Бурові роботи

[pic].

ВВЕДЕНИЕ

…1 Буріння і науковотехнологічна галузь застосування, КЛАСИФИКАЦИЯ СПОСОБІВ БУРЕНИЯ…2 БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН НА НАФТА Й ГАЗ…3 ТУРБОБУР, ЭЛЕКТРОБУР…5 НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ…7 МНОГОЗАБОЙНОЕ БУРЕНИЕ…8 ПОШУКИ І РОЗВІДКА ТВЕРДИХ КОРИСНИХ ИСКОПАЕМЫХ…9 СВОЛОПРОХОДЧЕСКИЙ АГРЕГАТ…11 БУРІННЯ ВИБУХОВИХ ШПУРІВ І СКВАЖИН…14 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…15 Список використаної литературы…16.

Центральна геолого-геофизическая експедиція проводить низку бурових робіт різної спрямованості. Наявний парк бурової техніки і матеріально-технічна оснащеність дозволяє вирішувати складні завдання по бурінню свердловин. Нині в технічному озброєнні експедиції перебувають такі види бурових установок: УРБ-3А3, УРБ-3АМ, УРБ-2.5А, УДБ- 50 М, ПБУ-2, СТУ-1001Б і УГБ-3УК, що дозволяють виробляти буріння: Геологорозвідувальних свердловин глибиною до 800 м при діаметрах буріння з відбором керна 132, 112, 93 і 76 мм; Свердловин глибиною до 300 м на рассолы, мінеральні води із проведенням цементації отсадных колон; Експлуатаційних свердловин для водопостачання під промислові насоси типу ЭЦВ- 5, 6, 8, 10; Інженерно-геологічних свердловин шнековым і колонковым способом під будь-які види будівництва; Свердловин під опори, стовпи, фундаменти, огорожі глибиною 1−10 метрів і діаметром 300−600 мм.

З іншого боку, експедиція проводить ремонт експлуатаційних скважин:

6. Устаткування свердловин насосами (зокрема, заміна насосів), водоподъёмными трубами, засувками, станціями управління і защиты.

(СЦ-8);

7. Гідравлічний «простріл «фільтрової частини свердловин установкою АСП;

ТМ Чистка стовбура свердловин за витяганням і опусканням насоса.

9. Проведення ліквідаційного тампонажа свердловин, що з строя.

Центральна геолого-геофизическая експедиція проводить бурові роботи у Нижегородської області, Республіках Татарстан, Марій Ел, Удмуртія, Мордовія та інших регионах.

Експедиція має колосальний досвід у виробництві бурових робіт, у період її існування споруджено тисячі геологорозвідувальних свердловин, виконали своє геологічне завдання з великим якістю; споруджено сотні експлуатаційних свердловин для водопостачання селищ, підприємств і колхозов.

Споруджено тисячі свердловин під побутові насоси приватних осіб і садівничих товариств. Нині свердловини обладнують під побутові насоси типу «Малюк «і БЦП-50.

I. Буріння і науковотехнологічна галузь застосування, КЛАСИФИКАЦИЯ СПОСОБІВ БУРЕНИЯ.

Буріння — процес споруди гірничої виробки циліндричною форми — свердловини, шпура чи шахтного стовбура — шляхом руйнації гірських порід на забої. Буріння здійснюється, зазвичай, в земної корі, рідше в штучних матеріалах (бетоні, асфальті та інших.). Нерідко процес буріння включає кріплення стінок свердловин (зазвичай, глибоких) обсадними трубами з закачуванням цементного розчину в кільцевої зазор між трубами і стінками скважин.

Область застосування буріння багатогранна: пошуки й розвідка корисних копалин; вивчення властивостей гірських порід; видобуток рідких, газоподібних і твердих (при выщелачивании і выплавлении) з корисними копалинами через експлуатаційні свердловини; виробництво вибухових робіт; виїмка твердих з корисними копалинами; штучне закріплення гірських порід (заморожування, битумизация, цементація та інших.); осушення обводнённых родовищ корисних копалин і заболочених районів; розтин родовищ; прокладка підземних комунікацій: спорудження пальових фундаментів і др.

Щорічні обсяги буріння величезні: лише у СРСР за 1967 не на нафту і газ пробурено близько 12-ї млн. м глибоких свердловин, у тому числі 5,8 млн. м — розвідувальні, понад двадцять млн. м пробурено вибухових і сейсморозвідувальних свердловин, 10−12 млн. м — структурно-поисковых.

Класифікація способів буріння. За характером руйнації породи, застосовувані способи буріння діляться на: механічні - бурової інструмент безпосередньо впливає на гірську породу, руйнуючи її, і немеханічні - руйнація не викликає безпосереднього контакту з породою джерела на неї (термічне, вибухове та інших.). Механічні способи буріння поділяють на обертальні і ударні (а також вращательно-ударные і ударно-вращательные). При обертальному бурінні порода руйнується рахунок обертання притиснутого до вибою інструмента. У залежність від міцності породи при обертальному бурінні застосовують бурової породоразрушающий інструмент ріжучого типу (Долото бурове і Коронка бурова); алмазний бурової інструмент; дробові коронки, руйнують породу з допомогою дробу (Дробовое буріння). Ударні способи буріння поділяються на: ударне буріння чи ударно-поворотное (буріння перфораторами, у цьому числі погружными, ударно-канатное, штанговое тощо., у яких поворот інструмента виробляється у момент між ударами інструмента по вибою); ударно-вращательное (погружными пневмо-и гидроударниками, і навіть буріння перфораторами з незалежним обертанням тощо.), у якому удари наносяться по безупинно обертовому інструменту; вращательно-ударное, у якому породоразрущающий бурової інструмент перебуває під великим осьовим тиском у постійному контакту з породою і руйнує її рахунок обертального руху по вибою і періодично які завдавав у ній ударів. Руйнування порід забою свердловини проводиться у разі усієї своєї площі (буріння суцільним забоєм) чи з кільцевому простору з витяганням керна (колонковое буріння). Видалення продуктів руйнації буває періодичне з допомогою желонки і безупинне шнеками, крученими штангами чи шляхом подачі на забій газу, рідини чи розчину (Глинистий розчин). Іноді буріння поділяють по типу бурового інструмента (шнековое, штанговое, алмазне, шарошечное і т.д.); на кшталт бурової машини (перфораторное, пневмоударное, турбінне і т.д.), методом проведення свердловин (похиле, кустовое тощо.). Технічні кошти буріння перебувають у основному з бурових машин (бурових установок) і породоразрушающего інструмента. З немеханических способів поширився для буріння вибухових свердловин у кварцсодержащих породах термічне буріння, роботи з впровадженню вибухового бурения.

Буріння розвивалося і спеціалізувалося стосовно трьом основним областям техніки: найбільш глибокі свердловини (кілька км) бурятся на нафта та природний газ, менш глибокі (сотні м) для пошуків і розвідки твердих з корисними копалинами, свердловини і шпури глибиною і від кількох м. до десятків м бурятів розміщувати зарядів вибухових речовин (головним чином гірському справі і строительстве).

II. БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН НА НАФТА Й ГАЗ.

У Китаї понад 2 тис. років тому я вперше у світовій практиці вручну бурились свердловини (діаметром 12−15 див і глибиною до 900 м) у видобуток соляних розчинів. Бурової інструмент (долото і бамбукові штанги) опускався у замкову шпарину на канатах завтовшки 1−4 див, звитих з індійського тростини. Буріння перших свердловин у Росії належить до дев’ятої в. пов’язано з здобиччю розчинів кухонної солі (Стара Русса). Потім соляні промисли розвиваються в Балахне (12 в.), в Соликамске (16 в.). На російських соляних промислах здавна застосовувалося ударне штанговое буріння. Щоб уникнути ржавления бурові штанги робили дерев’яними; стінки свердловин прикріплювали дерев’яними трубами. Перший бурової криницю, закріплений трубами, був пробурен на води 1126 у провінції Артуа (Франція), звідси глибокі криниці з напірної водою дістали назву артезианских.

Розвиток методів і техніки буріння Росії починається з 19 в. у зв’язку з із необхідністю постачання у містах питної води. У 1831 Одеси була створена «Суспільство артезіанських фонтанів «і пробурено 4 свердловини глибиною від 36 до 189 м. У 1831−32 бурили свердловини у Петербурзі (на Виборзької боці), в 1833 у Царському Селе, у Сімферополі і Керчі, в 1834 в Тамбові, Казані і Євпаторії, в 1836 в Астрахані. У 1844 було закладено перша свердловина для артезіанської води у Києві. У самій Москві перша артезіанська свердловина глибиною 458 м пробурена на Яузском бульварі в 1876. Перша свердловина США пробурена у видобуток соляного розчину біля Чарлстона у Західній Вірджінії (1806).

Поворотним моментом, від якого починається бурхливий прогрес в бурінні, було розвиток нафтовидобутку. Перша нафтова свердловина була пробурена США випадково 1826 біля Бернсвилла в Кентуккі при пошуках розсолів. Першу свердловину не на нафту заклав в 1859 американець Дрейк біля р. Тайтесвилла в Пенсільванії. 29 серпня 1859 нафту зустріли на глибині 71 фути (близько 20 м), що поклало початок нафтової промисловості США. Перша свердловина не на нафту у Росії пробурена в 1864 близько Анапи (Північний Кавказ).

Технічні вдосконалення буріння 19 в. відкриваються пропозицією німецького інженера Эйгаузена (1834) застосовувати звані ножиці (сдвигавшаяся пара ланок при штанговом Б.). Ідея скидати соединённое зі штангами долото призвела до винаходу мови у Франції Киндом (1844) і Фабианом (1849) вільно падаючого бурового інструмента («фрейфала »). Такий спосіб отримав назву «німецький ». У 1846 французький інженер Фовель зробив повідомлення про новий способі очищення свердловин водяний струменем, поданого насосом із поверхні в порожнисту штангу. Перший успішний досвід буріння з промиванням проведений Фовелем в Перпиньяне (Франция).

У 1859 Г. Д. Романовський вперше механизировал роботи, застосувавши паровий двигун для буріння свердловини поблизу Подольська. На нафтових промислах Баку перші парові машини з’явилися торік у 1873, а ще через 10 років майже повсюдно вони замінили кінну тягу. При бурінні свердловин не на нафту на першому етапі розвивався ударний спосіб (буріння штанговое, канатное, быстроударное з промиванням забою). Наприкінці 80-х років рр. Нового Орлеані в Луїзіані (США) впроваджується роторное буріння не на нафту із застосуванням лопастных доліт і промиванням глинистим розчином. У Росії її обертальне роторное буріння з промиванням вперше застосували м. Грозному для буріння свердловини не на нафту глибиною 345 м (1902). У Сураханах (Баку) біля заводу Кокорева в 1901 закладено свердловина у видобуток газу. За рік з глибини 207 м було отримано газ, який використовували опалювання заводу. У 1901 на Бакинських нафтопромислах з’явилися перші електродвигуни, якими замінено парові машини при бурінні. У 1907 пройдено свердловина обертальним бурінням суцільним забоєм з промиванням глинистим раствором.

Вперше автомат для регулювання подачі інструмента при роторном бурінні було запропоновано в 1924 Хилдом (США). На початку 20 в. США розроблений метод похилого роторного буріння з долотами малого діаметра для забуривания з наступним розширенням скважин.

Ще 70-х рр. 19 в. з’явилися пропозиції щодо створення забійних двигунів, тобто розміщення двигуна безпосередньо над буровим долотом у забою буримой свердловини. Створенням забійного двигуна займалися найбільші фахівці у багатьох країнах, проектуючи його за принципі отримання енергії від гідравлічного потоку, пізніше — на принципі використання електричної енергії. У 1873 американський інженер Х. Р. Крос запатентував інструмент з гідравлічної одноступінчастої турбіною для буріння свердловин. У 1883 Дж. Вестінгауз (США) сконструював турбінний забійний двигун. Ці винаходи були реалізовані, і проблему вважалася нездійсненною. У 1890 бакинський інженер До. Р. Симченко запатентував ротаційний гідравлічний забійний двигун. На початку 20 в. польський інженер Вольський сконструював быстроударный забійний гідравлічний двигун (так званий таран Вольського), який одержав промислове застосування і став прототипом сучасних забійних гидроударников.

Уперше у світовій практиці М. А. Капелюшниковым, З. М. Волохом і М. А. Корнєвим запатентовано (1922) турбобур, застосований на два роки згодом буріння Сураханах. Цей турбобур було виконано з урахуванням одноступінчастої турбіни і багатоярусного планетарного редуктора. Турбобуры такий конструкції застосовувалися при бурінні нафтових свердловин до 1934. У 1935;39 В. П Шумилов, Р. А. Иоаннесян, Э. И. Тагиев і М. Т. Гусман розробили і запатентували більш досконалу конструкцію багатоступінчастого безредукторного турбобура, завдяки якому вона турбінний спосіб буріння стало головним у СРСР. Удосконалення турбінного буріння здійснюється рахунок створення секційних турбобуров зі зниженою частотою обертання й довшим вращающим моментом.

III. ТУРБОБУР, ЭЛЕКТРОБУР.

Турбобур — забійний гідравлічний двигун для буріння глибоких свердловин переважно не на нафту та газу. Багатоступінчастий турбобур — машина відкритого типу, вал його обертається в радіальних і осьових гумометалевих підшипниках, змазкою і охолоджувальної рідиною котрим є циркулююча промывочная рідина — глинистий розчин. Для отримання максимальних значень ккд лопатки турбіни профилируют те щоб ненаголошений режим їх обтікання збігався з максимумом потужності турбіни. Виконують турбіни цельнолитыми, загальна кількість щаблів турбіни сягає 120, робочі діаметри турбобура для буріння глибоких та надглибоких свердловин — 164, 172, 195, 215, 240, 280 мм, частота обертання валу турбіни від 150 до 800- 1000 об./хв. Робочий момент на валу турбобура залежить з його діаметра і становить від 1 до 5−6 кнм (1 нм = 0,1 кгсм). З 1950 збільшення обертаючого моменту на валу застосовують многосекционные турбобуры, у яких послідовно з'єднуються 2−3 секції турбін турбобура із загальною кількістю щаблів 300−450. Це дозволило б поряд зі збільшенням обертаючого моменту знизити частоту обертання валу турбіни до 300−400 об./хв (ще ефективнішої роботи шарошкових доліт). У цих турбобурах гарна осьова опора винесено у спеціальний вал, присоединяемый до нижньої секції турбобура. У шпинделе є також радіальні опори і сальник, дозволяє використовувати гидромониторные долота.

З 1970 задля її подальшого зниження частоти обертання валу турбіни в турбобуре застосовують щаблі гідродинамічного гальмування, які дозволяли бурити при 150- 250 об./хв. З початку 1970;х рр. впроваджуються турбобуры з незалежної підвіскою секції і з демпфирующими пристроями, які мають збільшеним терміном межремонтной праці та покращують умови роботи шарошкових доліт рахунок зниження вібрації бурильной колони. Робота з гидромониторными долотами, без додаткового навантаження бурових насосів, розпочато застосування турбобуров з разделённым потоком на нижньої секції, який особливий тим, що перепад тисків, срабатываемый у його нижньої секції, дорівнює перепаду тисків в штуцерах гидромониторного долота. При цьому нижня секція турбобура дбає про частини потоку, подаваного в скважину.

У розвідницькому бурінні для відбору керна в підлогою валу трубобора розміщається съёмная грунтоноска. Для буріння умовах боротьби з кривизною стовбура свердловини використовують трубобор з обертовим корпусом.

У 1899 у Росії запатентували электробур на линві. У 30-х рр. в США пройшов промислові випробування электробур з якорем до реактивного моменту, що опускалася у замкову шпарину на кабеле-канате. У 1936 вперше у СРСР Квитнером і М. У. Александровим розроблена конструкція электробура з редуктором, а 1938 А. П. Островським і М. У. Александровим створено электробур, долото якого наводиться у обертання погружным електродвигуном. У 1940 в Баку электробуром пробурена перша скважина.

У 1951;52 в Башкирії при бурінні нафтової свердловини на пропозицію А. А. Минина, А. А. Погарского і К. А. Чефранова вперше застосували электробур знакопеременного обертання гасіння реактивного моменту, опускаемый на гнучкому электрокабеле-канате. Наприкінці 60-х рр. у СРСР значно вдосконалена конструкція электробура (підвищена надійність, поліпшився токопровод).

Электробур — забойная бурова машина з погружным електродвигуном, призначена для буріння глибоких свердловин, переважно не на нафту і газ. Ідея электробура для ударного буріння належить російському інженеру В. И. Дедову (1899). У 1938;40 у СРСР А. П. Островским і Н. В. Александровым створено, і застосований першим у світі электробур для обертального буріння, спускний у замкову шпарину на бурильних трубах.

Электробур складається з маслонаполненного електродвигуна і шпинделя. Потужність трёхфазного електродвигуна залежить від діаметра электробура і становить 75−240 КВт. Для збільшення обертаючого моменту электробура застосовують редукторные вставки, монтируемые між двигуном і шпинделем і які знижуватимуть частоту обертання до 350, 220, 150, 70 об./хв. Частота обертання безредукторного электробура 455−685 об./хв. Довжина электробура 12−16 м, зовнішнє діаметр 164−290 мм.

При бурінні электробур, присоединённый до низу бурильной колони, передає обертання буровому долоту. Електроенергія підводиться до электробуру кабелем, смонтированному відрізками в бурильних трубах. При свинчивании труб відтинки кабелю зростаються спеціальними контактними сполуками. До кабелю електроенергія підводиться через токоприёмник, що сковзають контакти якого дозволяють облагоджувати колону бурильних труб. Для безперервного контролю просторового становища стовбура свердловини і технологічних параметрів буріння при проходці похило спрямованих і разветвлённогоризонтальних свердловин використовується спеціальна погружная апаратура (в т. год. телеметрическая). При бурінні электробурная очищення забою здійснюється буровим розчином, повітрям чи газом.

У з допомогою электробура минається понад 300 тис. м свердловин (понад 2% загального обсягу буріння). Використання электробура, завдяки наявності лінії в зв’язку зі забоєм, особливо цінно на дослідження режимів бурения.

IV. НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ.

Поява похилого буріння належить до 1894, коли С. Г. Войслав провів у такий спосіб свердловину на воду біля Брянська. Успішна проходка свердловини в Бухті Ілліча (Баку) на пропозицію Р. А. Иоаннесяна, П. П. Шумилова, Э. И. Тагиева, М. Т. Гусмана (1941) турбинным наклонно-направленным бурінням започаткувала впровадженню похилого турбобурения, що є основним методом спрямованого буріння СРСР і який отримав застосування там. Цим методом при пересечённом рельєфі місцевості і морських родовищах бурятів кущі до 20 свердловин за одного підстави). У 1938;41 у СРСР розроблено основи теорії безперервного похилого регульованого турбінного буріння при нерухомій колоні бурильних труб. Цей метод стало головним при бурінні похилих свердловин у СРСР і поза рубежом.

Наклонно-направленное буріння — спосіб проведення свердловини за відхиленням вертикалі із заздалегідь заданої кривою. Наклонно-направленное буріння вперше здійснено у СРСР на Грозненських нафтопромислах (1934). У 1972 у СРСР наклонно-направленное буріння споруджено близько 25% загального метражу свердловин не на нафту. Наклонно-направленное буріння виявляється доцільним при: складному рельєфі місцевості (наприклад, при розташуванні поклади під дном великого водоёма або під капітальними спорудами); геологічних умовах залягання з корисними копалинами, які дозволяють розкрити їх вертикальними свердловинами; кустовом бурінні чи многозабойном бурінні; гасінні запалених нафтових та газових фонтанів. При геологорозвідувальних роботах наклонно-направленное буріння здійснюється шпиндельными буровими верстатами, причому свердловина забуривается похило безпосередньо з земної поверхні; під час розтину нафтових та газових пластів. Наклонно-направленное буріння виробляється турбобурами чи роторным способом (свердловина із поверхні забуривается вертикально з наступним відхиленням на заданої глибині в запроектированном направлении).

Відхилення свердловини від вертикалі при наклонно-направленном бурінні (зміна зенітного кута і азимута буріння) здійснюється отклоняющими пристроями, наприклад турбінними отклонителями. Буріння прямолінійнопохилих ділянок проводиться за допомогою бурильних пристроїв, які включають центрирующие і калибрующие елементи. Найбільше відхилення від вертикалі при наклонно-направленном буріння (3836 м) отримано в затоці Кука: на остраве Сахалін відхилення становило 2453 м (1972).

V. МНОГОЗАБОЙНОЕ БУРЕНИЕ.

У 1941 Н. С. Тимофеев запропонував в стійких породах застосовувати так зване многозабойное бурение.

У 1897 в Тихому океані, у районі острів Сомерленд (Каліфорнія, США), було вперше здійснено буріння на море. У 1924;25 у СРСР поблизу бухти Ілліча на штучно створеному острівці обертальним способом була пробурена перша морська свердловина, що дала нафту з глибини 461 м. У 1934 Н. С. Тимофеевым здійснено на острові Артема в Каспійському море кустовое буріння, у якому кілька свердловин бурятся із загальною майданчики, а 1935 там-таки споруджено перше морське металеве основу буріння море. З 50-х рр. 20 в. застосовується буріння у видобуток нафти і є із глибини моря. Створено естакади, плаваючі бурові установки з затапливаемыми понтонами, спеціальні бурові суду, розроблено методи динамічної стабілізації бурових установок при бурінні великих глубинах.

Основний метод буріння не на нафту та газу у СРСР (1970) — турбобурами (76% метражу пробурених свердловин), электробурами пройдено 1,5% метражу, інше роторным бурінням. У переважно поширення одержало роторное буріння; наприкінці 60-х рр. під час проведення наклонно-направленных свердловин почали застосовувати турбобуры. У країнах Західної Європи турбобуры застосовують у похилому бурінні і за бурінні вертикальних свердловин алмазними долотами. У 60-х роках рр. у СРСР помітно зросли швидкості та глибина буріння не на нафту та газу. Приміром, в Татарії свердловини, бурящиеся долотом діаметром 214 мм на глибину 1800 м, проходяться загалом за 12−14 днів, рекордний результат у районі 8−9 днів. За 1963;69 у СРСР середня глибина експлуатаційних нафтових та газових свердловин зросла з 1627 до 1710 м. Найбільш глибокі свердловини у світі - 7−8 км — пробурені у 60-х рр. (США). У СРСР у районі р. Баку пробурена свердловина на глибину 6,7 км й у Прикаспійської низовини (район Аралсор) на глибину 6,8 км. Ці свердловини пройдено з метою розвідки не на нафту і газ. А роботи з сверхглубокому бурінню вивчення кори і верхньої мантії Землі ведуться за міжнародною програмою «Верхня мантія Землі «. У на цю програму заплановано пробурити в розмірі 5 районах ряд свердловин глибиною до 15 км. Перша така свердловина розпочато бурінням на Балтійському щиті 1970;го. Ця свердловина минається методом турбінного бурения.

Основне напрям вдосконалення буріння не на нафту та газу у СРСР — створення конструкцій турбобуров, які забезпечують збільшення проходки свердловини на рейс долота (повне час долота в свердловині до його піднесення на поверхню). У 1970 створено безредукторные турбобуры, дозволяють здійснити оптимізацію режимів буріння шарошечными долотами в діапазоні найефективніших оборотів (від 150 до 400 на хв) і використовувати долота з перепадом тисків в насадках до 10 Мн/м2(100 атм) замість 1−1,5 Мн/м2(10−15 атм). Створюються турбобуры із високим частотою обертання (800−100 об./хв) для буріння алмазними долотами, забезпечують при глибокому бурінні багаторазове збільшення проходки і механічної швидкості буріння за рейс. Розробляються нові конструкції низу бурильной колони, дозволяють бурити у непростих геологічних умовах з мінімальним перекрученням стовбура свердловини. Ведуться роботи з хімічної обробці промывочных розчинів для полегшення і підвищення безпеки процесу буріння. Конструюються турбіни з похилій лінією тиску, які дозволяють одержувати інформацію щодо білоруського режиму роботи турбобура на забої свердловини і автоматизувати процес бурения.

VI. ПОШУКИ І РОЗВІДКА ТВЕРДИХ КОРИСНИХ ИСКОПАЕМЫХ.

Розвиток розвідницького буріння пов’язані з винаходом швейцарського годинникарем Г. Лешо алмазного бура (1862), який складався з сталевого пологого циліндра, армованого діамантами і укріпленого на порожнистої металевої штанги (за нею до забою подавалася промывочная вода). Перша працездатна бурова установка з алмазним інструментом створена французьким інженером Перретом і привернула увагу на Всесвітній виставці в Парижі (1867), що стало початком поширення алмазного буріння Європі й Америці. У 1850 у Росії було закладено низку розвідувальні свердловини на кам’яний уголь.

У 1871 і 1872 близько Бахмута і Слов’янська пробурені перші розвідувальні свердловини у Росії на кам’яну сіль глибиною 90 і 120 м. Удосконалення розвідницького буріння Росії наприкінці 19 в. пов’язаний з ім'ям Войслава, що у 1885 винайшов, а 1897 отримав патент на бур для ручного буріння свердловин великого діаметра. Бур Войслава мав розширювач, дозволяє збільшувати діаметр свердловин, глибина яких досягла 22 м. У 1898 Войслав що з Л. Кулешом отримав патент на оригінальний верстат для алмазного буріння, а у тому року розробив новий спосіб вставки алмазів у коронку, що дозволило застосовувати дрібні алмази. У 1899 і в Америці інженером Дей-вісом запропоновано дробовое буріння. У період 1-ї Першої світової для буріння починають застосовувати на пропозицію німецького інженера Ломана твёрдые сплави (так званий воломит). Пізніше ці сплави застосовувалися при бурінні розвідувальні свердловини у районі Курської магнітної аномалії (1923).

Корінні зміни у техніці буріння припадають на Росії після Великої Жовтневої революції. З 1923 у СРСР впроваджується буріння із застосуванням твердих сплавів, і навіть дробовое буріння (1924;25); виготовлення вітчизняних твердих сплавів почалося 1929. У 1927 В. М Крейтером і Б. И. Воздвиженским при колонковом бурінні була успішно застосована дріб. У 1925;26 на Сормовском заводі налагоджено виробництво ударно-канатных верстатів типу «Кийстон «для розвідки на золото (пізніше типу «Емпайр »). Кілька років Н. И. Куличихиным розроблено перші вітчизняні верстати (УА-75- 150) ударно-канатного буріння. У 1928;1929 розгорнулося виробництво бурових верстатів колонкового обертального буріння на Іжорському заводі (Ленінград), їм. Воровського (Свердловськ) та інших. Тоді для колонкового буріння на глибині до 500 метрів за основному застосовувалися верстати КА-300 і КА-500. У повоєнні роки (починаючи з 1947) провели корінне переобладнання технічних засобів геологорозвідувальної служби: удосконалені бурильні, обсадные і колонковые труби; створено нові верстати з рычажно-дифференциальной подачею (ЗИВ-75, ЗИВ-150); розроблено нові конструкції многоскоростных верстатів з гідравлічної подачею (ЗИФ- 300, ЗИФ-650, ЗИФ-1200, ВИТР-2000 та інших.), щоб забезпечити буріння свердловин на глибині 300−2000 м; створено цілу низку самохідних бурових установок; розроблено кошти автоматизації і механізації трудоёмких процесів й побудувати нові конструкції породо-разрушающего инструмента.

У 1935 радянський інженер В. Н. Комаров запропонував машину ударнообертального буріння, теоретичні основи якого було розроблено згодом Е. Ф. Эпштейном. 1939;го розробляється буріння погружными пневмоударниками, і з 1940 впроваджується обертальне буріння з транспортуванням породи із прихопленої свердловини шнеками, котра одержала поширення породах невисокою фортеці при геофізичних роботах, інженерно-геологічних пошуках, при бурінні на води і ін. У розроблено технології безнасосного буріння, забезпечує повний вихід керна в нестійких породах, і докорінно вдосконалена технологія дробового буріння (З. А. Волков). Після відкриття родовищ алмазів у Якутії ширше застосовують алмазний породоразрушающий інструмент, і з 1962 в бурінні набули поширення синтетичні алмази. У вдосконаленні технології алмазного буріння зіграли більшу роль радянські вчені Ф. А. Шамшев, И. А. Уткин, Б. И. Воздвиженский, С. А. Волков і ін. Середня місячна швидкість буріння розвідувальні свердловини Донбасу становила 265 м (1956), в Криворізькому бассейне360 м (1956), але в Курській магнітної аномалії 600 м (1965). При розвідці крутопадающих рудоносных тіл, коли для перетину їх у різних горизонтах доводиться проходити кілька свердловин, з метою скорочення їх довжини застосовують спрямоване многозабойное буріння, яку здійснювався з допомогою отклоняющих пристроїв, встановлюваних в свердловині різними глубинах.

Разведочное буріння ввозяться основному рахунок обертального способу, який доводиться (1970) близько 80% метражу пробурених свердловин (50% буріння твердосплавным інструментом, 20% - алмазним інструментом, 10% - дробом); в обмежених обсягах застосовуються ударно-вращательное, шнековое, вібраційний буріння й др.

Роботи у сфері розвідницького буріння спрямовані забезпечення схоронності керна, извлекаемого з великою глибини; розробку апаратури і надійних методів випробування гірських порід. Удосконалення техніки і технології розвідницького буріння на твёрдые корисні копалини спрямоване зміну дробового буріння алмазним; впровадження гидроударного буріння, бескернового буріння з допомогою бічних свердлувальних грунтоносов; поліпшення технічних засобів і технології буріння, розробку нових засобів руйнації гірських порід при бурінні; автоматизацію всіх виробничих процессов.

VII. БУРІННЯ ВИБУХОВИХ ШПУРІВ І СКВАЖИН.

Машинне буріння шпурів і свердловин замість ручного, що застосовувалося в на початок 19 в. для руйнування міцних порід вибухом, почало впроваджуватися в кінці 17 в., коли винайшли перші бурові машини для свердління горизонтальних шпурів. У 1683 механік Г. Гутман запропонував машинне буріння. У 1803 австрійський інженер Гайншинг, а 1813 англійський механік Травич вдосконалили випущені бурові машини. У 1849 Кауч (США) отримав з перших патентів на паровий бурову машину. У 1852 Колладон (Швейцарія) запропонував бурову машину, працюючу на стиснутому повітрі. При проходці Монт-Санисского тунелю в 1861 Соммейе уперше вжив поршневі перфоратори для буріння шпурів, що дозволило різко скоротити терміни будівництва тунелю. Наприкінці 19 в. з’являються молотковые перфоратори, швидко вытеснившие менш продуктивні поршневі. Надалі були створено високочастотні і вращательно-ударные (50-ті рр. 20 в.) бурильні машини, настановні (пневмоподдержки, маніпулятори) і наводять (автоподатчики) пристосування, бурові каретки, максимально механизировавшие працю бурильника. Буріння ведеться з видаленням продуктів руйнації промиванням. Створюються легені і потужні електро-, пневмогидросвёрла і високоякісний бурової інструмент, щоб забезпечити обертальне буріння шпурів у неповній середній фортеці породах. У 1965 в Кузбасі й у 1968 в Киргизії застосовані бурильні агрегати з электрогидроприводом для обертального і вращательно-ударного буріння шпуров.

З кінця XIX — початку 20 ст. фахівці намагалися створити электроперфоратор, У 1879 німецький винахідник В. Сименс зробив невдалу спробу застосувати електричний струм доведення на дію бурильной машини, готовий до буріння шпурів при вибухових роботах. У 1885 американський винахідник Дж. Вестінгауз повторив цю попытку.

Вперше свердловини, пробурённые тяжёлыми бурильными молотками, були застосовані замість шпурів для руйнування руди на початку 30-х рр. на підземних рудниках комбінату Апатит й у Кривому Розі. З цієї періоду починається створення машин для підземного буріння свердловин. У 30-х рр. впроваджується метод штангового буріння вибухових свердловин, застосування якого сприяло технічної Революції розробці рудних родовищ великої потужності. У 1935 А.А. Міняйла сконструював верстат для обертального буріння різцями діаметром до 150 мм в м’яких породах. У кінці 30-х рр. на шахтах Кривого Рогу впроваджено многоперфораторное буріння глибоких свердловин. У 1938 А. До. Сидоренко запропоновано буріння погружными перфораторами, які входять у свердловину. У 1949;50 на підземних рудниках у СРСР випробувані бурові верстати з погружными пневмоударниками (обертання пневмоударника мало поверхні через ставши бурових штанг). У 1954 Новосибірським інститутом гірського справи і Кузнецьким металургійним комбінатом створено промисловий зразок бурового верстата БА-100 — першої машини, у якій робочим тілом (енергоносієм) служить воздушно-водяная суміш. Після відпрацювання ця суміш забезпечує просте та Надійне боротьбу з пилом при бурінні. Повсюдне впровадження високопродуктивних верстатів БА-100 на рудниках дозволило широко поширити прогресивну систему розробки родовищ з отбойкой руди глибокими вибуховими свердловинами. Ця машина стала основою створення у СРСР серії бурових машин (зокрема бурового полуавтомата НКР-100 в 1959) для пневмоударного буріння свердловин діаметром 85−100 мм глибиною до 50 м, якими 50−60-х рр. виконано понад 50% обсягів буріння при отбойке руд. З 60-х рр. цей спосіб впроваджується у практику буріння розвідувальних і глибоких експлуатаційних свердловин. З 1950 у СРСР на підземних рудниках Алтаю розробляються та впроваджуються верстати для буріння свердловин шарошечными долотами, одна з яких (БШ-145) випускається серійно. У 60-х роках рр. 20 в. для підземного буріння свердловин діаметром 60−70 мм розробляються вращательно-ударные бурові машини, встановлювані на бурових каретках, а також бурові верстати з потужними бурильными молотками й незалежною обертанням инструмента.

Буріння свердловин для вибухових робіт на кар'єрах початок застосовуватися у Росії на залізорудних підприємствах Уралу в 1908. У на початку ХХ в. для буріння вибухових свердловин на кар'єрах вперше застосовані ударно-канатные верстати. У цей спосіб починає застосовуватися з 30-х рр. і по 60-х рр. є основним в породах перевищує середню фортеці для свердловин діаметром 150- 300 мм. 1932;го Свердловским заводом «Металіст «випущені верстати ударноканатного буріння для кар'єрів. З 1939 у СРСР освоюється обертальне буріння свердловин різцями з видаленням бурової дрібниці шнеками. У 1943 випущено на Уралі (Богословський кар'єр) перший верстат обертального буріння (зі шнеком, на гусеничному ходу). З 1956;57 починаються роботи з шарошечному бурінню вибухових свердловин на кар'єрах. У 1958 запропонований комбінований ударно-шарошечный бурової інструмент, використання якого можливо на верстатах обертального буріння з пневматичною продувкой свердловин. У 1959 розпочато випуск верстатів (СБО-1, СБО-2) вогневого (термічного) буріння для міцних кварцсодержащих порід. Руйнування породи у своїй відбувається поза рахунок швидкого розігріву поверхні забою газовими струменями, вылетающими з пальники з температурою 20 000С і швидкістю близько 2000 м/сек. У 60-х роках рр. розроблений типовий ряд шарошкових верстатів (2СБШ-200, СБШ-250, СБШ-320) для буріння вибухових свердловин діаметром 200−300 мм глибиною до 30 м. Продуктивність верстатів 20−70 метрів за зміну. Перспективні робота зі створення комбінованих термомеханических способів разрушения.

Буріння вибухових свердловин на кар'єрах у СРСР ввозяться основному (1970) шарошечным способом (близько 70% метражу свердловин), поширене шнековое буріння (близько 20%), 10% метражу свердловин посідає інші способи буріння (пневмоударное, термічне, ударно-канатное та інших.). Значно зросли швидкості буріння: змінна продуктивність шарошкового верстата при проходці свердловини діаметром 250 мм в міцних породах (вапняк, доломіт тощо.) становить 40−60 м. При підземної розробці вугільних родовищ найбільшого поширення має буріння бурильными молотками і электросвёрлами, рудних родовищ — бурильными молотками, погружными пневмоударниками, шарошечными станками.

Розвиток гірництва вимагає збільшення продуктивності буріння 2−4 разу. І тому потрібне вдосконалення механічних способів буріння, а пошук нових. Удосконалення бурильних машин здійснюється рахунок збільшення параметрів навантаження на інструмент, механізації і автоматизації допоміжних операцій. Перспективно створення вибробуров. Розроблено вибухове буріння, що полягає у безупинної обробці забою свердловини невеликими зарядами вибухової речовини, вводимыми в потік промивного агента (повітря, або рідини) в вигляді ампул (ампульное, чи патронное взрывобурение) чи безупинної струменя (струйное вибухове буріння). Заряды-ампулы мають обтічну форму і безпечні у спілкуванні, оскільки змішання невзрывчатых рідких компонентів суміші й освіту вибухових речовин (ВР) відбувається безпосередньо в забою. Заряди твердих ВР вимагають для вибуху великих швидкостей удару (не менш 80 м/сек). При струминному взрывобурении вибухова суміш із пального й окислювача як плоского рідкого заряду утворюється безпосередньо на забої і ініціюється эвтектической сумішшю калію і натрію, впрыскиваемой з певної частотою. Взрывобурение свердловин дозволяє в 2−5 раз збільшити продуктивність буріння, особливо у міцних породах.

Проводяться роботи з конструювання апаратів до створення імпульсної струменя, періодично выстреливаемой з сопла по вибою свердловини для так званого гидроимпульсного буріння, і навіть электроимпульсных верстатів, в яких руйнація породи виробляється потужним електричним разрядом.

Велике зацікавлення представляє механізоване буріння вертикальних гірських виробок великих поперечних перетинів (діаметром понад 3,5 м) — шахтних стволов).

VIII. СВОЛОПРОХОДЧЕСКИЙ АГРЕГАТ.

Стволопроходческий агрегат — комбайн спорудження вертикальних шахтних стовбурів. Застосовується в породах не перевищує середню фортеці (коефіцієнт фортеці до 8, за шкалою М. М. Протодьяконова). Поєднує процеси механічного руйнації порід, навантаження гірської маси подъёмные судини, спорудження постійного кріплення стовбура, водовідлив, нарощування ставов труб тощо. Становить собою трёхэтажный металевий каркас з розміщеними ньому устаткуванням. З допомогою стволопроходческого агрегату типу ПД у СРСР Карагандинському вугільному басейні пройдено 4 шахтних стовбура загальної глибиною понад 2150 метрів і один стовбур Донбасу на глибині понад 520 м. У цьому темпи проходки, досягнуті на агрегатах, дорівнювали у Караганді 133 метрів і на Донбасі 175 м готового стовбура на місяць та було встановлено світові рекорди у продуктивності праці прохідників відповідно 13,23 і 12,7 м³ готового стовбура на людини у зміну. Агрегат обслуговують 3 людини у смену.

Створення стволопроходческого агрегату — якісно новий етап в розвитку техніки споруди шахтних стовбурів, т.к. дозволяє в 5−6 раз підвищити продуктивності праці робочих, усунути важкий фізичний працю, забезпечити високий рівень безпеки ведення гірських робіт і поліпшити санітарно-гігієнічні умови. Перший стволопроходческий агрегат створений СРСР 1952.

Успіхи у створенні ефективних засобів і способів буріння базуються на вивченні фізико-механічних властивостей разрушаемых порід, механізму руйнації породи що за різних засобах і режимах буріння. У проводяться фундаментальні праці у сфері вивчення та засобами визначення базових фізичних властивостей гірських порід з метою оцінки ефективності основних процесів руйнації порід при бурении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Більше 152 мільйонів карбованців капітальних вкладень виділило у четвертому кварталі цього року ВАТ «ЛУКойл «на організацію бурових робіт у нафтової компанії чи КОМИТЭК.

Це дозволило б вже у грудні розпочати буріння експлуатаційної свердловини на Харягинском родовищі (лежить у Ненецком автономному окрузі) і пошукової свердловини на Южно-Кедровской площі (Войвожский нафтогазоносний район Республіки Коми).

У основу організації бурових робіт покладено застосовувану в ЛУКОЙЛе схема концентрації організаційних, технічних і технологічних функцій усім етапах будівництва свердловин у однієї виробничої структурі. Ці функції передаються дочірньому підприємству «ЛУКойл — Буріння ». На Усинске на базі компанії «Комибур «формується філія дочірньою структури, який отримав назву «ЛУКойл — Буріння — Комі «. У його функції входитиме виконання відновлення всього комплексу робіт — вышкостроение, буріння, освоєння, облаштування розвідувальних і експлуатаційних свердловин по всій території діяльності ВАТ НК «КОМИТЭК «і ЗАТ «Нобель Ойл ». Передбачається завершити підготовку створення техніко-економічного обгрунтування угоди про розділі своєї продукції пермокарбоновой поклади Усинского родовища. Тут уже чітко в зборів пробурити 12 тис. метрів гірських порід, побудувати вісім свердловин. У 2001 року обсяги буріння на поклади збільшаться втричі, а кількість зданих експлуатаційних свердловин сягне 25. У 2002 року компанія має намір пробурити тут 42 тис. метрів і зробити в експлуатацію 28 нових скважин.

Для розширення ресурсної бази безпосередньо біля Республіки Комі вже у двотисячному році буде розгорнуто великі геологорозвідувальні роботи. Силами новостворених шести бурових бригад заплановано розпочати глибоке разведочное буріння на Южно-Кедровской, Нижне-Ордымской, ЮжноСойвинской (південь республіки), Восточно-Мастеръельской, Западно-Сынатысской, Северо-Сынатысской, Центрально-Возейской (Усинский нафтогазоносний район) перспективних структурах. Тут керівництво компанії очікує отримати приріст запасів у обсязі дев’яти мільйонів тонн нафти. Планом на 2003 рік передбачено пробурити 90,2 тисячі погонних метрів гірських порід у експлуатаційному і розвідницькому бурінні. На це ще виділяється 231 мільйон рублів. На території Республіки Комі будуть задіяні сім бурових бригад, біля Ненецького автономного округу — три бригады.

Сьогодні дуже вигідна пропозиція власна свердловина це оптимальне розв’язання проблеми водопостачання. Власникам власних будинків культури та садоводам — любителям потрібно багато води. Це не обов’язково має бути воду з водогону. Ідеальним рішенням є власна свердловина, у якому встановлюється захищений від замерзання скважинный насос, який працює, дуже тихо і надійно. Список використаної литературы:

1. Иоаннесян Р. А., Основи теорії та техніки турбінного буріння, М-Л., 1953; 2. Лисичкин С. М., Нариси з розвитку вітчизняної нафтової промисловості, М.-Л., 1954; Разведочное колонковое буріння, М., 1957; 3. Федюкин В. А., Проходка шахтних стовбурів і свердловин бурінням, М., 1959;

Вогняне буріння вибухових свердловин, М., 1962; 4. Волков С. А., Сулакшин С. С., Андрєєв М.М., Бурове справа, М., 1965; 5. Куличихин Н.І., Воздвиженський Б.І., Разведочное буріння, М.,.

1966;Техника буріння розробки родовищ корисних ископаемых,.

М., 1966; 6. Вадецкий Ю. В., Буріння нафтових та газових свердловин, М., 1967; 7. Ханмурзин І.І., Буріння на верхню мантію, М., 1967; Техніка гірського справи і металургії, М., 1968; 8. Скрипник С. Г., Данелянц С. М., Механізація в автоматизація трудоёмких процесів в бурінні, М., 1968; 9. Арш Э. И., Виторт Г. К., Черкаський Ф. Б., Нові методи роздрібнення міцних гірських порід. До., 1966.