа грунта, проверка территории на наличие растительности, произведение анализа поверхности участка. Этот анализ включает в себя рельефность, нахождение подходящего места для скважины, тщательнейшая проверка на вредные источники загрязнения и на присутствие вод на поверхности, изучение условий, которые находятся под поверхностью участка.
Для определения области бурения скважины на воду, на место, где предполагаемо будут вестись работы, выезжает высококвалифицированный специалист. Он обсуждает с заказчиком месторасположение будущей скважины, проверяет наличие на участке электроснабжения и занимается выбором места для специализированной техники, проживания рабочих, водовоза и буровой установки. Следующий шаг, после бурения скважины на воду – это обустройство самой скважины. Цель обустройства скважины – подача воды из самой скважины на поверхность участка с помощью специального насоса. Напор этого насоса должен поднять воду на поверхность. Бурение скважин на воду нуждается в установлении кессона. Именно благодаря ему, заказчик сможет употреблять чистую питьевую воду в любое время года. Кессон представляет собой металлический резервуар, с помощью которого предотвращается замерзание воды в зимнее время. Еще, он служит отличным защитником от грунтовых вод и других загрязнений. От кессона прокладывают трубопроводы, которые подходят к даче или дому. Прокладывают их на глубине 1,9 метров.

Бурение скважины включает в себя установку автоматической бесперебойной системы управления насосами и самые различные фильтры для чистки воды от ненужных примесей.

Ну и самым последним, заключающим, этапом в бурении скважин на воду значится химический анализ воды. Для этого, после всей проделанной работы по бурению, берут пробу воды из скважины и производят химический анализ. Этот анализ позволяет выявить, пригодна ли вода для ежедневного применения и для нормальной работы сантехники и бытовой техники. Ведь, если вода не пригодна и будет иметь загрязнения и примеси, она не только приведет к поломке сантехники, но и нанесет большой урон человеческому организму.

Ну и в конце работы по бурению остается только обустроить ее с помощью обсадной колонны. Обсадная колонна – это конструкция, которая состоит из труб. Между собой эти трубы соединяются с помощью резьбового метода. Точнее, эта резьба имеет название конусной трапецеидальной резьбы. В зависимости от типов работ также для обустройства обсадных колонн используется обыкновенная сварка. Если вы проделали все этапы, связанные с бурением скважин на воду, включая ее обустройство, то можно с уверенностью сказать, что работы подошли к концу и теперь можете наслаждаться своим личным водоснабжением. Если вы делали эти работы на своем дачном участке, на котором вы появляетесь только в определенное время, то естественно скважина будет долгое время не в рабочем состоянии. После долгого перерыва (год и более) скважину нужно обязательно проверить. Скорее всего, после проверки скважины, она будет нуждаться в восстановлении производительности водоносной скважины, произведении её очистки. Очистка заключается в промывки призабойной зоны при помощи водяно-воздушной смеси, очистке фильтра и также есть вероятность замены обсадных колонн.

Бурение скважин на воду в Перми включает этапы перечисленные сверху. Опытные специалисты помогут вам при выборе места работы и расчетах, которые нужны для правильной эксплуатации водоснабжения.

Бурение - технический процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники - бурового оборудования. (реже термическим, гидроэрозионным, взрывным и другими способами) с удалением продуктов разрушения. Бурение скважин - это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки, диаметр которой существенно мал по сравнению с её длиной по стволу, без возможности доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно - забоем, а стенки скважины образуют её ствол.

Различают три вида бурения:

• Вертикальное бурение
• Наклонно-направленное бурение
• Горизонтальное бурение

При бурении разрушение ведётся по всей площади забоя (бескерновое бурение), реже только по кольцевому пространству для извлечения керна (колонковое бурение). Диаметры пробуриваемых выработок составляют десятки миллиметров (шпуры), сотни миллиметров (скважины), тысячи миллиметров (стволы шахтные). Глубина бурения определяется областью его применения и составляет несколько метров (в основном шпуры), десятки метров (скважины для размещения взрывчатых веществ, закрепления горных пород цементированием, замораживанием и др.), сотни и тысячи метров (скважины - разведочные на воду, нефть и газ, эксплуатационные и др.). Процесс сооружения глубоких скважин включает также крепление стенок ствола обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками.

Бурение глубоких скважин осуществляют буровыми установками, взрывных - буровыми станками, шахтных стволов - стволопроходческими агрегатами, шпуров - бурильными молотками, свёрлами и др. Технические средства бурения включают также буровой насос или компрессор для подачи бурового раствора и газа, бурильные трубы, буровую вышку с талевой системой, породоразрушающий инструмент, оборудование для приготовления промывочной жидкости, её очистки от шлама и дегазации, противовыбросовое оборудование и контрольно-измерительную аппаратуру. Бурение производится в основном механическим способом: буровой инструмент непосредственно воздействует на горные породы, разрушая их буровым долотом или буровой коронкой; при бурении взрывных скважин в кварцсодержащих горных пород применяют термическое бурение (струёй пламени). Механические способы бурения по методу воздействия инструмента на забой подразделяют на вращательное бурение, ударное бурение, ударно-поворотное и вращательно-ударное бурение.

По типу применяемого породоразрушающего инструмента различают шнековое бурение, шарошечное бурение, алмазное бурение, дробовое и такое прочее, по типу буровой машины - перфораторное бурение, пневмоударное бурение, гидроударное бурение, роторное бурение, турбинное бурение и такое прочее, по направлению и методу проводки скважин - кустовое бурение, вертикальное, наклонно направленное, многозабойное и др. Бурение развивается и специализируется применительно к трём основном областям горного дела: добыча жидких и газообразных полезных ископаемых, поиск и разведка полезных ископаемых, добыча твёрдых полезных ископаемых взрывным способом. Такое исторически сложившееся деление весьма условно, но методологически удобно для краткого изложения столь многопланового понятия, как "бурение".

В России бурение первых скважин относится к 9 в. и связано с добычей растворов поваренной соли в Старой Руссе. Затем соляные промыслы развиваются в Балахне (12 в.) и Соликамске (16 в.). Появление новых методов и техники бурения относится к 19 в. в связи с возрастающей необходимостью снабжения крупных городов питьевой водой. В 1831 в Одессе было образовано "Общество артезианских фонтанов" и пробурены 4 скважины глубиной 36-189 м.
В середине 19 в. ударное ручное бурение стало вытесняться портативными механическими станками. В России Г.Д. Романовский в 1859 впервые механизировал работы, применив паровой двигатель для бурения скважины вблизи Подольска. Первую скважину на нефть, пробуренную станком ударного бурения, заложил Дрейк в 1859 (США, штат Пенсильвания). Морская скважина впервые была пробурена в 1897 в Тихом океане у острова Сомерленд (шельф Калифорнийского полуострова, США), позже бурение на море получило широкое распространение. На Каспии шельфовое бурение начато в 1924 г. около г. Баку.

Развитие разведочного бурения на твёрдые ископаемые связано с изобретением швейцарцем Ж. Лешо алмазного бура (1862). В 1899 г. американским инженером Дейвисом предложено дробовое бурение. В СССР дробовое бурение применено в 1927-28 гг. советскими учёными В.М. Крейтером и Б.И. Воздвиженским для колонкового бурения, что позволило заменить этим способом алмазное бурение в крепких извержениях и метаморфических породах. В 1928-29 в СССР начинается производство буровых станков с рычажной подачей для колонкового вращательного бурения на глубине до 300-500 м, с 1947 создаются станки с рычажной дифференциальной подачей, многоскоростные станки для глубины 300-2000 м, самоходные буровые установки. С 1960 начались работы по освоению гидроударного бурения, что обеспечило значительное увеличение производительности твёрдосплавного колонкового бурения. Радикально совершенствуется алмазное бурение, объёмы которого для поисков месторождений полезных ископаемых увеличиваются. При разведке крутопадающих рудных тел, когда для пересечения их на разных горизонтах проходят несколько скважин, применяют направленное многозабойное бурение, которое проводится с помощью отклоняющих устройств, устанавливаемых в скважине на разных глубинах. Разведочное бурение на твёрдые полезные ископаемые осуществляется в основном роторным способом, на который приходится около 80% метража пробуренных скважин; в ограниченных объёмах применяются ударно-вращательное, гидроударное, шнековое, вибрационное бурение и др. Работы в области разведочного бурения направлены на обеспечение сохранности извлекаемого с большой глубины