Конспект лекцій № 1-19 з дисципліни “Основи нафтогазової справи” (Основні елементи сучасної системи нафтогазопостачання. Екологія нафтогазовидобування), страница 11

У 1846 році французький інженер Фогель запропонував спосіб безперервного очищення свердловин водою – промивання. Цей метод швидко визнали тому, що він не потребував припинення буріння. У 80-их роках ХІХ сторіччя було впроваджено обертальне буріння з промиванням глинистим розчином. Спочатку оберталася вся колона штанг із поверхневим приводом. Трохи пізніше було створено привибійні двигуни. У 1922 році в СРСР було винайдено турбобур, сучасну конструкцію електробура було створено у 1938 році. У 1899 році у Тихому океані, біля Каліфорнії, було реалізовано буріння на морі. В 1934 році в Каспійському морі було проведено кущове буріння. З початку 60-их років ХХ сторіччя у світі почалося надглибоке буріння.

Ще 25 років тому із кайнозойських гірських порід (самих молодих) видобувалося 66% нафти. Із мезозойських (більш старіших) – 19%, а з палеозойських (ще більш старіших) – 16%. Зараз ситуація змінилася, основна кількість нафти видобувається з мезозойських відкладів. Таким чином, головним завданням надглибокого буріння є пошук нафтоносних горизонтів на великих глибинах.

2. Класифікація методів буріння. Буріння на нафту і газ за способами впливу на гірські породи поділяється на механічні й немеханічні. При механічному бурінні  буровий інструмент безпосередньо впливає на гірську породу та руйнує її. При немеханічних методах інструмент безпосередньо не контактує з породою (гідравлічний, термічний тощо). Ці методи ще розробляються і в сучасному виробництві не використовуються.

Механічні методи буріння поділяються на ударний і обертальний. Схему

ударного  буріння наведено на рис.3.3. Руйнування гірських порід виконується долотом, що з’єднане з ударною штангою. Все це підвішене на тросу, який з’єднано з лебідкою.

Циклічне скидання долота зі штангою руйнує породу. Для очищення вибою долото виймають, а в свердловину опускають жолонку, яка заповнюється сумішшю рідини і розбурених частинок. Спеціальний клапан не дозволяє суміші витікати з жолонки (рис. 3.4.). Для забезпечення стійкості стінок свердловини до неї опускають обсадні труби, які нарощують із заглибленням вибою. Тепер при бурінні нафтових і газових свердловин ударне буріння не використовується.

Нафтогазові свердловини проходять за допомогою обертального буріння. У свою чергу обертальне буріння поділяється на роторне і турбінне.

При роторному бурінні ротор, який розташовано на поверхні, надає обертальний момент усій бурильній колоні, на нижньому кінці якої закріплений руйнівний інструмент – долото. Доведено, що при глибоких свердловинах роторне буріння не економічне з точки зору витрат енергії. У 20-30 роках минулого століття в Радянському Союзі було розроблено турбобур, який передавав обертальний момент безпосередньо на долото. При цьому бурильна колона не оберталася. В основу конструкції турбобура було покладено ідею роботи звичайної гідравлічної турбіни, у якій вода, що падала на лопаті, примушувала її обертатися. У турбобурі тиск на лопаті турбін передає буровий розчин.

Конструкцію турбобура було вдосконалено шляхом використання кількох турбін в одному турбобурі. Таким чином було підвищено потужність турбобуру. Принципову схему турбобура наведено на рис.3.5.

3. Бурові установки, обладнання. Буріння свердловин здійснюється за допомогою бурових установок, обладнання та інструменту.

Бурова установка – комплекс наземного обладнання, потрібного для виконання операцій із проведення свердловини. До складу установки входять:

- бурова вишка;

- обладнання для проведення опускних і підіймальних операцій;

- наземне обладнання, яке безпосередньо використовується при бурінні;

- силовий привід;

- циркуляційна система бурового розчину;

- білявишкові споруди.

Бурова вишка – це споруда над свердловиною для спускання і піднімання бурового інструменту, вибійних двигунів, бурильних й обсадних труб, розміщення бурильних свічок (з’єднання двох-трьох бурильних труб довжиною 25...36 м), захисту бурової бригади від вітру та атмосферних осадів.